De oceaan herbergt een overvloed aan natuurlijke hulpbronnen en de ontwikkeling ervan is niet alleen van groot economisch belang, maar weerspiegelt ook de technologische en onderzoekscapaciteiten van een land. Met de toenemende intensiteit van de mariene ontwikkeling neemt het aantal offshore industriële faciliteiten, zoals onderzeese oliepijpleidingen, diepzeeboorplatforms en offshore bruggen, van jaar tot jaar toe. De zware corrosieve omstandigheden van het mariene milieu kunnen echter ernstige corrosie veroorzaken aan metalen onderdelen van de scheepvaart. Volgens statistieken bedroegen de economische verliezen door corrosie wereldwijd in 2016 3,4% van het wereldwijde BBP, waarbij mariene constructies goed waren voor een derde van dit verlies. Daarom zijn het begrijpen van de kenmerken van mariene corrosie en het selecteren van geschikte methoden voor het beschermen van offshore metalen componenten van bijzonder groot economisch belang.

Kenmerken van corrosie in het mariene milieu

Zeewater bevat een grote hoeveelheid zout, waardoor het een uitstekende elektrolytoplossing is met een hoge elektrische geleidbaarheid. Als gevolg hiervan zijn metalen constructies die aan dit milieu worden blootgesteld onderhevig aan ernstige corrosie. Mariene corrosiemilieus kunnen worden onderverdeeld in verschillende regio's op basis van de unieke kenmerken van het mariene milieu:

Laserbekleding Technologie

Toepassing van laserbekledingstechnologie in corrosiebescherming op zee

S355 staal, vaak gebruikt in maritieme omgevingen, vertoont mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van Q345 staal. Constructies gemaakt van S355 staal zijn zeer gevoelig voor corrosie in mariene omgevingen. Door een Al-Ni-TiC-CeO2 samengestelde bekledingslaag aan te brengen op het oppervlak van S355 staal, tonen experimentele resultaten aan dat met een bekledingsscansnelheid van 7,5 mm/s een verdunningssnelheid van minder dan 5% bereikt kan worden. Polarisatiecurves van monsters met verschillende claddingscansnelheden (6, 7, 7,5, 8 mm/s) laten zien dat het monster dat geclad wordt bij 7 mm/s de hoogste corrosieweerstand heeft, met een hoger zelfcorrosiepotentiaal en een lagere zelfcorrosiestroomdichtheid. Vergeleken met onbehandeld S355 staal vertoont het beklede staal een significant verbeterde corrosiebestendigheid. De Al-Ni-TiC-CeO2 samengestelde bekledingslaag verbetert niet alleen de corrosieweerstand van het basismateriaal, maar verbetert ook de slijtvastheid en hardheid, waardoor de levensduur van het materiaal aanzienlijk toeneemt.

In kustgebieden worden hydraulische hefzuigers van waterpoorten blootgesteld aan de spatzone en getijdenzone, waar de corrosieomstandigheden ernstig zijn. Conventionele oppervlaktebehandelingstechnieken zoals vlamspuiten en plasmaspuiten hebben vaak last van hoge porositeit en slechte hechtsterkte. Daarentegen kan lasercladding met op ijzer, nikkel of kobalt gebaseerde legeringspoeders de corrosieweerstand van de zuigerstangen verbeteren, waarbij de technologie mogelijk de traditionele nikkel- en verchromingstechnieken vervangt als nieuwe oplossing voor corrosiebescherming.

In kerncentrales zijn de waaiers van zeewaterpompen gevoelig voor corrosie en cavitatie-erosie wanneer ze ondergedompeld zijn in zeewater. Om dit aan te pakken werden drie soorten legering cladding poeders toegepast om de corrosieweerstand van 316 roestvast staal te verbeteren. De resultaten toonden aan dat wanneer de legeringspoeders veel chroom en veel nikkel bevatten, de beklede laag, bestaande uit austeniet met een kleine hoeveelheid martensiet, de corrosieproblemen van de waaiers aanzienlijk verminderde.

In het algemeen kunnen legeringspoeders worden aangepast aan de specifieke corrosieomgeving van metalen componenten om hun corrosieweerstand te verbeteren. Roestvrijstalen materialen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt in de atmosferische zone van de zee, terwijl op nikkel gebaseerde poeders met slijtvaste componenten kunnen worden toegevoegd voor gebruik in spatzones of getijdenzones om het aanpassingsvermogen van het materiaal in deze zones te verbeteren.

Nadelen van Laserbekleding Technologie

Oppervlakteruwheid: De beklede laag kan een ruw oppervlak hebben, wat machinale bewerking vereist als de oppervlakteafwerking kritisch is voor de toepassing.

Uniformiteit en stabiliteit: De uniformiteit van de beklede laag, de productstabiliteit en de ondersteunende apparatuur voldoen mogelijk nog niet aan de industriële productievereisten.

Theoretische onderzoekshiaten: Er is onvoldoende systematisch onderzoek naar het stollen van de legering, interne materiaalveranderingen en het temperatuurveld van de beklede laag.

Conclusie

Naarmate de exploratie van de oceaan door de mens toeneemt, zullen er meer metalen apparaten en onderdelen worden gebruikt in mariene omgevingen. Het is van cruciaal belang om de kenmerken van corrosie op zee te begrijpen en effectieve beschermingsmethoden te ontwikkelen. Lasercladdingtechnologie kan worden toegepast om corrosiebestendige legeringscladdinglagen te produceren voor metalen onderdelen en speelt een onmisbare rol in toekomstige bescherming tegen corrosie op zee. Deze technologie zal aanzienlijk blijven bijdragen aan de bescherming van de mariene infrastructuur en de vooruitgang van de maritieme techniek.