船舶海水管系腐蝕的原因及防腐措施

蔡復(fù)新

摘 要：海水是一種含鹽份特別高的天然腐蝕劑，具有很強(qiáng)的腐蝕性。常年在海上漂泊的遠(yuǎn)洋船舶及一些潛艇，海水對其產(chǎn)生的腐蝕是不能避免的，特別是對船舶海水的管系會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)巨大的腐蝕作用。做為船舶運(yùn)行的發(fā)電機(jī)保障、推進(jìn)保障與輔助系統(tǒng)的組成部分，船舶的海水管系其作用很大，擔(dān)負(fù)著整個(gè)船舶的消防、主輔機(jī)冷卻、以及貨艙、壓載與甲板的清洗等重要任務(wù)，對船舶的輔助機(jī)械與設(shè)備及動(dòng)力裝置的正常運(yùn)行作用巨大。然而大部分的海水管系，都被安裝在狹小的空間內(nèi)，處在高溫、潮濕的環(huán)境之下，對其進(jìn)行保養(yǎng)與維修也十分的困難，必然出現(xiàn)腐蝕問題 。本文對船舶及潛艇的海水管系其腐蝕的形式、原因等進(jìn)行了分析，并針對管系特點(diǎn)提出相應(yīng)的保護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：船舶 海水管系 腐蝕原因 防腐措施

1.對于海水管系其腐蝕機(jī)理的分析

在所有的海水管系中都有不同程度的腐蝕，但一般會(huì)在一些特殊位置其腐蝕會(huì)更加嚴(yán)重：如海水管系的閥門、出口及泵出口、匯流及分流、拐角、異徑以及海底門等部位。這些位置因?yàn)槠湫螤畹淖兓?、快速開合的閥門及轉(zhuǎn)換，都會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)部發(fā)生水流速度的急劇變化，使得管內(nèi)部壓力也隨之變化，引起水擊現(xiàn)象。這種現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候，管內(nèi)部的壓力變得特別大，且頻率也很高，致使腐蝕的速度加劇，甚至?xí)沟盟馨l(fā)生爆裂現(xiàn)象。

海水中存在著很多的可溶性鹽，一般鹽度會(huì)在百分之三十二到百分之三十七點(diǎn)五之間變化，鹽的主要構(gòu)成成分是硫酸鹽、氯化鈉與一部分可溶性的碳酸鹽，當(dāng)中約有百分之五十五的氯離子，其會(huì)對金屬的鈍化產(chǎn)生妨礙與破壞的作用，堪稱為金屬病毒。而且海水中如果是含砂與含鹽量較高的話，其一般溶解有空氣，這種海水對金屬會(huì)產(chǎn)生特別強(qiáng)的腐蝕性。海水中存在的海生物會(huì)使得海水的含氧量增大，還會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等氣體，繼而酸化周邊的海水，這些都會(huì)增大海水管系的腐蝕速度。另外，海水PH值也會(huì)對腐蝕的速度產(chǎn)生直接的影響。與此同時(shí)，海水的流速、海洋生物的存在、海水的溫度及溶氧量等等都會(huì)影響到海水的腐蝕，其腐蝕的機(jī)理遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比單純的鹽水腐蝕要復(fù)雜很多。

2.海水管系產(chǎn)生腐蝕的原因及其自身原因分析

2.1依照環(huán)境進(jìn)行分類

可分為三類：干蝕、溫蝕及微生物的腐蝕。干蝕包括硫腐蝕與高溫氧化所產(chǎn)生的腐蝕等；溫蝕包括化學(xué)藥品、大氣以及水溶液（淡水、海水及其它溶液）等；微生物的腐蝕包括藻類、真菌、細(xì)菌腐蝕等。

