海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶防腐蝕技術(shù)措施研究

許君男

摘要：隨著我國(guó)整體國(guó)力逐步提高，我國(guó)海洋工程結(jié)構(gòu)以及船舶制造技術(shù)得到快速發(fā)展，因?yàn)槠潴w現(xiàn)出高產(chǎn)出、高附加值、高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)、高投入的特點(diǎn)，所以在建設(shè)方面一定要確保其可靠性與安全性。建設(shè)海洋工程結(jié)構(gòu)與修造船舶的材料多為金屬，所以一定要在海洋環(huán)境下做好防腐蝕的各項(xiàng)工作。為此，著重分析海洋工程結(jié)構(gòu)以及船舶腐蝕目前面臨的情況，并研究防護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)和具體措施。

關(guān)鍵詞：海洋工程結(jié)構(gòu)；船舶；腐蝕防護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）17022102

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科學(xué)技術(shù)水平的逐步提高，我國(guó)增強(qiáng)開(kāi)發(fā)海洋的力度，海洋是資源儲(chǔ)藏和維護(hù)國(guó)家安全的寶地，其開(kāi)發(fā)工作得到相關(guān)部門(mén)的重視。我國(guó)為提高開(kāi)發(fā)海洋的進(jìn)程，在“十二五”規(guī)劃時(shí)，就制定出詳細(xì)而明確的開(kāi)發(fā)綱要。在我國(guó)出臺(tái)的發(fā)展規(guī)劃與發(fā)展戰(zhàn)略等文件中進(jìn)行全面部署，促進(jìn)海洋工程裝備的全方位發(fā)展。海洋發(fā)展是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一部分，已將海洋科技列入到國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃中。研究與探索海洋工程結(jié)構(gòu)以及船舶防腐蝕的實(shí)際情況和完善戰(zhàn)略，對(duì)于提高海洋工程裝備的意義特別重大。

1我國(guó)海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶腐蝕目前的情況

海洋腐蝕現(xiàn)象給海洋工程與產(chǎn)業(yè)帶來(lái)無(wú)法估算的危害與損失。海洋占地球面積的70%以上，現(xiàn)在人類(lèi)活動(dòng)逐步延伸到海洋的各個(gè)角落，海洋產(chǎn)業(yè)與航海業(yè)成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。海洋運(yùn)輸為90%以上的國(guó)際貿(mào)易提供動(dòng)力，應(yīng)該說(shuō)海洋運(yùn)輸是國(guó)際貿(mào)易得以持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。海上作業(yè)平臺(tái)是開(kāi)展海洋石油、天然氣開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，海上風(fēng)電設(shè)備讓清結(jié)能源為人類(lèi)提供服務(wù)。所以，海洋為人類(lèi)帶來(lái)巨大的產(chǎn)出效益。

目前對(duì)開(kāi)發(fā)海洋資源造成最大困擾的是船舶和工程結(jié)構(gòu)的腐蝕問(wèn)題，每年因此而導(dǎo)致的損失都會(huì)占我國(guó)GDP總數(shù)的5%。很多基礎(chǔ)設(shè)備與設(shè)施因腐蝕而報(bào)廢，是海洋設(shè)備損壞最重要的原因。我國(guó)現(xiàn)在腐蝕損失的程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家的損失，世界上通常認(rèn)為海洋腐蝕導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失要高于自然災(zāi)害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。運(yùn)用科學(xué)有效的方式，降低海洋腐蝕導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，具有特別巨大的潛力空間。

