铜及铜合金海水冲刷腐蚀试验方法编制说明.docx
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1、铜及铜合金海水冲刷腐蚀试验方法(送审稿编制说明)铜及铜 合金海 水 冲 刷 腐蚀试 验方法编制组主编单位:国合通用测试评价股份公司2022年7月1 4曰我国是铜产品生产和使用的大国,拥有丰富的海洋资源,开发和利用海洋资源离不开海上设施和 设备的建设,早期的海水管道系统多用碳钢、铸铁建造,虽然初始投入本钱低,但由于这些材料的耐 海水腐蚀性差,抗海生物污损能力低,缩短工程寿命,经常酿成重大事故。铜及铜合金具有良好的耐 腐蚀性、高的换热系数和优良的机械性能、焊接性能、抑制海洋微生物附着等特性,被广泛应用于海 洋工程的热交换用管和管系管道装置用管。在冷凝管市场,HSn70T和HA177-2黄铜管、BF
2、elO-1- 1 (简称B10,为10%银与铜的铜银合金)和BFe30-1-1 (简称B30,为30%银与铜的铜银合金)白铜管主要 用于火电、核电、舰船、海水淡化以及机械制造、石油化工等领域。根据水流速度的不同,民用船舶 长期运行的取水系统,一般使用M3c铜管、BFe5-l-l白铜管,而阀门、泵、热交换器那么使用铜合金。 在船舶运行条件下,铜合金管道和设备不能保证所需的统一寿命,在船体25年服役期限内只有10余 年的使用寿命。尤其是铜合金管道,经过68年使用,就会因为抗水流冲刷腐蚀性能差而出现大面积 损坏现象;特别是在分流系统的工作条件下,这些部位以及三通、弯头等所谓的“薄弱”部位中的实 际水
3、流速度大大超过计算流速,这种情况迫使人们加厚管道的管壁、扩大管道的直径,从而增大了金 属用量及系统造价。铜及铜合金管在海洋工程领域中的主要应用可以分为2大类,一类是热交换用管,第二类是输液管 道管系用管,如表1所示。舰船有2类用铜重要部位:一类为海水管路,包括管路、法兰、阀门、波纹 管,其铜合金牌号为TP2、BFelO-1-l;另一类为热交换装置,包括主冷凝器、辅冷凝器、加热器、冷却 器、空调、管板、冷凝管和水室,其铜及铜合金牌号为TP2、BFelO-l-K BFe30-l-K HA177-2、HSn70- lABo HSn70-1锡黄铜管和BFelO-1-1、BFe30-l-l白铜管是主要的
4、2种铜合金冷凝管,但近年来用于冷 凝器及热交换器的冷凝管品种不断增加,正在向多元化方向开展。Cu-Ni合金因其耐流动海水腐蚀性能 好,在船舶与海洋工程海水管路系统中应用范围逐渐扩大,如海水淡化处理管道、冷凝器管、海电厂的 热交换器等,铜合金在商船和军船的用量占船总重的2%3%O表1铜及铜合金管在海洋工程领域的主要应用分类应用类别应用领域应用类型热交换用管海水淡化热法海水淡化蒸发器、冷凝器海水倒灌发电主机凝汽器、冷油器、加热器海洋舰船主动力系统主动力系统凝气器和热交换器海洋舰船发电系统舰船发电系统凝汽器和热交换器海洋工程辅机海水倒灌发电冷油器、加热器舰船动力辅机热交换器海上采油平台热交换器管系用
5、管海水直用管系管道海水冷却、海水冲厕的输液管道海上采油平台管网海上采油平台管网管道海洋舰船管系管道输水输液管道等基于上述介绍,该标准的应用具有可观的经济效益和社会效益。十三、其他应予说明的事项无。铜及铜合金海水冲刷腐蚀试验方法国家标准编制组2022年7月14日铜及铜合金海水冲刷腐蚀试验方法送审稿编制说明一、任务来源根据国标委(国标委发2020) 37号)及(有色标委202069号文),铜及铜合金冲刷腐蚀试验 方法国家标准(计划工程编号为:20202821-T-610)的起草任务,计划完成年限为2022年。技术归口 单位为全国有色金属标准化技术委员会。计划下达时的编制起草单位为:国合通用测试评价
6、认证股份公 司、国标(北京)检验认证、广东省科学院工业分析检测中心、河南科技大学等。标准制定过程中,根据标准编制工作任务量,增加了编制单位:浙江海亮股份、国家铜铝 冶炼及加工产品质量监督检验中心(山东)、中铝洛阳铜业、有研工程技术研究院、 湖南航天天麓新材料检测有限责任公司,去除了编制单位:河南科技大学。最终编制组单位为:国合通用测试评价认证股份公司、广东省科学院工业分析检测中心、浙江海亮 股份、中铝洛阳铜业、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心(山东)、国标(北 京)检验认证、有研工程技术研究院、湖南航天天麓新材料检测有限责任公司。为保证和提升我国铜及铜合金在海水服役条件的耐腐蚀性能,适应
