船舶與海洋工程防腐蝕技術(shù)初探

張銘瑋 周效國

摘 要：船舶與海洋工程事業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)項(xiàng)目之一，對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展有著不可忽視的重要意義。尤其是近年來，各種新技術(shù)的層出不窮對船舶與海洋工程防腐蝕技術(shù)也提出了新的挑戰(zhàn)，下面文章主要針對船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)在防腐蝕中存在的一系列問題進(jìn)行簡要地分析，并針對其存在問題提出合理化的解決措施。

關(guān)鍵詞：船舶；海洋工程；防腐蝕技術(shù)

中圖分類號：P755.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0150-02

Abstract： As one of the basic projects of the national economic construction， the ship and ocean engineering has an important significance to the economic construction and development of our country. Especially in recent years， the emergence of a variety of new technologies， corrosion protection technology for marine and marine engineering has also posed new challenges. The following paper mainly deals with ships and marine engineering structures in the corrosion of a series of problems in a brief analysis， and puts forward the rationalization of the existing problems to solve measures.

Keywords： ship； ocean engineering； anticorrosion technology

海洋工程建設(shè)是一項(xiàng)比較特殊的作業(yè)工程，施工作業(yè)中極易受到腐蝕性環(huán)境的影響。由于海洋環(huán)境的獨(dú)特性，使得腐蝕很容易發(fā)生。海水含鹽量很高，氧含量充足，并且海水中有著大量的微生物，這些都使得海洋腐蝕現(xiàn)象加劇，所以腐蝕現(xiàn)象很嚴(yán)重。海洋工程中使用的材料體系眾多，包括鋼鐵材料、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料等。從使用量上看，鋼鐵、鋼筋混凝土用量最大。就腐蝕防護(hù)技術(shù)而言，多種防護(hù)技術(shù)在不同材料上都可應(yīng)用。每種施工作業(yè)材料都有其自身的特性，彼此之間存在著較大的差異。所以對于船舶與海洋工程進(jìn)行防腐蝕技術(shù)的創(chuàng)新是極為重要的。

1 海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)現(xiàn)狀與趨勢

1.1 復(fù)雜的海洋環(huán)境

眾所周知，海洋環(huán)境是極其復(fù)雜的一種自然環(huán)境，依據(jù)目前船舶與海洋工程建設(shè)而言，防腐蝕技術(shù)是其海洋環(huán)境工程比較重要的一項(xiàng)技術(shù)。雖然在一定程度上我們對防腐蝕技術(shù)進(jìn)行了深入的研究與分析，但是從客觀因素變化來講，仍不能很好地指導(dǎo)于船舶與海洋工程的建設(shè)，其腐蝕現(xiàn)象依舊比較嚴(yán)重。按照我國劃分的環(huán)境腐蝕等級，最嚴(yán)重的一類是海洋腐蝕，因?yàn)楹Ｋw沫中的鹽分含量特別大。船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)處于海洋的深處，一定會面臨著大量腐蝕，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。近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，人們生活質(zhì)量的逐漸提高，對其船舶與海洋工程建設(shè)的發(fā)展也越來越突顯，并投入了大量的人力、物力增強(qiáng)了船舶與海洋工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。但不可否認(rèn)的是，船舶與海洋工程建設(shè)并不是一項(xiàng)簡單的施工作業(yè)，而是一個相對比較復(fù)雜的作業(yè)工程。尤其是在某些重要問題上更是需要進(jìn)行深入研究。如鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕問題以及金屬材料的使用問題，這些都將是影響船舶與海洋工程發(fā)展的關(guān)鍵問題。