海洋具有特別惡劣的環(huán)境，盡管現(xiàn)在腐蝕損失的權(quán)威、詳細(xì)數(shù)據(jù)還比較缺乏，但因?yàn)楹Ｋ泻写罅康难鯕狻⑽⑸?、鹽分，這些因素為高腐蝕提供必須條件，造成特別嚴(yán)重的海洋腐蝕現(xiàn)象。按照我國(guó)劃分的環(huán)境腐蝕等級(jí)，最嚴(yán)重的一類(lèi)是海洋腐蝕，因?yàn)楹Ｋw沫中的鹽分含量特別大，以至于海岸線(xiàn)200米范圍內(nèi)的腐蝕現(xiàn)象都比較嚴(yán)重。船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)處于海洋的深處，一定會(huì)面臨著大量腐蝕，影響到設(shè)備的使用效果和壽命，以至于船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性遭受巨大的挑戰(zhàn)，特別需要增強(qiáng)船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平，尋找到性能更好的防腐材料，讓海洋中設(shè)備的安全性及可靠性得到全面保障。

我國(guó)擁有廣闊的海洋面積、漫長(zhǎng)的海岸線(xiàn)，我國(guó)在海洋石油天然氣開(kāi)發(fā)平臺(tái)、船舶運(yùn)輸、海底管線(xiàn)等行業(yè)中投入的設(shè)備量不斷增加，大部分材料由混凝土和金屬構(gòu)成，如果預(yù)防海洋腐蝕的方法不到位，在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象和經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成設(shè)備報(bào)廢。所以，全面維護(hù)船舶和海洋工程設(shè)備、設(shè)施，提高防腐措施是特別關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作。

2防護(hù)海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶腐蝕的趨勢(shì)及策略

海洋工程結(jié)構(gòu)通常分為混凝土或鋼結(jié)構(gòu)的海岸工程，海洋儲(chǔ)運(yùn)、采油、鉆井、平臺(tái)等近海平臺(tái)和深海平臺(tái)，水線(xiàn)以上、壓載艙、船體等船舶，簡(jiǎn)稱(chēng)船舶以及海洋工程結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)腐蝕的主要形式有海生物污損、磨損腐蝕、應(yīng)力腐蝕、均勻腐蝕等。和國(guó)外相比，我國(guó)海洋防腐技術(shù)還具有較大差距，應(yīng)該通過(guò)不斷學(xué)習(xí)提高防腐技術(shù)。我國(guó)發(fā)展防腐技術(shù)和防腐材料要遵循易施工、高性能、高安全性、環(huán)保型、低成本等原則，妥善完成船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的防腐工作，在以下方面完成對(duì)設(shè)備的防腐保護(hù)。

2.1研究防腐涂層

在船舶和海洋工程設(shè)施腐蝕控制方面，選擇防腐涂層實(shí)施腐蝕控制是重要方式，開(kāi)展防腐涂層工作就是運(yùn)用海洋防污涂料和防腐涂料兩種方式進(jìn)行防腐。海洋防腐涂料主要包括應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)和非鋼結(jié)構(gòu)兩種材質(zhì)上的防腐涂料。非鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行必須的防腐，根據(jù)混凝土的材質(zhì)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開(kāi)展的防護(hù)工作。

防腐涂料的類(lèi)型主要包括有機(jī)硅樹(shù)脂涂料、環(huán)氧類(lèi)涂料、聚氨酯類(lèi)防腐涂料等，環(huán)氧類(lèi)防腐涂料是目前應(yīng)用范圍最廣的海洋工程結(jié)構(gòu)防腐涂料。實(shí)際應(yīng)用中，涂料可以分為面漆、中間漆、底漆。面漆包括乙烯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯等；中間漆包括環(huán)氧玻璃鱗片、環(huán)氧云鐵等；底漆包括熱噴涂鋁漆、富鋅底漆（無(wú)機(jī)類(lèi)的硅酸依稀、有機(jī)類(lèi)的環(huán)氧富鋅）等。今后海洋工程結(jié)構(gòu)防腐涂料要向著功能化、高性能化、節(jié)約資源化、無(wú)重金屬化、水性化、弱溶化、高固化等方向發(fā)展。

