1 耐蝕設計方案

　　在原油槽底板用耐蝕鋼的開發中，充分考慮了SR242查明的2個腐蝕因子（單質硫和低pH的氯化物溶液）而進行了有效的成分設計。研究表明，腐蝕因子之一的單質硫從COT內的氣相部析出于甲板里層，混入淤泥和油膜中而存在于鋼材近旁，從而在油膜缺陷部促進了底板的腐蝕。利用電化學試驗確認因單質硫和鋼材直接接觸，顯著促進了腐蝕反應。在開發鋼的成分設計中，是以能在鋼材表面生成穩定保護膜的腐蝕產物，防止單質硫與鋼材接觸而抑制腐蝕反應的方案為基礎進行的。

　　另外，通過實船調查查明在底板點蝕內部，存在pH值（為2～4）比外部的pH值（為4～8）更低（即酸性更強）的氯化物溶液。由于低pH值溶液的存在，促進了氫發生反應。在開發鋼上利用有效的合金成分抑制了氫的發生反應； 而且在合金元素溶解的條件下能提高點蝕內溶液的pH值，從而可以明顯地抑制鋼的腐蝕反應。

　　即使在上述的腐蝕因子同時作用的場合，開發鋼也生成了穩定的保護膜，并獲得了pH值的緩和效果，故有效地抑制了鋼的腐蝕反應。

　　2 實驗方法

　　以上述COT底板的腐蝕機理為基礎，確立了以下試驗方法來評價鋼的耐蝕性。

　　在試驗A中，采用混合了特級試劑（純度≥99.5％）的硫粉的NaCl作為點蝕內部的模擬溶液，根據浸漬試樣的腐蝕速度評價了點蝕生長速度。另外，在實船調查中，被認為是淤泥（塵泥）的單質硫的濃度為百分之幾。本試驗是在將單質硫濃度控制得比實船更高的苛刻環境條件下評價了試樣的耐蝕性。

　　試驗B則是利用低pH值氯化物溶液評價對于腐蝕的耐蝕性。作為試樣上的點蝕內部模擬溶液，滴下的是將pH值調整到1.0（即強酸性）的FeCl3+NaCl溶液，保持恒溫恒濕（即333K和95％RH-相對濕度），根據試樣的腐蝕速度評價了點蝕生長速度。較之實船條件，試驗B提高了溫度、降低了pH值、促進了腐蝕，從而可以在比實船環境更苛刻的條件下評價鋼的耐蝕性。

　　3 實驗結果

　　為了評價對于單質硫的耐蝕性而進行了實驗室促進試驗A。結果查明，開發鋼的點蝕生長速度降至原來鋼的1/4。經試驗后的開發鋼表面形成了比原來鋼更致密的腐蝕產物。因前者更能阻止氯離子從環境側向腐蝕產物的侵入，推測其環境遮斷性更高，故能抑制單質硫對鋼基體的腐蝕速度。

　　如上所述，本開發鋼對于單質硫和低pH值（即酸性較強）氯化物溶液兩種腐蝕因子的耐蝕性都高，能有效抑制COT底板上點蝕的生長。

　　這里，點蝕的生長速度表示概率論的波動，按照是最大值分布點的Gumbel分布。這就意味著使用面積越大，就會越有深的點蝕生成。從小面積的實驗室試驗結果，預測大面積的實際點蝕生長試驗一直在油氣管線和石油貯罐上得到較多應用。即使在油船COT底板上，也通過實船的腐蝕調查，確認了點蝕生長速度遵循上述的Gumbel分布。這表明概率論的手段對于評價實船的最大點蝕生長速度非常有效。關于本開發鋼，也利用了Gumbel分布的極值解析評價了實船相當面積的耐蝕性（即最大點蝕生長速度）。

　　通過比較開發鋼和原來鋼在試驗A和B中所得到的最大點蝕生長速度表明，兩試驗的最大點蝕生長速度都很好地遵循了Gumbel分布，能再現和實船相同概率分布的點蝕生長，從而表現了試驗的妥當性。并且，無論是哪個試驗結果，都是開發鋼的Gumbel分布的斜度比原來鋼的更大，說明開發鋼上沒有發生生長速度大的點蝕，即對開發鋼的耐蝕成分設計是有效的。

　　這里在VLCC（原油運輸船）實船上查明的平均點蝕直徑為10mm、設定個數為2000個，在試驗A和B上的再現周期T分別為65.4和174時，其點蝕生長速度相當于實船的最大生長速度。無論是在哪個試驗中，與實船相當面積的開發鋼最大點蝕生長速度都是每年1.2mm，約為原來鋼的大約1/4，即在2.5年間的干船塢檢修時，點蝕的最大深度為1.2mm/年×2.5年=3mm，說明完全可以將檢修標準深度控制在4mm以下。這就表明，即使在實船相當面積的條件下，開發鋼也顯示了優良的耐蝕性。

　　油船每隔2.5年在干船塢檢查時，能確認的COT底板最大點蝕深度的預測值，在原來鋼上的深度達10mm，通常深度>4mm者涂漆，>7mm者進行堆焊修補。SR242的調查表明，油船繩經干船塢檢修過的，COT底板上的點蝕生長就停止了。其原因是在檢修時，在除去了腐蝕性生成物的點蝕上，較之一般部位再生成了更厚的油膜，故防蝕性更好。因此，在COT底板使用本開發鋼時，若設定的最大點蝕深度≯4mm，則就可以在油船COT的使用期間無需修補。

　　開發鋼的強度和韌性都達到了原來鋼同等以上的水平，滿足了船級規格（AH32）的要求；并且在采用一般焊接材料、輸入熱量為130kJ/cm條件下制作的FCB焊縫的韌性也達到了原來鋼同等以上的水平，滿足且大大超過了AH32規格的要求，故對開發鋼可以完全采用與原來鋼相同的焊接方法。