2.2依照腐蝕的形態(tài)進(jìn)行分類

可分為兩類：全面腐蝕與局部的腐蝕。全面腐蝕是指在發(fā)生在整體表面上的均勻腐蝕；局部的腐蝕是指點(diǎn)、縫隙及晶間的腐蝕等。

2.3依照腐蝕的原因及現(xiàn)象進(jìn)行分類

可分為四種：電偶的腐蝕、晶間的腐蝕、縫隙的腐蝕以及積物的腐蝕等。

（1）電偶腐蝕也叫做接觸的腐蝕，是指不相同的兩種金屬，在導(dǎo)電的介質(zhì)（比如海水電解質(zhì)）當(dāng)中進(jìn)行直接接觸后，所發(fā)生的宏觀電池的腐蝕，或者因?yàn)榻饘僮陨硭嬖诘牟痪鶆蛐再|(zhì)，所形成的很多個(gè)的微電池中其陽極區(qū)所發(fā)生的電化學(xué)腐蝕。

（2）晶間的腐蝕是指存在于金屬微小晶粒周圍的腐蝕，其危害性相當(dāng)巨大，會(huì)引發(fā)應(yīng)力的集中，導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕的開裂等，還可能致使金屬產(chǎn)生粉狀或者片狀的脫落。

（3）縫隙的腐蝕：是指金屬表面存在縫隙的位置產(chǎn)生的腐蝕，如焊接縫的縫隙位置、螺釘或者鉚釘?shù)慕宇^位置等。這種腐蝕是一種危害性特別大，且具有普遍性的腐蝕。

（4）積物的腐蝕包含沉積的固體與積液等兩種，例如在海水管系當(dāng)中的泥沙與海水，還有海藻尸體與海生物附著在上面所造成的腐蝕，因?yàn)檫@些殘留物其分布的不均勻，使得海水管系發(fā)生位置不同、程度不一的腐蝕。

2.4動(dòng)態(tài)環(huán)境當(dāng)中的腐蝕

（1）沖擊的腐蝕：電化學(xué)腐蝕作用于金屬表面時(shí)，因?yàn)楣芟祪?nèi)部高速流動(dòng)的流體或者紊流、渦流及懸浮的顆粒對管系內(nèi)壁產(chǎn)生相應(yīng)的沖擊力，致使管內(nèi)保護(hù)層剝離或磨損，讓金屬的表面更直接地在腐蝕介質(zhì)當(dāng)中暴露，使腐蝕的速度更加迅速。

（2）應(yīng)力的腐蝕：金屬在受到環(huán)境腐蝕時(shí)，會(huì)相應(yīng)地受到應(yīng)力對其產(chǎn)生的作用，應(yīng)力有內(nèi)應(yīng)力與外應(yīng)力兩種。金屬在應(yīng)力下特別容易發(fā)生裂縫，而腐蝕還會(huì)使金屬的裂縫擴(kuò)展變得更加迅速，危害巨大。

（3）空泡的腐蝕：這種腐蝕也就是氣蝕，流體在進(jìn)行高速的流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生紊流，在管內(nèi)部的負(fù)壓區(qū)里的氣泡經(jīng)受壓縮而引起破裂，會(huì)發(fā)生連續(xù)的錘擊，并且與其它共同作用的腐蝕一起使得管路遭到損壞。

（4）疲勞的腐蝕：金屬在反復(fù)及長期受到腐蝕與應(yīng)力作用時(shí)，會(huì)漸漸產(chǎn)生疲勞的現(xiàn)象，使金屬的強(qiáng)度進(jìn)一步地降低。

2.5海洋環(huán)境不同產(chǎn)生的腐蝕

（1）海上的大氣區(qū)域：比海面高出兩米以上的位置，這個(gè)部位接觸到較少的海水，使得管系在海洋的鹽霧大氣中暴露出來，例如：甲板上的露天管系就是這種。

（2）飛濺區(qū)域：自海面到其以上的兩米的位置，這個(gè)部位會(huì)常常飛濺到波浪的泡沫，例如：位于干舷甲板上的電纜管與消防管系等。

（3）潮差區(qū)域：這是海平面上存在的一段部位，會(huì)伴隨著船舶的裝載狀況與潮水的變化而變化，可能會(huì)露出海面也可能浸在水里。例如：貨艙區(qū)域其甲板的疏排水管的舷側(cè)段等。