2.2耐腐蝕材料

船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)以鋼材為主要建設(shè)材料，怎樣提高鋼材的耐腐蝕研究特別重要?，F(xiàn)在的耐腐蝕材料涉及的鋼材類(lèi)型比較廣泛，主要有高分子材料、耐海水腐蝕鋼、鈦合金、耐腐蝕鋼筋等，在船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)上，主要成份是金屬和混凝土。提高金屬耐腐蝕程度的方式是調(diào)整金屬的化學(xué)元素、改變金屬微觀結(jié)構(gòu)和腐蝕產(chǎn)生膜的特性等，充分減少電化學(xué)腐蝕的面積與反應(yīng)速度，全面完善金屬材質(zhì)的防腐蝕功能。

2.3防污涂料

船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)建設(shè)在海洋管線(xiàn)、鋼樁、平臺(tái)等部分，一定會(huì)面臨著海洋污損生物的侵害與腐蝕，此生物污損而導(dǎo)致的后果特別嚴(yán)重，是廣泛存在的腐蝕類(lèi)型。因?yàn)楹Ｑ笪⑸锟梢砸栏皆诠こ淘O(shè)備的表面上，既影響設(shè)備外觀，也對(duì)船舶的正常行駛造成影響，出現(xiàn)提高燃油成本等問(wèn)題。防污涂料可以比較全面的保護(hù)船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)，降低和避免海洋生物對(duì)其的污損和附著。在實(shí)際使用過(guò)程中，防污涂料對(duì)海洋生物而言是一種有毒制劑，此防污劑能夠有效的將海洋工程結(jié)構(gòu)表面上的海洋生物清理掉。防污涂料包括無(wú)機(jī)類(lèi)和有機(jī)類(lèi)兩種。其中有機(jī)類(lèi)包括有機(jī)錫化合物、有機(jī)氧化合物等；無(wú)機(jī)類(lèi)包括氯化鋅、氧化亞銅、氧化汞等。

2.4浪花飛濺區(qū)域?qū)嵤┑陌布夹g(shù)

海洋浪花中鹽成分的含量很高，造成浪花飛濺過(guò)程中提高對(duì)船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕程度，通過(guò)隔離材料與切斷腐蝕介質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到控制浪花飛濺區(qū)金屬腐蝕的目的。日本在此方面的分析研究在全球都處于領(lǐng)先地位。日本制造出的耐腐蝕、包覆蒙乃爾合金體現(xiàn)出優(yōu)秀的防控浪花飛濺區(qū)腐蝕的性能，經(jīng)過(guò)一系列的升級(jí)和調(diào)整，逐步形成規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。我國(guó)經(jīng)過(guò)不懈的研究，在此方面也取得豐富的成果。在青島跨海大橋保護(hù)浪花飛濺區(qū)工程結(jié)構(gòu)方面，侯保榮院士學(xué)習(xí)和借鑒外國(guó)成功經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)自身實(shí)際情況，獨(dú)立完成了對(duì)浪花飛濺區(qū)的腐蝕防護(hù)工作，全面推動(dòng)我國(guó)在海洋浪花飛濺區(qū)完善包覆技術(shù)的全面發(fā)展。

另外，在船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)上開(kāi)展材質(zhì)改性和表面處理，實(shí)施全面的電化學(xué)保護(hù)，有效運(yùn)用緩腐劑等防腐方式上進(jìn)行全面創(chuàng)新，并獲得較突出的成果。不管選擇哪種腐蝕防護(hù)方式，都會(huì)向著安全可靠、容易施工、價(jià)格低廉、環(huán)保的方向不斷發(fā)展。

3結(jié)束語(yǔ)

船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)中大量使用金屬與混凝土，在海洋環(huán)境中容易受到嚴(yán)重的腐蝕，而避免船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕是艱巨而長(zhǎng)期的工作。要全面發(fā)展我國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)，就是科學(xué)、合理的減少海洋產(chǎn)業(yè)投資，不斷提高海洋防腐涂層、耐腐蝕材料、防污涂料、浪花飛濺區(qū)域?qū)嵤┑陌布夹g(shù)等防腐材料和技術(shù)的開(kāi)發(fā)、研究力度，為海洋資源開(kāi)發(fā)提供全面、持續(xù)的保障。

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