船舶修理期間的腐蝕與控制

馬青華，王　戈，周建奇

(92228部隊(duì)，北京　100072)

船舶進(jìn)廠修理是船舶全壽命周期內(nèi)保持其技術(shù)性能不可缺少而且時(shí)間較長(zhǎng)的環(huán)節(jié)。船型、修理級(jí)別的不同，船舶修理期也有所不同。船型大、修理等級(jí)高則修理期較長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外主要戰(zhàn)斗艦船中修級(jí)別以上的高等級(jí)修理，尤其加現(xiàn)代化改裝，有的長(zhǎng)達(dá)2年以上，美國(guó)海軍甚至曾經(jīng)做過(guò)4年的巡洋艦改裝計(jì)劃。這么長(zhǎng)的修理期，加之修理期間腐蝕環(huán)境惡劣，防護(hù)措施又難以實(shí)施到位，對(duì)船舶修理期間防腐蝕工作又普遍認(rèn)識(shí)不足，各國(guó)船舶高等級(jí)修理期間的腐蝕問(wèn)題均普遍突出，主要表現(xiàn)在船體和部分設(shè)備、管路上。[1]從筆者調(diào)研情況看，我國(guó)在修船舶腐蝕問(wèn)題較之美日等國(guó)更為突出。有的船舶剛修理出廠，其水下船體就發(fā)現(xiàn)腐蝕穿孔，有的船舶進(jìn)廠修前經(jīng)勘驗(yàn)測(cè)厚確定無(wú)須換板或可換可不換的船體鋼板，因修理期間發(fā)生腐蝕，到出廠時(shí)又需要割換或焊補(bǔ)。[2-3]船舶高等級(jí)修理期間腐蝕對(duì)其性能的影響不容忽視，就船體防護(hù)而言，修理階段成為船體全壽命防腐蝕的薄弱階段。[4]

1　在修船舶腐蝕原因分析

據(jù)對(duì)一些船廠修船情況綜合分析，造成在修船舶腐蝕較在航船舶嚴(yán)重的原因較多，主要源于修理期間艙內(nèi)環(huán)境惡化、保護(hù)不足、工藝不合規(guī)等因素。

1.1修理期間艙內(nèi)腐蝕環(huán)境惡化

在修船舶內(nèi)部腐蝕環(huán)境一般比在航船舶內(nèi)部腐蝕環(huán)境惡劣，主要表現(xiàn)在空氣濕度增大、油污廢物多、內(nèi)部泄放廢水多等方面。大部分船舶在長(zhǎng)時(shí)間修理期間，船舶空調(diào)系統(tǒng)停止工作，改為直接通風(fēng)，艙內(nèi)空氣濕度較在航狀態(tài)大；到高等級(jí)修理時(shí)，相當(dāng)多的水密艙蓋、水密門、通風(fēng)頭、水密舷窗發(fā)生變形或邊緣發(fā)生腐蝕穿孔，水密膠條也已老化失去水密功能，導(dǎo)致外部水氣進(jìn)入船艙。另外，割開(kāi)的可拆板部位，以及因各種維修用電纜、管線通過(guò)門窗導(dǎo)致無(wú)法關(guān)閉門窗，均會(huì)導(dǎo)致水分及潮濕空氣進(jìn)入船艙。艙內(nèi)水氣多直接導(dǎo)致結(jié)露增多，加之修理期間艙內(nèi)泄放廢水多，油污多，腐蝕介質(zhì)或加速腐蝕的有害物質(zhì)大量進(jìn)入艙內(nèi)，惡化腐蝕環(huán)境。部分船體結(jié)構(gòu)、管路、設(shè)備及零部件都處于比修前更惡劣的腐蝕環(huán)境，腐蝕傾向或腐蝕速度都比進(jìn)廠修理前大得多。而且艙內(nèi)雜物多，也增加了腐蝕源。修理期間，船上雜物、油漆皮、鐵銹、塵埃較多，增加了腐蝕危害。據(jù)對(duì)某工廠某修理船舶機(jī)艙艙底雜物的調(diào)查，艙底到處是破布、螺母、螺桿、彈簧及各種墊片，這些螺母、螺桿等金屬遺棄物與艙底板接觸，在有水的情況下，很容易形成接觸腐蝕，直接造成艙底板腐蝕。

