防腐蝕，從源頭抓起

陸金鴻等

摘要：本文針對造船行業(yè)普遍存在售后服務期內管子腐蝕嚴重，賠付數(shù)量多的特點，將已經(jīng)賺到手的血汗錢，又無情地賠付給了船東的殘酷現(xiàn)實，從剖析金屬腐蝕的部分動因著手，在提高人們認識的基礎上，進一步闡述改進措施和建議。

關鍵詞：電化學腐蝕 認識 改進

從船舶售后服務反饋的情況看，在售后服務中，管子返修的比例特別大。占據(jù)了整個返修比例的85%以上，為此我們有必要好好地梳理一下，找出管子返修率高的主要原因，制定必要的措施抑制這種不正常現(xiàn)象發(fā)生。下面是管子返修特別多的因果圖。它可以幫助我們找出返修率特別高的原因。

1 集思廣益，追根溯源，尋找發(fā)生問題的主要方面（如下圖）

限于篇幅原因，我在這里只提供解決問題的思路和路徑。實際上圖1中a設計有缺陷；b管子制作有缺陷；c油漆質量差；d運輸、安裝和保護。同樣可以用上述圖示方法繼續(xù)分解到每一道工序，然后用標準工藝與其相對照找出發(fā)生問題的主要原因，采取相應糾正措施，消除隱患降低報修率。要大幅降低報修率可以用質量改進基本過程——PDCA循環(huán)法得到滿意的效果。

2 長期以來一直被人們忽視的問題

這里著重討論的重點是長期以來一直被人們忽視的設計缺陷問題。即在一條鋼質船上其他系統(tǒng)都使用同質鋼材，而在生活用的冷熱水系統(tǒng)里用的卻是紫銅管、壓力表上用于傳送壓力信號也是細銅管、船上許多熱交換器里面也是用銅管做的。這將會導致什么樣的后果呢？許多人不清楚，這正是想呼吁大家引起高度重視的問題。讓我們認識一下電化學腐蝕的基本原理。

原電池：經(jīng)過人們的一系列研究，已經(jīng)確定金屬在電解質溶液里所發(fā)生的腐蝕，是由于金屬表面發(fā)生原電池作用所引起，這一類腐蝕即為電化學腐蝕。

把兩種不同的金屬放在電解質溶液內，以導線連接，可以發(fā)現(xiàn)導線上有電流通過。這種裝置我們稱為原電池。例如伏特電池（如右圖）。

伏特電池的兩個電極——鋅板和銅板，在硫酸（H2SO4）溶液中具有不同的電極電位，因而在它們之間存在一定的電位差，該電位差導致了電流的產(chǎn)生。

在伏特電池的兩極上，分別進行著如下電極反應：

鋅電極上，鋅電位較低，失去電子，氧化成為離子進入溶液；

銅電極上，酸中的氫離子接受電子，還原為氫氣逸出。

在伏特電池中可以看到，電極電位較低的鋅作為陽極不斷失去電子，成為離子進入溶液（即不斷受到腐蝕），而電極電位較高的銅，作為陰極僅起著傳遞電子的作用，使氫離子放電成為氫氣逸出，銅本身沒有發(fā)生變化。

因此金屬在電解質溶液里，只有作為電池中的陽極時，才會不斷受到腐蝕。

在上述實驗中所使用的鋅，就好比我們船上的鋼材。在攝氏25度時的標準電極電位是（-0.76）與我們船上鋼鐵的電極電位（-0.44）相差不多，銅電極電位是（+0.522）。實驗是為了讓我們很清楚地看到有電流通過所以使用強電解質溶液H2SO4，而我們船上的管子是在海水中，屬于中等強度的電解質溶液。淡水屬于弱電解質溶液，但是在淡水冷卻系統(tǒng)里殘留在管子上的磷化鹽通過水解變成溶液，會隨溫度上升而變成較強電解質溶液。事實上在海洋這個特殊環(huán)境中原電池的效應始終存在，它們每時每刻都在腐蝕著船上的鋼板和鋼管。理論和實踐都已經(jīng)證明了兩種金屬的電極電位差越大，較低電位的金屬腐蝕就越快。兩種金屬的各自體量越大，腐蝕能力越大。海水溫越高（氣候溫度越高），腐蝕越快。

