探討船舶腐蝕的成因及其相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)

李杰　黃金

摘 要：由于船舶長期處于海洋中，加之各種因素的影響，導(dǎo)致其受蝕嚴(yán)重，大大縮短了船舶的使用壽命，影響了船舶的性能和航行安全性能。因此，提高船舶的防腐性能很關(guān)鍵。通過探討船舶腐蝕的成因，提出相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：船舶；腐蝕成因；防護(hù)技術(shù)；涂料

中圖分類號(hào)：U672.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）18-0027-01

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和科技發(fā)展速度的加快，我國與世界各國之間的貿(mào)易活動(dòng)越來越頻繁，這帶動(dòng)了我國造船業(yè)和航運(yùn)業(yè)的迅猛發(fā)展。船舶質(zhì)量水平的高低直接影響著我國經(jīng)濟(jì)水平的高低，影響著我國國際交易能否順利進(jìn)行，因而，保證船舶的質(zhì)量非常重要。船舶長期在海洋中作業(yè)，長期與海水接觸，容易使船體表面的防腐蝕保護(hù)層受到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而導(dǎo)致船體漆膜脫落，給船舶的安全埋下隱患。因此，需要通過相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)降低船舶的受腐蝕程度，提高船舶的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而提高我國的經(jīng)濟(jì)水平。

1 船舶腐蝕的成因分析

1.1 機(jī)械腐蝕作用影響

船舶受到的機(jī)械腐蝕作用影響主要體現(xiàn)在機(jī)械磨損和腐蝕作用兩大方面，并且二者相互作用，加快了船舶的受腐蝕速度。機(jī)械腐蝕通常包括應(yīng)力腐蝕開裂、空泡腐蝕、沖擊腐蝕等。應(yīng)力腐蝕開裂是指金屬受到拉應(yīng)力，并在腐蝕介質(zhì)的作用下發(fā)生的腐蝕破壞，會(huì)導(dǎo)致船舶內(nèi)部出現(xiàn)穿晶或沿晶的裂紋；空泡腐蝕是由高速且不規(guī)則的液體流動(dòng)產(chǎn)生的空泡通過“水錘作用”破壞金屬表面保護(hù)膜的腐蝕破壞，具有加速腐蝕的特點(diǎn)，容易發(fā)生在泵軸、螺旋槳等部位；沖擊腐蝕主要是受液體沖擊或湍流作用形成。

1.2 電化學(xué)腐蝕作用影響

船舶涂層下的金屬表面在介質(zhì)滲透后受到電化學(xué)腐蝕作用而受到破壞。一方面，電解質(zhì)滲透到漆膜時(shí)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕作用，導(dǎo)致漆膜以堿性的狀態(tài)存在，一旦漆膜不耐堿，涂膜就會(huì)被破壞；另一方面，由于水分子的滲入導(dǎo)致涂層體積變大而形成破壞，例如一些涂層在水的浸泡下會(huì)將水分吸收，進(jìn)而增大自身體積，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而質(zhì)量較差的涂層會(huì)與金屬發(fā)生脫離，同時(shí)出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，最終形成泡。

1.3 生物腐蝕作用影響

船舶長期在海洋中運(yùn)行，其船底容易被海洋生物附著，而海洋生物附著在船底會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕作用，造成漆膜受損和鋼板局部腐蝕。此外，海洋中的微生物在新陳代謝時(shí)，會(huì)將H2S、NH4OH及其他無機(jī)酸與有機(jī)酸等具有侵蝕性的產(chǎn)物排出，導(dǎo)致鋼板受到破壞和腐蝕。

2 船舶腐蝕防護(hù)技術(shù)

