船舶海水管系的腐蝕及其防護

楊 寧,于發(fā)奮

（山東百步亭船業(yè)有限公司,山東 榮成 264300）

輔助系統(tǒng)、船舶推進的保障系統(tǒng)，以及發(fā)電機保障系統(tǒng)都是船舶海水管系重要的組成部分，它不僅擔(dān)任著冷卻和消防、壓載和清洗等任務(wù)，還能確保船舶主要設(shè)備能夠正常運行和安全作用。由于海水的腐蝕性極強，造成海水管系的腐蝕嚴(yán)重化，并影響了設(shè)備的正常運作和安全行駛，也導(dǎo)致維修上的人力、財力的損失。而大多的船舶海水管系都處在潮濕惡劣的環(huán)境中，安裝施工空間小，維修保養(yǎng)也很困難，大多數(shù)的金屬材料更是容易腐蝕。船舶海水管系中諸多的問題都面臨著討論與研究。

1 海水管系的腐蝕的原理

海水的含有的可容性鹽量很大，而它主要是由氯化鈉和硫酸鹽以及一定量的可溶性碳酸鹽主成。海水中含鹽量、含沙量會溶解空氣，促使海水的腐蝕性增強，對金屬的傷害更大。而海水中的各種生物也會使海水的含氧量增加，并經(jīng)過化學(xué)作用會產(chǎn)生二氧化碳等氣體使海水酸化，并導(dǎo)致海水腐蝕性十分強，甚至是海水的pH值，這些都嚴(yán)重影響了行駛在海上的船舶。

海水的溫度、溶氧量、海水流動及海洋生物等各種現(xiàn)象的轉(zhuǎn)變，都會影響到海水腐蝕性，并使它的腐蝕過程變得更加復(fù)雜。通常海水管系腐蝕的形式有：①電化學(xué)腐蝕，由鐵和氧形成的兩個電極，鐵的電價高于氧，所以鐵是陽極，氧是陰極，二者組成腐蝕原電池。而生活中鐵在潮濕的空氣中生銹就是電化學(xué)腐蝕。這也是海水管系中最常見的腐蝕現(xiàn)象。②化學(xué)腐蝕，是金屬物質(zhì)與所接觸到的物質(zhì)發(fā)生了一定的氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致被氧化損耗的過程，它的原理十分簡單。工廠中的，鐵、銅等金屬在氯氣中發(fā)生的反應(yīng)就是化學(xué)腐蝕。③物理腐蝕，金屬通過一般的物理溶解作用而發(fā)生的損壞，對金屬的劃傷、碰撞損耗等現(xiàn)象。

2 海水管系腐蝕的原因

（1）管系材質(zhì)。海水管道的材質(zhì)有很多種，但是由于海水管道與傳送介質(zhì)直接接觸，所以它的耐腐蝕性能一定要強，不能輕易就被海水腐蝕掉。然而，常用的海水管系材料最耐蝕的材料是鋼，其次是鍍鋅鋼與鋁黃銅，最后是銅鎳合金與70-30銅鎳合金。目前采用的材質(zhì)很多為環(huán)氧樹脂，其屬于一種重要的熱固性樹脂，其最大的用途是用作保護涂料，比如船舶涂料，汽車底漆等。在海洋環(huán)境船舶的金屬上使用防腐涂層，具有良好的附著力以及一定的機械強度是必不可少的，經(jīng)過固化后的涂層可以牢固地粘附在金屬基體上并且具有一定的機械強度，因而可以更好地承受在工作條件下各種力的作用。此外，涂料還應(yīng)該具備耐鹽霧性能、耐老化性能、粘接性能以及工藝性能等。防腐涂料的防腐性能、耐老化性能、粘接性能、工藝性能以及合成樹脂的性能之間存在著密切的聯(lián)系。研制并開發(fā)出能夠適合海洋環(huán)境中船舶使用的樹脂，是制備具有高性能防腐涂料的關(guān)鍵性技術(shù)。由于環(huán)氧樹脂具有良好的物理機械性能，其涂膜對金屬、陶瓷、玻璃以及混凝土等極性基材都具有較好的附著力、抗化學(xué)藥品性能以及電絕緣性能，其品種多樣，且價廉易得。環(huán)氧樹脂已成為當(dāng)前最具代表性、用量最大的高性能防腐涂料品種，由此可見，在船舶軸系中使用環(huán)氧樹脂是十分重要的。復(fù)合材料的基體可以是熱塑性樹脂(如尼龍等)或熱固性樹脂(如不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等)。增強纖維則有玻璃纖維(GF)、碳纖維(CF)、有機纖維等。玻璃纖維增強塑料(GFRP)在我國稱為玻璃鋼。若增強纖維為高性能的碳纖維或凱芙拉(Kevlar)等有機纖維,則稱為先進復(fù)合材料。復(fù)合材料自問世以來就一直在船艇工業(yè)中發(fā)揮重要的作用,國內(nèi)外對復(fù)合材料在船艇中的應(yīng)用非常重視,高科技的競爭十分激烈。迄今為止,大、中型船體和上層建筑等結(jié)構(gòu)多采用玻璃鋼,而高性能船舶和重要軍用艦艇的承載和功能結(jié)構(gòu)正逐漸采用先進復(fù)合材料制造。環(huán)氧樹脂已成為當(dāng)前重要的防腐涂料，環(huán)氧樹脂墊片也已廣泛地應(yīng)用于船舶主輔機、甲板機械以及發(fā)電機組等船用設(shè)備的安裝與固定之中。如下對環(huán)氧樹脂墊片與傳統(tǒng)金屬墊片進行了比較。