7、我国相关产业的快速开展和满 足国内外市场需要。二、工作简况.工程的必要性简述流体作用下的金属材料容易发生冲刷腐蚀,这种腐蚀在海洋环境及石油管道运输中十分常见,其在 工业磨损中所占比重大于5%,冲刷与腐蚀协同作用造成的金属材料腐蚀远大于冲刷和腐蚀单独作用之 和。海洋用铜合金产品,如B1O铜管等应用于热交换装置中的产品,在长期航行过程中受海水、泥沙及 水中异物的高速冲刷,其腐蚀行为和静态海水中有明显的区别。因此建立冲刷腐蚀试验方法目的在于评 价铜合金产品在服役条件下腐蚀行为,倒逼产品性能提升,提高产品竞争力。铜及铜合金具有优良的耐流动海水腐蚀性能,广泛应用于海洋制造业中,比方各类舰船的冷凝器管、
8、滨海电厂的热交换器以及海水淡化处理设备管道系统等。尽管这种合金已经大面积投入使用多年,但在 高速流动、腐蚀性很强的海洋环境中仍然不可防止地发生各种形式的腐蚀。目前,国内主要采用海水冲 刷腐蚀试验、海水浸泡试验以及电化学试验来检测铜银合金的耐腐蚀性能,但这些传统的试验方法并没 有形成一套完整、规范的检测技术和评价方法。因此随着海洋工业的快速开展,为保证和提升我国铜及 铜合金在海水服役条件的耐腐蚀性能,适应我国相关产业的快速开展和满足国内外市场需要,建立、完 善一套快速有效的铜镁合金耐腐蚀性能的检测技术和评价方法具有重要意义:1 .新国标的制定将更好的规范铜及铜合金冲刷腐蚀性能评价方法,提高行业检
9、测水平,推动产品 质量提升。2 .目前国内外并无冲刷腐蚀的相关标准,本标准的制定填补了国内外的空白。1 .工程编制组成员及其所作工作主编单位的技术基础工程牵头单位国合通用测试评价股份公司前身为北京有色金属研究总院(现更名为有研科技集团) 分析测试技术研究所,运营着国家有色金属质量监督检验中心。多年来一直致力于开展新的检验技术和 方法的研究,承当和参加了大量的国家科研课题以及标准的制定和制定工作。本中心主持或参与了大量 有色金属国家标准的的制修订工作,对标准的技术内容有着深刻的理解,有能力成为该标准的主要制定 单位。国家有色金属质量监督检验中心检验工程门类齐全、综合能力强。中心拥有各种外表性能测
10、试、 化学实验、化学成分分析和物理性能测试等先进的分析测试仪器、设备400多台套。可进行化学成分分 析、力学性能检验、工艺性能测试、金相组织测试、材料的密度测试、粒度分析、电性能测试、无损探 伤检验、材料的失效分析、材料的晶体结构、相组织和相分布、界面结构和层结构、晶体取向、织构、 材料外表耐蚀性能的测试、涂层厚度、涂层颜色、涂层色差、涂层光泽、涂层硬度、涂层附着力、涂层 耐冲击试验、涂层耐溶剂试验、涂层耐酸、涂层耐碱、涂层耐湿、涂层耐热及老化(耐候)等性能,尤 其是耐冲刷腐蚀性能的检测。国合通用测试评价股份公司具有一批从事外表测试方法、外表处理技术研究工作的高级工程师、教 授级高工、硕士以上
11、学位的研究人员,基础理论知识扎实、在材料外表性能检测和评价技术方面积累了 丰富的技术经验,并且屡次参加了多项国家标准和行业标准制定起草、制定工作,具备承当此次制定国 家标准的能力。广东省科学院工业分析检测中心是始建于1971年,先后隶属于广州有色金属研究院、广东省工业 技术研究院(广州有色金属研究院),2015年12月经广东省机构编制委员会批准成为广东省科学院属 下的独立二级事业法人单位。是我国从事矿产品、金属材料、冶金产品、化工产品、再生资源质量检测 和性能评价,欧盟环保(RoHS)指令的有害物质检测、金属材料综合利用检测以及分析测试技术研究与 技术咨询的专业机构。中心现有高、中、初级专业技
12、术和管理人员100余人,其中教授有15人,高级 工程师24人,硕博士 20人,具有中级职称以上科技人员占80%。近十年来获得省部级科技进步奖20 项。累计申请专利19件,其中授权创造专利8件、授权实用新型专利2件。承当国家、省级各类工程 50余项,主持和参与国家、行业标准200余项,发表专著5部,发表论文300余篇。浙江海亮股份是海亮集团(世界企业500强第468位)控股的股份,成 立于1989年,现有员工8300余名。2020年,公司总资产261亿元,总收入465亿元,利润总额8.95 亿元。公司在亚洲I、美洲I、欧洲设有20个生产基地、是全球铜管棒加工行业的标杆和领袖级企业。企业 连续多年