2.1 陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)技術(shù)是使船舶整體成為陰極的一種有效措施，可以避免船體受到腐蝕作用的影響。例如，可以在鋼鐵船體里不斷加入直流電（與鋼鐵腐蝕產(chǎn)生的腐蝕電流方向相反），使船體成為陰極，從而保護(hù)船體的質(zhì)量。陰極保護(hù)技術(shù)的類型主要有：①外加電流保護(hù)技術(shù)。將犧牲陽極保護(hù)中的犧牲陽極塊轉(zhuǎn)換為輔助陽極（僅起導(dǎo)電作用且不溶解），并將直流電源加入到鋼板與陽極之間，然后利用海水構(gòu)成回路。在該技術(shù)中，鋼板得到電源輸入的保護(hù)電流，使其形成陰極并得到相應(yīng)的保護(hù)。外加電流保護(hù)技術(shù)具有電流、電位可調(diào)節(jié)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)保護(hù)壽命長等特點(diǎn)，但其經(jīng)濟(jì)性和可靠性較差，因此，在今后的發(fā)展中，將會(huì)通過改進(jìn)輔助陽極的排流量、外加電源的可靠性和參比電極的長期穩(wěn)定性來提高該系統(tǒng)的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和保護(hù)年限。②犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)。犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)是指將充當(dāng)陽極的被犧牲掉的金屬塊安裝到船體表面，使船體整體成為陰極，以保證其不被腐蝕的技術(shù)。該技術(shù)主要應(yīng)用在船舶的浸水部位。犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)水平的高低關(guān)鍵在于所使用陽極材料電化學(xué)性能的好壞。當(dāng)前，船體通常使用的犧牲陽極材料主要有鐵合金陽極、高效鋁合金陽極、三元鋅犧牲陽極等，但由于船體各部位的面積、性質(zhì)和環(huán)境情況有所不同，因此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇陽極材料的類型和數(shù)量。犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)具有施工便捷、設(shè)備操作簡單、無需外加電流、不干擾鄰近設(shè)施等優(yōu)點(diǎn)，在今后的發(fā)展中，將會(huì)以新型的鋁合金陽極材料為主，以降低船舶的保護(hù)成本，延長船舶的使用壽命。

2.2 防腐蝕涂料新技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國修造船業(yè)也得到了快速發(fā)展，對(duì)船舶涂料的涂裝工藝和綜合性能等方面的要求也相應(yīng)提高。高性能、環(huán)保、節(jié)能、便捷是船舶涂料的發(fā)展方向，目前使用的船舶涂料主要以水線以上的防護(hù)涂料為主，例如聚氨酷丙烯酸。防腐蝕涂料新技術(shù)的革新具體表現(xiàn)為：①引進(jìn)國外先進(jìn)的涂裝工作標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、涂裝工具和新型高性能涂料；②應(yīng)用動(dòng)力工具除銹和室內(nèi)噴丸除銹技術(shù)；③將涂裝工作的溫度、濕度等納入重點(diǎn)管理項(xiàng)目；④對(duì)環(huán)保型防污涂料的開發(fā)與探究。

2.3 防腐蝕監(jiān)測新技術(shù)

船體防腐蝕監(jiān)測技術(shù)主要內(nèi)容包括船體腐蝕狀況監(jiān)測和腐蝕防護(hù)效果監(jiān)測，例如對(duì)鋼板表面的腐蝕坑深度、船體水下腐蝕及污垢狀況、船體電位等的監(jiān)測。受環(huán)境和空間的限制，很多監(jiān)測技術(shù)難以開展。而新型技術(shù)的發(fā)展和融入使防腐蝕監(jiān)測技術(shù)得到了創(chuàng)新與發(fā)展，例如傳感器/換能器技術(shù)、缺陷識(shí)別技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等，同時(shí)，新的防腐蝕監(jiān)測技術(shù)正不斷趨于智能化。

3 結(jié)束語

綜上所述，船舶腐蝕問題不僅關(guān)系到我國航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)的發(fā)展，同時(shí)，也影響到我國國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的發(fā)展，因此，應(yīng)重視船舶的腐蝕問題，加強(qiáng)對(duì)防腐技術(shù)的研究與開發(fā)，以更好地控制和預(yù)防船舶腐蝕，提高船舶的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