（2）腐蝕環(huán)境。船舶長期行駛在海中，會經(jīng)常受到海水的沖擊。而在淡水港內(nèi)或是河口港內(nèi)停留的船舶由于沉積物和被污染的水源中，腐蝕的速度就會加快，還會促使硫酸鹽還原菌腐蝕，加速對管系的破損。在不同的地理位置，船舶所受到的腐蝕性也會不同。例如：在南海行駛的船舶就會由于那里的海水和大氣溫度高而導(dǎo)致海水管系腐蝕的程度嚴(yán)重。隨著海水溫度的增加，海水中的溶解度就會降低，促使導(dǎo)電率、腐蝕電流增加，腐蝕速度會變快。

（3）海水流速。由于海水在管道內(nèi)部是流動的，水的流動的速度越快，越容易發(fā)生紊流，特別是是含鹽量及含砂量高的海水，會使海水管系的磨蝕和腐蝕加快。這樣快的流速不僅會對金屬管內(nèi)壁產(chǎn)生較大的沖擊，損害金屬內(nèi)壁的保護膜，會使空氣中的氧氣擴散到金屬表面，更快的發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，還會讓海水接觸到的管道表面出現(xiàn)空氣泡或、蒸汽泡破裂，導(dǎo)致沖擊壓力更大，加快管道的損耗。所以，海水的流速越大，管道腐蝕的程度會越嚴(yán)重。

（4）管系的維護保養(yǎng)。為了在以后的船舶使用順利，管系的維護和保養(yǎng)是不可缺少的。管系的腐蝕問題離不開船員的維護和保養(yǎng)。當(dāng)管系腐蝕被船員及時發(fā)現(xiàn)并進行防護時，就不會使管系問題嚴(yán)重化了，而海水管系也會比較耐用。所以維護保養(yǎng)技術(shù)也是非常重要的。

3 防止海水管系腐蝕的措施

（1）合理選材、設(shè)計。合理選用、設(shè)計海水管系材料是很重要的。在選擇材料時要注意不同環(huán)境的選材也會不同。海水流動大的環(huán)境下要用質(zhì)量好的材料，環(huán)境較為輕松的條件下可以選用質(zhì)量一般的材料。而管道的設(shè)計要符合科學(xué)，盡量的使用直管，保持最短的路線連接。用到彎管時要注意，彎管半徑保持一致。要用準(zhǔn)化的管件，不可隨意采購粗糙的產(chǎn)品。

（2）涂層保護。在海水管系的表層要適當(dāng)?shù)氖褂猛繉颖Ｗo，有利于管系的長期使用。涂層保護就是使用鋼管熱浸鋅等方法，在鋼管內(nèi)外表面形成一層覆蓋層的方法，讓被保護的鋼管與腐蝕介質(zhì)的海水隔離開來，這樣可以使管系的耐腐蝕性有所提高。當(dāng)然需要注意的是，在鍍鋅前管道必須徹底除銹除油，否則保護鍍層就容易脫落。

（3）維護保養(yǎng)措施。熟練的維護保養(yǎng)船舶技術(shù)，有利于降低海水管系腐蝕性。在維修的過程中要先對新的材料進行防腐處理，可以用涂層的方法加一層保護膜，使用的材料要與原有的使用材料相同。檢查海水管系時要認(rèn)真、細(xì)心，多次檢查。

總之，目前船舶海水管系的腐蝕現(xiàn)象是一個無法完全能夠解決的問題。不僅有船舶整體造價的原因，還有設(shè)計和技術(shù)的問題。也正是各種各樣的原因，促進了船舶海水管系的發(fā)展與進步。船舶海水管系的防腐要從運力著手，通過設(shè)計、施工安裝、海水流速等方面考慮，進行全面預(yù)防。才能提高降低腐蝕性，增加傳播的使用期限。隨著科技的發(fā)展，船舶海水管系腐蝕問題會逐步減少，船舶的質(zhì)量會越來越好。