1.2原有保護(hù)設(shè)施和措施失效

船舶進(jìn)廠修理期間，原有的各種保護(hù)設(shè)施和措施絕大部分狀態(tài)欠佳，有些甚至已經(jīng)失效。保護(hù)失效現(xiàn)象多，尤其以下3方面問(wèn)題較為突出：①水氣密封失效。有的水密裝置、密封裝置失去其功能，導(dǎo)致水分、鹽分、潮濕空氣等腐蝕性介質(zhì)進(jìn)入。②保護(hù)性涂層。尤其是內(nèi)艙和艙底水部位的涂層，受機(jī)械碰損、油污破壞、焊接燒損，涂層不完整或失效，導(dǎo)致局部失去保護(hù)作用，而又無(wú)法即時(shí)修復(fù)。③陰極保護(hù)失效。部分水下船體上安裝的犧牲陽(yáng)極已經(jīng)消耗殆盡，外加電流陰極保護(hù)裝置檢修或被拆下修理處于停用或失效狀態(tài)，均會(huì)導(dǎo)致水下船體處于無(wú)保護(hù)或欠保護(hù)狀態(tài)，水下船體電位達(dá)不到理想保護(hù)電位，長(zhǎng)時(shí)間必然會(huì)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。我們?cè)鴮?duì)某中修艦船兩舷水下船體電位進(jìn)行測(cè)量，共測(cè)得10個(gè)電位數(shù)據(jù)，電位值均在-650 mV左右(相對(duì)于Cu/CuSO4參比電極)，明顯欠保護(hù)。

1.3拆修設(shè)備、管路保護(hù)欠缺

需修理的設(shè)備、管路出艙后進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)或臨時(shí)存放點(diǎn)堆放。此時(shí)，設(shè)備、管路由工作狀態(tài)到拆卸狀態(tài)，由密封狀態(tài)到敞開(kāi)狀態(tài)，由于有些設(shè)備內(nèi)部部件幾乎都是裸鋼，如不采取防腐蝕措施，很快就會(huì)生銹。例如，待修的較大型設(shè)備如主、輔機(jī)，只能在現(xiàn)場(chǎng)拆開(kāi)修理，如果不對(duì)拆開(kāi)的部件涂防銹油或投藥進(jìn)行氣相防蝕，在船舶?？看a頭時(shí)處于潮濕的海洋大氣腐蝕環(huán)境下，必將造成腐蝕。再如管路，拆開(kāi)的管路沒(méi)有堵封、沒(méi)有投入防銹藥劑，使潮氣或水分進(jìn)入，也將造成腐蝕。拆去隔熱的蒸汽管外壁未及時(shí)除銹涂漆保養(yǎng)，也發(fā)生腐蝕。接觸海水的海水系統(tǒng)設(shè)備、管路，未及時(shí)用淡水沖洗除鹽，表面凝結(jié)鹽分會(huì)導(dǎo)致腐蝕。

1.4修理工藝不符合規(guī)范要求

修理工藝不符合規(guī)范要求造成腐蝕的現(xiàn)象較多。主要表現(xiàn)在：①氣割和電焊造成保護(hù)性涂層損壞。在船體換板使用氣割和電焊時(shí)，未按要求在下面結(jié)構(gòu)上鋪上襯墊，氣割熔渣和電焊熔滴掉下后，燒損下面的涂鍍層。另外，在焊接時(shí)，未正確將焊條烘干，未合理選擇焊接參數(shù)，導(dǎo)致出現(xiàn)焊渣飛濺，燒壞周邊結(jié)構(gòu)上的涂鍍層。②鋼板表面處理不規(guī)范造成鋼板腐蝕隱患。造船鋼板經(jīng)過(guò)一次除銹和二次除銹，采用噴砂處理，鋼板上的氧化皮和浮銹在使用前已被除去。跟造船不同，修船用鋼板，大多直接下料、切割、焊接，未除鋼板上的氧化皮，這就為日后的腐蝕創(chuàng)造了條件。鋼板上的氧化皮能導(dǎo)電，且電極電位比鐵活躍，易與鋼板基體形成腐蝕電池，且作為陰極加速了基體作為陽(yáng)極的腐蝕，另外氧化皮影響涂層附著力，涂層易脫落。③不注意材料匹配要求造成異金屬電偶腐蝕。有些修理單位更換各種零部件未遵從材質(zhì)、工藝與原零部件盡量一致的要求，導(dǎo)致材料不匹配引起的電偶腐蝕。④未按要求做防腐封存。管路修理時(shí)一般要經(jīng)過(guò)清洗—干燥—密封階段，但大多數(shù)修理廠達(dá)不到這一要求，不按要求做防腐封存處理。