（4）全浸的區(qū)域：這個(gè)部位在海平面下面，長期在海水中浸泡，不會(huì)接觸到大氣，如海水的總管等。

上面的這些部位由于其所存在的環(huán)境的不相同，其發(fā)生腐蝕的速度也是不相同的。在干溫的交匯處，由于氧氣比較充足，在海面的上下會(huì)構(gòu)成氧濃度的差電池，空氣中的那部分會(huì)因?yàn)槌渥愕难鯕庾兂申枠O，形成保護(hù)；而浸泡在海水里的一部分會(huì)因?yàn)槿毖鯓?gòu)成陰極，致使腐蝕變快。

2.6海水管系自身的原因

（1）管系的材質(zhì)因素：海水管系其材質(zhì)是否耐蝕是其產(chǎn)生腐蝕的重要原因，比較常用的管系材料的按照其耐蝕性遞增從小到大分別為鋼最耐蝕、鍍鋅鋼次之，接下來是鋁黃銅、銅鎳合金。endprint

（2）腐蝕的環(huán)境因素：使用船舶或潛艇的海水系管時(shí)，會(huì)受到流動(dòng)海水對它的沖刷，在未使用時(shí)受到的是海洋潮濕的大氣作用及海水的浸蝕。常常在淡水（河水）港停泊的船舶或艦艇管系，因?yàn)槿菀资艿教刭|(zhì)沉積作用及被污染河水等的作用，不但其沉積腐蝕增大，還會(huì)遭受到酸性海水對其的腐蝕，使得管系破損的速度加快。

3.避免海水管系受到腐蝕的措施

3.1電絕緣隔離措施

電絕緣隔離這種方法，其主要運(yùn)用在異種金屬進(jìn)行連接的地方，在這種情形下很容易產(chǎn)生電腐蝕。雖然已經(jīng)對船舶或潛艇上的海水管路其管材做出最好統(tǒng)一的要求，然而在實(shí)際過程中還是很難做到。像緊固件與管路間、設(shè)備與管路間都會(huì)存在著異種金屬進(jìn)行連接的現(xiàn)象發(fā)生，因而在這些場合要利用電絕緣進(jìn)行隔離。一般的措施是在構(gòu)件與緊固件、兩構(gòu)件間進(jìn)行不透性的塑料襯套或墊圈的安裝，隔離法見圖1。

3.2進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行管系設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該防止因?yàn)椴贾门c設(shè)計(jì)不當(dāng)而引起的腐蝕，應(yīng)該盡可能地運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的管構(gòu)件與直管系，少用或不用套管連接。在設(shè)計(jì)時(shí)，每條的管道的線路都要最短，少用彎管，必須用的彎管其半徑需要進(jìn)行統(tǒng)一；另外，把管路的接頭數(shù)量減少，尤其是可拆接頭的數(shù)量更要少，以減輕擾動(dòng)流體，避免發(fā)生腐蝕。

3.3保養(yǎng)與維護(hù)的措施

船員日常對管系的保養(yǎng)與維護(hù)對海水管系的腐蝕也起著相當(dāng)大的作用，對船舶或者潛艇的海水管系做出及時(shí)的保養(yǎng)與維護(hù)，是可以起到減少海水管系腐蝕的作用的。在安裝之前，要對新管做出運(yùn)用鍍鋅及刷防銹漆等防腐的處理，還要定期地對管面進(jìn)行補(bǔ)漆及防銹的處理，并且對附著物等進(jìn)行有效的清理，可以減慢管系的腐蝕。另外，對管系進(jìn)行局部更換時(shí)，應(yīng)該選用和原管材質(zhì)相同的管子，避免引發(fā)電位差的腐蝕。

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