1.2 防腐蝕現(xiàn)狀

1.2.1 海洋工程

海洋工程是一項(xiàng)比較大的工程作業(yè)，其施工作業(yè)環(huán)境存在多種影響腐蝕性的因素，下面從鋼結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，針對不同施工作業(yè)環(huán)境特點(diǎn)可以將其進(jìn)行四種分類。主要體現(xiàn)在：一是海泥區(qū)。海泥區(qū)的腐蝕性因素主要是海泥區(qū)的土壤能夠?qū)Ｑ蠊こ唐鸬揭欢ǖ母g作用。在進(jìn)行海洋工程作業(yè)時，海泥區(qū)的土壤由于鹽分較高和其他腐蝕性成分較多通過滲透的方式則對海洋建筑物構(gòu)成了一定影響和威脅；二是海水浸沒區(qū)。這個區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)主要是此環(huán)節(jié)作業(yè)施工必須長期處于海水中進(jìn)行作業(yè)，這就會引發(fā)由于鋼結(jié)構(gòu)在海水中浸泡太久而極易受到腐蝕，最終影響鋼結(jié)構(gòu)的使用。三是浪濺區(qū)。由于這個區(qū)域的海水氧氣比較充足，在氧化作用的影響下，海浪與泥沙則會將鋼結(jié)構(gòu)的建筑物的外層進(jìn)行用力的沖刷和破壞，這個過程則是加速了建筑物的腐蝕速度。四是海洋大氣區(qū)。在這個區(qū)域運(yùn)行的海洋工程設(shè)備要面對濕度較大且含鹽量高的大氣環(huán)境，非常容易發(fā)生電解質(zhì)反應(yīng)，推動電化學(xué)腐蝕的發(fā)生，通常在海洋大氣區(qū)長期運(yùn)行的鋼結(jié)構(gòu)裝備比內(nèi)陸同緯度地區(qū)運(yùn)行時會發(fā)生速度快四倍以上的腐蝕。

1.2.2 船舶防腐

船舶本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大，嚴(yán)酷的海洋環(huán)境使船舶極易腐蝕。船舶易腐蝕部位主要有船殼、船體上層建筑、管路、壓載艙等。每個部分因其所處腐蝕環(huán)境的不同，腐蝕特性也有所差別，腐蝕類型呈多樣性。浸入水下的船體部分除了海水的侵蝕外，還應(yīng)考慮波浪沖刷和生物附著對船體腐蝕的影響；水線區(qū)域的船體受浪花飛濺和陽光曝曬的影響，處于供氧充分、干濕交替的易腐蝕環(huán)境，又有漂浮物的沖擊，遭受腐蝕較為嚴(yán)重。在海平面以上由于海水的蒸發(fā)形成含有大量鹽分的大氣環(huán)境，鹽霧會沾染到船舶表面，在船體表面上生成一層電解液薄膜，使水面以上的部分船殼和上層建筑遭受腐蝕的侵襲。管路在船舶的各個部位都有分布，因管材不同，腐蝕介質(zhì)不同，使得管路的腐蝕復(fù)雜多樣，電偶腐蝕、沖刷腐蝕、縫隙腐蝕等都有體現(xiàn)。船舶的壓載水艙處于干濕交替的環(huán)境下，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜清潔維護(hù)不方便，也是腐蝕比較嚴(yán)重的部位。另外由于船上供電或電焊時產(chǎn)生漏電，船體變成一個巨大的陽極也會產(chǎn)生大規(guī)模的腐蝕。

2 船舶與海洋工程防腐蝕技術(shù)措施

從某種意義上來講船舶與海洋工程中極為重要的則是防腐蝕技術(shù)的創(chuàng)新與完善。通過改善材料與環(huán)境之間的外界條件來增強(qiáng)建筑物在施工作業(yè)中的抗腐蝕性能力。主要考慮到的因素有原材料自身的化學(xué)性質(zhì)、外界環(huán)境以及原材料在水中的變化以及環(huán)境之間的影響?？紤]到以上因素所以在進(jìn)行防腐蝕技術(shù)時要結(jié)合上述因素，進(jìn)行相關(guān)防腐蝕技術(shù)的檢測，在確保安全及使用壽命不受到任何影響的前提下進(jìn)行有效的防腐蝕操作。

2.1 防腐蝕涂料的使用

涂料是船舶和海洋結(jié)構(gòu)腐蝕控制的首要手段。海洋涂料分為海洋防腐涂料和海洋防污涂料兩大類。按防腐對象材質(zhì)和腐蝕機(jī)理的不同，海洋防腐涂料又可分為海洋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料和非鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料。海洋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料主要包括船舶涂料、集裝箱涂料、海上橋梁涂料和碼頭鋼鐵設(shè)施、輸油管線、海上平臺等大型設(shè)施的防腐涂料； 非鋼結(jié)構(gòu)海洋防腐涂料則主要包括海洋混凝土構(gòu)造物防腐涂料和其他防腐涂料。