人們知道了電化學腐蝕這一原理，于是就廣泛采用了用鋅板作為犧牲陽極，讓鋅板先腐蝕從而保護鋼板和鋼管。

人們知道了電化學腐蝕這一原理制造了陰陽極保護裝置，釋放出相反方向電流，抑制電位較低的金屬失去電子成為陽離子而溶解（腐蝕）。

人們知道了電化學腐蝕這一原理，卻還在使用兩種不同的金屬放在同一個電解質溶液里，或者海洋性氣候的環(huán)境里，這毫無疑問會加快腐蝕速度。這種情況下只有兩種可能；一種情況是無法避免，就目前工業(yè)制作技術水平，制造鏍旋漿只能用銅合金（銅合金有無比優(yōu)良鑄造性能，優(yōu)良耐腐蝕性等，目前尚沒有更好的新材料替代它）。另一種情況就是根本不了解電化學腐蝕的原理，許多管子設計者錯誤地認為，防腐蝕與涂油漆有關與自己設計選取什么材料無關，對于防腐蝕，要從源頭抓起知道的太少了。

3 對于有些問題的認識是需要一個過程的

在1998年，求新造船廠建造的3700噸成品油輪時。丹麥船東雇傭前蘇聯(lián)潛艇上退役的輪機長叫“基夫”那個時候他就跟我們提出，船上使用那么多的銅管，會加快腐蝕船舶速度。我們當時并沒有理會他，因為第一，我們缺乏這方面的理論知識。第二，我們廠里建造的軍品“037”，管子這一塊95%用的是銅管，而且這一軍品就是前蘇聯(lián)同類艦艇的翻板（事實上人家已經(jīng)是改進用不銹鋼管），對他這一說法我們并不認同。

引起我重視是在2002年，江南造船廠在求新造船廠建造的化學品船。當時在淡水冷卻系統(tǒng)里設置一個 “蝕度報警”，雖然所有淡水冷卻管都是經(jīng)過酸洗后磷化處理，加水后系統(tǒng)運行沒有多長時間系統(tǒng)就報警。船東說這不行，那不行，沒有辦法只好花了十幾萬美金從新加坡買了進口藥水在船上串洗了二十幾天。拆下管子一看，效果非常好，磷化膜很清晰，但是出去試航一星期不到報警又響起。試航結束后，到廠里拆管子檢查，發(fā)現(xiàn)離空調冷卻器、輔機冷卻器近的管子內壁已經(jīng)銹蝕，遠離設備的管子磷化膜還在，不過也有銹色附著。最后是賠錢，拆了報警裝置了結。

通過這些事例，深深地打動了我。后來我有心找了有關書籍仔細閱讀有關章節(jié)，才逐漸明白這些道理。當長興一號線建造H2408油船，船東周先生提出“藥水”串洗淡水冷卻系統(tǒng)管子。當時我堅決反對的，并舉例說明我們老廠的事例。無奈人微言輕，沒有人把我的話當一回事。既浪費金錢，又浪費時間，同時又氧化管子。當然也應該理解他們在這一問題上的認識是需要時間，所以我再一次呼吁管系設計人員，在設計中要重視電化學腐蝕這一現(xiàn)象，盡量減少電極電位差，提高管子和鋼板使用壽命。

4 解決問題的措施和建議

綜合上面所述，我提出如下改進措施和建議：

①建議將生活用的冷熱水管、壓力表上傳遞信號用的銅管改用不銹鋼管，并積極建議熱交換器廠家生產(chǎn)出同一鋼材的熱交換器，盡最大努力消除船舶上有加速腐蝕的“能量”。②建議在最容易被爛穿幾個地方設置犧牲管段，即就是在熱交換器附近放一根內壁涂鋅管，其他所有參數(shù)和要求與別的管子一模一樣，讓其先腐蝕來保護其它管子。并且將這一根管子的形狀、尺寸等等參數(shù)分毫不差地復制3-5個，爛穿了換上一個，以此來保證系統(tǒng)正常運行，有的放矢控制管子的返修率。

在售后服務中建立基礎數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，幫助分析質量改進有效性、必要性。

5 結束語

衷心希望我的建議能被大家所接受和采納，不辜負了我赤誠之心。更重要的是要讓每一個設計者都知道，防腐蝕，要從源頭抓起。不但是在民用船舶上要高度重視，在軍品上更要引起設計人員的高度重視！因為軍品上銅管使用的更廣泛，所以電化學腐蝕會是更嚴重，尤其是在南海軍艦上。

參考文獻：

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[2]船舶除銹與涂裝工藝（中級工教材）[M].哈爾濱工程大學出版社.

[3]張磊.船舶金屬腐蝕及其防腐[J].中國水運（理論版），2007-09-20.