海洋防腐工藝技術(shù)及應(yīng)用探究

莫非 鄧宏

摘 要：隨著近些年全球資源問題的日益加劇，海洋資源的開發(fā)與利用成為了陸地和近海資源逐漸匱乏這一大背景下的重要發(fā)展方向，越來越多的國家開始啟動(dòng)海洋開發(fā)的戰(zhàn)略與計(jì)劃。然而，海洋資源儲(chǔ)藏較為豐富的同時(shí)，也由于水深造成的低溫、高壓、環(huán)境惡劣、作業(yè)條件復(fù)雜等客觀屬性，使得在海洋資源開發(fā)工程中的技術(shù)難點(diǎn)與瓶頸也尤為明顯。其中，海洋防腐問題一直以來都是影響海洋工程發(fā)展速度、海洋工程裝備應(yīng)用的重要因素。在這樣的形勢背景下，對海洋防腐工程及其技術(shù)進(jìn)行一番深入的探究，具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。因此，本文主要論述了海洋防腐工藝技術(shù)，就其應(yīng)用效果展開分析，并對海洋防腐工藝技術(shù)及應(yīng)用的未來發(fā)展進(jìn)行思考與展望，供參考。

關(guān)鍵詞：海洋防腐；工藝技術(shù)；應(yīng)用效果；發(fā)展展望

中圖分類號(hào)：TE11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）15-0065-02

隨著海洋產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的比重日益增長，海洋材料成為了海洋工程中不可或缺的組成元素，也必將發(fā)展成為我國未來的新興戰(zhàn)略型支柱產(chǎn)業(yè)。而海洋材料的使用及壽命周期與海洋環(huán)境密切相關(guān)，海洋材料的腐蝕就是海洋自然條件下的產(chǎn)物。為了緩解和避免海洋材料的腐蝕，提高海洋材料的使用壽命，確保海洋工程及資源開發(fā)的高效開展，做好海洋防腐工作，其重要性由此可見一斑。雖然海洋防腐工作在海洋工程中意義重大，但發(fā)展過程中對工藝技術(shù)探索與應(yīng)用情況卻仍不容樂觀。如何有效的豐富海洋防腐工藝技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展、如何促進(jìn)海洋防腐工藝技術(shù)在工程中的應(yīng)用效果、如何不斷的提高海洋防腐的質(zhì)量與發(fā)展的連續(xù)性等一系列問題都亟待解決?；谶@樣的發(fā)展現(xiàn)狀及眼睛目標(biāo)，本文從海洋防腐工藝技術(shù)及其特點(diǎn)、海洋防腐工藝技術(shù)的應(yīng)用與效果、海洋防腐工藝技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展展望等方面對海洋防腐工藝技術(shù)及應(yīng)用這一問題展開剖析與探究，并總結(jié)報(bào)告如下。

1 海洋防腐工藝技術(shù)及其特點(diǎn)