1.5未有效防控水下船體雜散電流

在修船舶靠泊碼頭修理，由于碼頭修理供電、電焊作業(yè)多，容易使水下船體發(fā)生雜散電流腐蝕。[5]這種狀態(tài)下發(fā)生的雜散電流腐蝕主要有兩類：一是惡性電腐蝕。在船舶靠泊碼頭安裝修理以及岸電供電時(shí)，電路接線不正確，尤其是電焊時(shí)采用單線供電回路，發(fā)生電腐蝕事故；二是隱性腐蝕。例如在停泊的水域內(nèi)有雜散電流的作用、電器接地不良、發(fā)電設(shè)備或無(wú)線電設(shè)備在潮濕條件下的漏電現(xiàn)象、絕緣材料老化而失去絕緣作用，以及來(lái)自其它方面的雜散電流均可造成這類雜散電流腐蝕，因這類腐蝕不易被察覺(jué)而被一些人認(rèn)為是隱性腐蝕。

2　在修船舶腐蝕控制

2.1加強(qiáng)腐蝕控制

1) 加強(qiáng)船舶修理期間艙內(nèi)腐蝕環(huán)境控制。船舶修理期間艙內(nèi)腐蝕環(huán)境監(jiān)控很重要，監(jiān)控的內(nèi)容也很多，主要是以下3方面：①經(jīng)常性地檢查船舶上的各種雜物，及時(shí)清除船舶修理過(guò)程中的各種殘留物，防止產(chǎn)生局部腐蝕源；②陰雨天及時(shí)關(guān)閉船舶門窗，在可拆板拆下后，要采取措施防止水分進(jìn)入艙內(nèi)；③控制修理過(guò)程中艙內(nèi)水、油、汽泄放，保持艙內(nèi)處于干凈、干燥的環(huán)境。

2) 預(yù)防水下船體雜散電流。加強(qiáng)船舶靠泊碼頭期間電焊作業(yè)的接線管理，[6]及時(shí)檢查電焊接線是否錯(cuò)誤或不可靠，盡量避免產(chǎn)生雜散電流。在船舶靠泊碼頭進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)一定要按正確的接線方法進(jìn)行：一是盡量將電焊機(jī)放在需要焊接的船上，使焊接電流從電焊機(jī)正極流出，經(jīng)電源電纜、焊鉗、焊條、船體和地線返回電焊機(jī)的負(fù)極；二是放在岸上的電焊機(jī)應(yīng)采用雙線電路供電，并且焊機(jī)與地、電源電纜與水都要絕緣良好。幾臺(tái)焊機(jī)同時(shí)工作時(shí)，可把電焊機(jī)的負(fù)極接到公共螺釘排上，公共螺釘排必須與地、碼頭相絕緣，公共螺釘排和船體之間再用數(shù)根地線電纜可靠連接起來(lái)，大型船舶連接焊接地線時(shí)更要確保與船艏、舯、艉均能可靠電連接，以避免船體電位差引起的雜散電流。

3) 減輕或避免修理中對(duì)涂鍍層的損壞。重點(diǎn)要減少修理中氣割、電焊造成的保護(hù)性涂鍍層損壞。船體換板，免不了氣割和電焊，氣割時(shí)下面要有襯墊以免損傷漆膜和船體，熔渣要及時(shí)清除。焊接時(shí)應(yīng)按正確的焊接工藝及參數(shù)進(jìn)行，掌握控制焊接環(huán)境、坡口形式，減少咬邊、焊瘤、未焊透、氣孔、夾碴、裂紋、弧坑等焊接缺陷。施焊后及時(shí)敲去焊碴，批去焊瘤和飛濺物，磨平凸起部分，及時(shí)涂漆。

4) 注意消除結(jié)構(gòu)方面的防腐蝕隱患。[7]在船舶結(jié)構(gòu)防腐蝕方面重點(diǎn)要做好5點(diǎn)：①船體構(gòu)件下料要正確。尺寸不夠，強(qiáng)拉硬扯或填塞鐵條施焊，不僅造成應(yīng)力，還容易遺留缺陷，對(duì)結(jié)構(gòu)抗腐蝕不利；管道支管接入主管，法蘭墊片內(nèi)徑大小不準(zhǔn)確也會(huì)加劇腐蝕。②構(gòu)件安裝方向應(yīng)注意防止水滯留。水平安裝球扁鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)使球緣向下；艙底水部位地板上設(shè)備、管路的角鋼支撐，開(kāi)口應(yīng)順著水流方向安裝，使水分不易在構(gòu)件上滯留。③骨架、基座應(yīng)合理開(kāi)設(shè)流水孔。一方面流水孔一般應(yīng)開(kāi)設(shè)在構(gòu)件最低位置，另一方面流水孔大小要符合規(guī)范要求。另外流水孔開(kāi)設(shè)方式應(yīng)符合要求，應(yīng)該用剪切或沖擊開(kāi)設(shè)，切忌焊接后用風(fēng)割吹出的流水孔，那樣仍有水滯留。④要盡量避免形成縫隙。積水和潮濕部位的構(gòu)件應(yīng)該連續(xù)焊或雙面焊，或采取堵縫措施，避免構(gòu)件間縫隙的存在。⑤棱邊要倒圓角。構(gòu)件銳利棱邊應(yīng)該倒去棱角形成弧形過(guò)渡，避免棱邊部位涂層損壞，影響漆膜的完整性。

