Phụ kiện bằng đồng có thể được sử dụng trong môi trường nước mặn hoặc biển không?

Câu trả lời ngắn gọn: Sử dụng hết sức thận trọng

Tiêu chuẩnphụ kiện đồng thaunói chung làkhông được khuyến khíchđối với môi trường nước mặn hoặc biển do một loại ăn mòn cụ thể gọi làkhử kẽm. Trong khi đồng thau hải quân và đồng thau DZR ({1}}kháng khử kẽm) được chế tạo để chống lại điều này thì đồng thau ống nước tiêu chuẩn sẽ sớm hỏng trong nước biển.

Đối với bất kỳ ứng dụng dưới nước hoặc hệ thống hàng hải quan trọng nào,đồngvẫn là tiêu chuẩn công nghiệp và là sự lựa chọn an toàn nhất.

Khử kẽm là gì?

Khử kẽm là quá trình lọc kẽm có chọn lọc từ hợp kim đồng thau. Trong nước mặn, hàm lượng kẽm hòa tan ra khỏi kim loại, để lại cấu trúc đồng xốp, yếu. Quá trình này làm giảm đáng kể độ bền cơ học của vật liệu và có thể dẫn đến hư hỏng đột ngột, thảm khốc.

Một nghiên cứu khoa học điều tra đồng thau hải quân (Cu-39.0Zn-1.0Sn-3.5Pb) trong nước biển mô phỏng đã phát hiện ra rằng đồng thau hải quân trong điều kiện nước máy có tốc độ ăn mòn cao nhất và hiện tượng khử kẽm nghiêm trọng nhất, với kích thước và thể tích hố đạt tối đa trong những điều kiện đó.

Đồng thau tiêu chuẩn so với đồng thau hải quân trong nước mặn

Không phải tất cảphụ kiện đồng thauđược tạo ra bằng nhau. Đồng thau ống nước tiêu chuẩn chứa 30-40% kẽm và rất dễ bị khử kẽm. Đồng thau hải quân là một hợp kim đặc biệt được thiết kế để sử dụng hàng hải, thường chứa khoảng 60% đồng, 39% kẽm và 1% thiếc. Mặc dù đồng thau hải quân có khả năng chống ăn mòn tốt hơn đồng thau tiêu chuẩn nhưng nó vẫn chứa tỷ lệ kẽm cao, khiến nó dễ bị khử kẽm hơn đồng thau.

Nghiên cứu xác nhận rằng ngay cả đồng thau hải quân cũng trải qua quá trình khử kẽm trong nước mặn, với việc loại bỏ kẽm khỏi các pha alpha và beta tăng dần theo thời gian, đặc biệt là trong điều kiện nước máy và nước hỗn hợp.

Cảnh báo của chuyên gia từ ngành hàng hải

Nhà khảo sát hàng hải hàng đầu, Paul Stevens của Cơ quan khảo sát hàng hải Anh ở Châu Âu, đã cảnh báo rằng hàng nghìn chiếc thuyền có thể có nguy cơ bị chìm vì một số công ty đóng thuyền đang sử dụng loại van bi bằng đồng-được thiết kế cho hệ thống ống nước ngọt thay vì loại đồng-thích hợp cho hàng hải .

Stevens cho biết: “Trong nước muối, đồng thau dễ bị một dạng ăn mòn gọi là khử kẽm, khiến chúng trở nên giòn và dễ bị hỏng”. Anh ta đã kiểm tra những chiếc du thuyền có những chiếc seacock bằng đồng rẻ tiền hơn đã bị ăn mòn nặng đến mức chúng "bị gãy trong tay anh ta khi kiểm tra".

Vai trò của hành động điện phân

Môi trường biển có thêm một rủi ro. Khi thuyền được kết nối với nguồn điện trên bờ bến du thuyền, dòng điện rò rỉ có thể gây ra hiện tượng điện phân. Điều này làm tăng đáng kể tốc độ khử kẽm củaphụ kiện đồng thau. Đồng thau thông thường có thể tồn tại khoảng năm năm trong nước mặn, nhưng với dòng điện hiện tại, sự cố có thể xảy ra nhanh hơn nhiều.

Kết quả thử nghiệm từ Parker Hannifin

Điều thú vị là, các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của Parker Hannifin trên tất cả-các phụ kiện bằng đồng thau Series 26 của họ đều phải chịu 1.200 giờ phun muối biển mà không có dấu hiệu rỉ sét . Điều này cho thấy rằng một số-phụ kiện đồng thau chất lượng cao có lớp mạ thích hợp (niken hoặc crom) có thể chịu được việc tiếp xúc với bụi muối.