海洋工程中金屬材料與設(shè)備使用量大，而海洋環(huán)境中的大氣腐蝕、細(xì)菌腐蝕、二氧化碳腐蝕以及海水腐蝕使得海洋防腐工作困難重重。究其原因，不同的環(huán)境下腐蝕情況及腐蝕程度均不一樣，侵蝕、縫隙腐蝕和點(diǎn)腐蝕以及應(yīng)力腐蝕破裂等不同的腐蝕機(jī)理使得防腐方案的規(guī)劃以及防腐技術(shù)的應(yīng)用都具有較大的差異。一般而言[1-3]，比較常見的防腐蝕方案是在金屬表面涂防腐涂料。由于海洋平臺(tái)及設(shè)備材料防腐的特殊性，海洋防腐也并非普通的涂料可以處理的。目前，國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)都研制推出了多種海洋防腐涂料，歐美等發(fā)達(dá)國家先后掌握了較為先進(jìn)的海洋防腐工藝技術(shù)，并發(fā)展了多種海洋防腐涂料。這些防腐涂料產(chǎn)品在應(yīng)用上具有不同的特征特點(diǎn)，使得其應(yīng)用的設(shè)備材料也各不相同。其中，水性涂料應(yīng)用十分簡便，同時(shí)應(yīng)用后如果需要清除也較為容易；油性涂料則具有較好的滲透性，廣泛應(yīng)用于溫和的大氣條件下；醇酸涂料的防腐性雖然較好，但是對化學(xué)物質(zhì)卻無法進(jìn)行有效防腐；氨基甲酸酯涂料的防磨損性和防腐蝕性均較好；乙烯基涂料不容易變濕和粘著，有著較好的防酸堿液性能。除此之外，氯化橡膠、環(huán)氧（樹脂）涂料、鋅涂料、煤焦油等各種防腐涂料在海洋工程的防腐應(yīng)用中都具有不同的功能。根據(jù)不同性能的防腐涂料，在防腐工程中還需采取相對應(yīng)的防腐工藝，發(fā)展形成了金屬封閉保護(hù)層、非金屬“封閉”等一系列防腐工藝技術(shù)與措施，使得設(shè)備材料的涂覆系數(shù)能夠達(dá)到防腐的基本性能指標(biāo)，進(jìn)而保證海洋防腐工程的完備性。

除了在海洋工程平臺(tái)及設(shè)備上涂覆防腐涂料這一基本工藝措施之外，海洋防腐工作根據(jù)海洋防腐工程的需求，圍繞著海洋工程腐蝕防護(hù)這一核心，對海洋防腐工藝技術(shù)與應(yīng)用手段進(jìn)行了深入探究，并構(gòu)建了較為完善的海洋防腐技術(shù)與系統(tǒng)。以我國海洋腐蝕防護(hù)工程技術(shù)研究中心的防腐技術(shù)與工藝為例，基于海洋工程腐蝕防護(hù)和腐蝕狀態(tài)監(jiān)/檢測等基礎(chǔ)性和共性技術(shù)問題，開發(fā)以鋼結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)技術(shù)、海洋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)、海洋工程陰極保護(hù)優(yōu)化和腐蝕監(jiān)/檢測技術(shù)、海洋工程安全評(píng)價(jià)與壽命預(yù)測技術(shù)、海洋生物污損防治技術(shù)為主的工程技術(shù)，同時(shí)涵蓋海洋大氣腐蝕監(jiān)測及防護(hù)技術(shù)、海洋生物腐蝕和污損技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)境敏感斷裂與氫滲、犧牲陽極保護(hù)技術(shù)在內(nèi)的集成化海洋腐蝕防護(hù)技術(shù)。這些防腐的核心技術(shù)不但具有良好的應(yīng)用前景，同時(shí)也促進(jìn)了防腐技術(shù)在工程實(shí)踐中進(jìn)行系統(tǒng)化、配套化和工程化的發(fā)展與進(jìn)步，使得海洋防腐工程的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)較為成熟的工藝體系。由此可見，海洋防腐工藝技術(shù)對保護(hù)海洋工程平臺(tái)及設(shè)備材料的使用具有重要價(jià)值，持續(xù)探究并發(fā)展海洋防腐工藝技術(shù)，促進(jìn)海洋防腐工藝技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，其重要性不言而喻。