2.2加強(qiáng)臨時(shí)保護(hù)

1)水下船體臨時(shí)陰極保護(hù)。水下船體處于陰極保護(hù)的無(wú)保護(hù)或欠保護(hù)狀態(tài)時(shí)就要采用臨時(shí)陰極保護(hù)。可采用區(qū)域外加電流保護(hù)裝置或懸置犧牲陽(yáng)極保護(hù)。前者可在碼頭設(shè)置外加電流陰極保護(hù)裝置，輔助陽(yáng)極安置在碼頭邊的船體下，通過(guò)電纜向船體導(dǎo)入保護(hù)電流；后者可在船體上布置臨時(shí)懸置犧牲陽(yáng)極裝置，臨時(shí)懸置犧牲陽(yáng)極裝置可由三元鋅陽(yáng)極組或鋁合金陽(yáng)極組合成，用鋼纜懸掛在船舷，在船舶兩舷對(duì)稱懸掛布置，并用軟導(dǎo)線使?fàn)奚?yáng)極與船體相聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)和船體的電接觸。

2) 船體結(jié)構(gòu)的臨時(shí)保護(hù)。需要臨時(shí)保護(hù)的船體結(jié)構(gòu)主要是指保護(hù)性涂層已經(jīng)損壞、已經(jīng)發(fā)生腐蝕，但尚不需要割換的鋼板結(jié)構(gòu)。要盡可能減少腐蝕介質(zhì)對(duì)這些不割換鋼板的侵蝕，除了防止水份進(jìn)入內(nèi)艙，及時(shí)清除各種污染物如污油、雜物和粉塵，還要及時(shí)除銹涂防銹底漆，作臨時(shí)性涂層防護(hù)，在修換完工時(shí)再一并按體系涂裝，修理過(guò)程中的裸露金屬也要及時(shí)涂裝防腐蝕底漆。修理過(guò)程中各部位完工時(shí)間有先后，先完成修理的部位全部按涂層體系進(jìn)行涂裝可能在工期上不允許，采取及時(shí)涂防腐底漆進(jìn)行保護(hù)，最后再一并清洗后按涂層體系涂裝的方法，能夠有效避免表面腐蝕而影響整體涂裝質(zhì)量。

3) 設(shè)備、管道的臨時(shí)保護(hù)。出艙的設(shè)備應(yīng)及時(shí)放回車間，避免在海邊露天放置造成的腐蝕。拆回車間的管路應(yīng)及時(shí)檢查保養(yǎng)，管道內(nèi)部可使用干燥劑、惰性氣體和揮發(fā)性腐蝕緩蝕劑，或涂防護(hù)油，外部可按涂裝要求涂裝。管道應(yīng)適當(dāng)傾斜放置或封堵，防止其內(nèi)部積存腐蝕介質(zhì)。設(shè)備停機(jī)后要及時(shí)進(jìn)行盤車，加注潤(rùn)滑油脂。設(shè)備拆開(kāi)后要對(duì)零部件涂防銹油，蓋好防水布以防塵、防水、防潮氣。

3　結(jié)束語(yǔ)

船舶修理中腐蝕環(huán)境狀況及各種不利腐蝕因素加重了船舶在修過(guò)程中的腐蝕，成為船舶性能下降的最重要因素之一。[8-9]為減輕船舶在修過(guò)程中的腐蝕，需要從管理及技術(shù)入手，建立健全相應(yīng)的規(guī)范。重點(diǎn)做好以下3方面工作：①加強(qiáng)管理船舶環(huán)境控制，改良腐蝕環(huán)境條件，盡量避免腐蝕隱患；②保持原有防腐蝕措施和手段的持續(xù)性、有效性；③采取必要的技術(shù)措施，如增加腐蝕監(jiān)控、預(yù)防雜散電流腐蝕、及時(shí)覆蓋保護(hù)層和臨時(shí)電化學(xué)保護(hù)等方法。