2.2 防污涂料的使用

在船舶與海洋工程建設(shè)中使用防污涂料的目的主要是為了確保各建筑物與船舶的表面光滑、清潔。不被船舶海底或是海洋各種生物而污染，最終影響了船舶與海洋建筑物的正常使用。防污涂料主要是依靠防污劑來實(shí)現(xiàn)。一般情況下主要是有氧化亞銅、氯化鋅等毒料，但隨著我國對于生態(tài)環(huán)境以及環(huán)境污染等問題的逐漸重視，現(xiàn)階段污染環(huán)境較大的防污原料已經(jīng)被停止使用，相關(guān)部門及專業(yè)人士已經(jīng)在積極研究更加適合于船舶與海洋工程的防污試劑，并在一定程度上取得了較好的成績。但是由于海洋生物附著的機(jī)理比較復(fù)雜，且能夠產(chǎn)生污損的生物種類繁多，所以還有大量的研究工作要做。目前主要是集中在抑制生物和材料的接觸上，減少附著的發(fā)生。防污涂料的壽命已經(jīng)有了一個提升，但是仍然需要研發(fā)，改善防污材料的性能和使用壽命，并且要實(shí)現(xiàn)環(huán)保，不污染環(huán)境。

2.3 耐腐蝕材料的選用

從某種意義上來講，耐腐蝕性材料有很多種。但在船舶與海洋工程建設(shè)中主要是以鋼結(jié)構(gòu)為主進(jìn)行施工作業(yè)的原材料，所以如何提高鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性就變得尤為重要。現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)的類型也是比較廣泛的，主要有高分子材料、耐海水腐蝕鋼、鈦合金等幾種類型。從船舶與海洋工程的結(jié)構(gòu)上看，選取的原材料鋼結(jié)構(gòu)性質(zhì)最好是金屬性質(zhì)的。通過調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)金屬的化學(xué)成分和改變其金屬屬性，便可以大大提高鋼的耐腐蝕性，此外，還可以在金屬表面鍍金一層具有耐腐蝕效果的膜，來降低耐腐蝕性表面的反應(yīng)速度。

2.4 外表面改性與處理

船舶與海洋工程因施工環(huán)境特點(diǎn)所決定，基本上均是在海上進(jìn)行施工作業(yè)的。這就給各零部件防腐蝕性效果提出了更高的要求。如管件、閥門、帶腔體等結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜的零部件在進(jìn)行施工作業(yè)時，在其內(nèi)部進(jìn)行防腐蝕作業(yè)是一項(xiàng)比較困難的事情。所以這就需要相關(guān)作業(yè)人員從其他方面進(jìn)行創(chuàng)新與完善，可以通過提升材料自身等級來加強(qiáng)防腐蝕作業(yè)的效果，另一方面可以增強(qiáng)表面結(jié)構(gòu)的改性和處理，通過專業(yè)的化學(xué)方式改變原有材料的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特性，進(jìn)而提升零部件的抗腐蝕能力。

3 結(jié)束語

從上面的分析得知，船舶與海洋工程項(xiàng)目作為我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)項(xiàng)目在整個經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中所起到的作用是不言而喻的。尤其是近年來各種新興技術(shù)的層出不窮及廣泛應(yīng)用更是對船舶與海洋工程建設(shè)提出了較高的要求。如何在激烈的市場競爭中創(chuàng)造更有價值也是對船舶與海洋工程提出的又一挑戰(zhàn)。對于船舶與海洋工程而言，本身則是一項(xiàng)高產(chǎn)出、高附加值、高風(fēng)險、高技術(shù)、高投入的工程，所以在整個工程建設(shè)中如何確保工程的安全性以及日后使用的可靠性是重中之重。作為船舶與海洋從業(yè)者要不斷增強(qiáng)自身對于施工作業(yè)及原材料使用的研究分析，同時可以針對防腐蝕技術(shù)借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)并結(jié)合我國發(fā)展現(xiàn)狀創(chuàng)新出符合我國船舶與海洋發(fā)展的防腐蝕技術(shù)。這樣才能從根本上降低成本，推動我國船舶與海洋工程的可持續(xù)發(fā)展，才能創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值和造福于社會。

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