13、荣获浙江省信用AAA级企业,公司是全国企事业知识产权优势企业,国家级博士后科研工作站 设站单位,省级创新型企业,省级三名示范企业、省级标准创新型企业,省绿色企业,省工业循环经济 示范企业,拥有国家企业技术中心、浙江省首批省级企业研究院、省级高新技术研发中心、教育部重点 实验室“海亮铜加工技术开发实验室”、省级重点创新团队。海亮股份核心业务主要分为三大系列(铜 管、铜棒和管件;铝型材;铜铝复合材)、八大主导产品(铜合金管、制冷用空调管、无缝铜水(气) 管、精密铜棒、管件、微通道铝扁管、铝型材、铜铝复合材)。产品囊括了近百个牌号、数千种规格, 广泛用于核电、航空航天、舰船及海洋工程、海水淡化、空调
14、和冰箱制冷、建筑水管、装备制造、汽车 工业、电子信息等军工和民用行业。中铝洛阳铜业是综合性有色金属加工企业,拥有铜及铜合金高精度电子带、大管大棒、弥 散强化无氧铜、宽厚板等多条生产线,产品涉及铜及铜合金板、带、箔、管、棒、型材,广泛应用于电 子信息通讯、新能源、汽车、海洋工程、轨道交通等领域。拥有国家级企业技术中心、国家实验室认证 认可监督管理委员会认可的实验室、中国有色金属工业重金属加工材质检站、河南省铜镁材料和加工技 术工程研究中心、中铝集团高性能铜板带加工技术重点实验室、有色行业铜及铜合金材料与加工工程技 术研究中心。先后从德国、美国、法国、日本、英国、意大利等十二个国家引进了80台(套
15、)先进的设备 和检测仪器,为有色金属产品的研制和生产打下了坚实的基础。公司拥有一支高素质的科研技术研发队 伍,具备丰富的生产技术经验和技术能力。国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心(山东)是山东省国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检 验中心下属检验科室。以现有仪器设备和技术人才为依托,筹建了国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检 验中心、山东省钢管检测中心和山东省铜铝冶炼及加工产品检测中心3个国家级、省级检测平台。铜铝 冶炼及加工产品质量监督检验中心建设工程为山东省和聊城市的重点工程,建成后将成为山东省首个 国家级铜铝冶炼及加工产品质检中心,投入3700多万元。配备电感耦合等离子体质谱仪、热场发射扫描
16、 电镜、直读光谱仪、X荧光光谱仪、金相显微镜、氧氮氢联测仪、碳硫分析仪、电子万能试验机、维氏 硬度计等一批高端进口科研检测设备以及纵向剪切/横向拉伸试验机、高温持久负荷试验机、盐雾和S02 腐蚀试验箱、漆膜耐冲击试验机、伍灯老化试验箱等40余台先进的检测仪器设备。专业检测人员11人, 其中学术带头人1名、铜铝检测领域专业人才2名、有色金属领域检测人员3名、建材领域检测人员5名。 国检中心能够检测铜铝及加工产品、钛及钛合金等有色金属、钢铁产品、矿冶产品、塑料管材、塑料型 材、建筑工程材料等领域内的大局部产品,满足周边领域内生产企业的检测需求。国标(北京)检验认证是中国权威的第三方检验认证服务机构
17、。国标检验是国资委下属央 企有研科技集团二级单位国合通用测试评价认证股份公司子公司,管理并运营着国家有色金 属及电子材料分析测试中心与国家有色金属质量监督检验中心,是我国有色金属及电子材料领域的权 威检测机构,同时也是我国有色金属行业分析测试标准的主要起草单位之一。公司主要业务涉及第三方 检测、产品认证、分析测试仪器设备及配件(空心阴极灯、氢化物发生器、PM系列喷磨试验仪等)、标 准物质/样品(有色金属标准溶液等)、分析检测人员培训、实验室规划设计等、特种功能材料研发与 生产等。国标检验是中国金属材料检测行业的领先单位,主要从事有色金属、黑色金属、矿物材料、建 筑材料、环境样品、贵金属、珠宝玉
18、石等的分析检测和鉴定服务。主要检测工程包括化学成分分析、组 织结构分析、物理性能分析、力学性能测试、无损检测等。公司拥有专业的技术团队和优秀的服务团队, 现有员工258人,其中国务院特殊津贴专家4名,正、副高级技术人员62名。目前拥有硕士研究生导 师7名,具有博士学位的青年专业技术人员14名,硕士以上青年技术骨干103名,富有经验的高素质 专业人才队伍为全方位的优质服务提供保障。有研工程技术研究院是国务院国资委管理的中央企业有研科技集团(原北京有 色金属研究总院)的二级全资子公司。2018年1月11日在北京市怀柔科学城注册成立,承继了集团全部 材料类研发资产和资质。主要从事有色金属新材料战略高
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