Tuy nhiên, lưu ý rằng thử nghiệm phun muối khác với việc ngâm liên tục trong nước biển. Ngoài ra, lớp mạ bảo vệ phải còn nguyên vẹn; một khi bị hư hỏng, đồng thau bên dưới vẫn dễ bị khử kẽm.

Giải pháp đồng cho các ứng dụng hàng hải

Đối với môi trường biển,đồnglà sự lựa chọn ưu việt. Đồng là một hợp kim thiếc-đồng chứa ít hoặc không chứa kẽm, giúp nó không bị khử kẽm . Các kỹ sư chọn đồng đặc biệt cho phần cứng hàng hải, thân van, bộ phận máy bơm và phụ kiện dưới nước vì nó chống ăn mòn và duy trì độ bền trong điều kiện nước mặn khắc nghiệt.

Bản tóm tắt lựa chọn van lưu ý rõ ràng rằng "đồng là lựa chọn duy nhất được chấp nhận cho các ứng dụng van hàng hải và ngoài khơi" và "đồng thau tiêu chuẩn không bao giờ được chỉ định cho nước biển".

Ngoại lệ: Đồng thau DZR

Đồng thau chống khử kẽm-(đồng thau DZR), còn được gọi là "đồng thau bị ức chế", chứa một lượng nhỏ asen hoặc các nguyên tố hợp kim khác ngăn chặn quá trình lọc kẽm. Các hợp kim biến tính với 0,1% phốt pho, thiếc và niken đã cho thấy khả năng chống ăn mòn được cải thiện trong các thử nghiệm khử kẽm. Cẩm nang nước SUEZ lưu ý rằng có thể sử dụng đồng thau "không thể khử kẽm" (Cu Zn 35 Pb 2 As) để tránh vấn đề này.

Tuy nhiên, các chuyên gia hàng hải vẫn khuyên dùng đồng thau hơn đồng thau DZR cho các ứng dụng quan trọng dưới nước.

Phòng ngừa: Bảo vệ Cathodic

Nếu phải sử dụng đồng thau, phương pháp bảo vệ cathode có thể hữu ích. Nghiên cứu từ năm 1962 (vẫn được trích dẫn trong tài liệu về ăn mòn) phát hiện ra rằng đồng thau hải quân có thể được bảo vệ chống lại quá trình khử kẽm trong nước biển bằng phương pháp bảo vệ ca-tốt ở điện thế -0,60V so với điện cực bạc-bạc clorua. Quá trình khử kẽm bên dưới lớp đã khử kẽm có thể bị dừng lại ở điện thế tương tự.

Đây không phải là giải pháp thực tế cho hầu hết các ứng dụng hàng hải nhưng chứng tỏ rằng quá trình khử kẽm có thể bị chậm lại trong các điều kiện được kiểm soát.

Thực hành tốt nhất cho môi trường biển

Để bảo vệ bất kỳ thành phần kim loại nào trong nước mặn:

Rửa sạch bằng nước sạch sau mỗi lần sử dụng và lau khô

Đặc biệt chú ý đến ren vít và khớp nối nơi nước tích tụ

Kiểm tra các phụ kiện thường xuyên để phát hiện các dấu hiệu đổi màu hơi hồng (cho thấy quá trình khử kẽm)

Thay thế bất kỳ phụ kiện nào có biểu hiện ăn mòn hoặc nứt ngay lập tức

Bảng tóm tắt: Đồng thau và đồng cho nước mặn

Phần kết luận

Phụ kiện đồng thauthường không thích hợp với môi trường nước mặn hoặc biển kéo dài do nguy cơ khử kẽm. Trong khi đồng thau hải quân và đồng thau DZR có khả năng chống chịu được cải thiện và một số phụ kiện bằng đồng mạ nhất định có thể tồn tại khi tiếp xúc với muối phun, tiêu chuẩn ngành hàng hải cho các ứng dụng quan trọng dưới nước vẫn được giữ nguyên.đồng.

Đối với các phụ kiện xuyên qua-thân tàu, vòi nước và bất kỳ bộ phận nào bên dưới mực nước, chỉ sử dụng đồng-hàng hải . Đối với-các ứng dụng trên boong có rửa và bảo dưỡng bằng nước ngọt thường xuyên, một số phụ kiện bằng đồng thau có thể được chấp nhận, nhưng việc kiểm tra độ ăn mòn thường xuyên là điều cần thiết.