2 海洋防腐工藝技術(shù)的應(yīng)用與效果

基于海洋工程環(huán)境、海洋防腐設(shè)備材料的差異化，在海洋防腐工程中需制定不同的防腐方案，應(yīng)用不同的海洋防腐工藝技術(shù)，進(jìn)而確保海洋工程在設(shè)計(jì)、使用周期內(nèi)的科學(xué)、安全與高效。對于海洋機(jī)械設(shè)備的防腐工作來說：首先，我們需要充分的了解機(jī)械設(shè)備材料的腐蝕形態(tài)，例如：不同鋼材料在海水中的腐蝕情況以及腐蝕機(jī)理與成因。然后，根據(jù)海洋機(jī)械設(shè)備腐蝕的狀況采取適當(dāng)?shù)暮Ｑ蠓栏に嚰夹g(shù)。以在海洋工程中使用最為廣泛的鋼結(jié)構(gòu)和鋼材料為例[4-5]，由于金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的原因，使得不同的金屬材質(zhì)在海洋環(huán)境中的腐蝕快慢程度具有較大的差異，不同的鋼材結(jié)構(gòu)在不同的海域的腐蝕性也不同。因此，改變鋼材料的金屬材質(zhì)組成，進(jìn)而提高設(shè)備中鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能。一般而言，我們可以通過制造各種耐腐蝕的合金，如在普通鋼鐵中加入鉻，鎳等制成不銹鋼等方式，用來提高海洋工程中設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)，同時(shí)在實(shí)踐應(yīng)用中也成為了防腐的重要手段。同時(shí)，鋅加防腐蝕保護(hù)技術(shù)也是海洋設(shè)備中對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐防護(hù)的有效策略。相對于一般的涂覆涂料防腐技術(shù)，鋅加防腐蝕保護(hù)技術(shù)有更強(qiáng)的陰極保護(hù)作用和涂層保護(hù)雙重作用，其耐腐蝕能力高于常規(guī)的富鋅底漆5-6倍，防腐蝕保護(hù)年限可達(dá)到25-30年。究其原因，這是由于在鋼結(jié)構(gòu)上加入電解鋅粉后，含鋅量高的鋼結(jié)構(gòu)材料形成了較好的保護(hù)層，在腐蝕過程中，鋅材料能夠在鋼結(jié)構(gòu)表面發(fā)生緩慢的氧化作用，進(jìn)而形成一層鋅鹽層作為屏障保護(hù)，進(jìn)一步的減慢材料氧化的速度的同時(shí)，讓鋼結(jié)構(gòu)具有了良好的機(jī)械與化學(xué)性能，抗腐蝕性也由此大大提高了。電化學(xué)保護(hù)法，作為一種通過化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備材料進(jìn)行防腐的技術(shù)，在海洋工程也取得了良好的應(yīng)用效果。具體而言，電化學(xué)保護(hù)法就是通過在設(shè)備材料中添加活潑金屬材料作為陽極，把海洋工程中需要進(jìn)行防腐蝕的材料作為陰極，根據(jù)電化學(xué)中原電池的原理，這種方法可以有效的消除保護(hù)材料的腐蝕。究其原因，是通過犧牲陽極的活潑金屬，使得機(jī)械設(shè)備中的材料在空氣或海水中不受腐蝕?？偟膩碚f，在工程實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)展形成了豐富的海洋防腐工藝技術(shù)，并取得了良好的應(yīng)用效果，在海洋工程防腐工作中的重要性由此可見一斑。

3 海洋防腐工藝技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展展望

雖然海洋防腐工藝技術(shù)在工程實(shí)踐中取得了良好的應(yīng)用效果，但隨著海洋環(huán)境的日益惡化，未來的海洋防腐工作勢必面臨更多的問題和更大的挑戰(zhàn)，持續(xù)探索創(chuàng)新的海洋防腐工藝技術(shù)，促進(jìn)海洋防腐工藝技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，具有十分重要的價(jià)值。因此，本文就如何提高海洋防腐工藝技術(shù)水平，保證應(yīng)用效果提出以下幾點(diǎn)發(fā)展思考與展望[4-5]。

（1）加大對海洋防腐工藝技術(shù)的探究，促進(jìn)基礎(chǔ)技術(shù)及研究成果在工程實(shí)踐中的應(yīng)用發(fā)展。海洋防腐工藝技術(shù)的探索，需要結(jié)合各方面的人力、物力條件，綜合各工程部門的優(yōu)勢，提高與科研院所之間的的融合，讓更多的基礎(chǔ)技術(shù)能夠與海洋防腐工程實(shí)踐問題結(jié)合在一起，發(fā)展形成更多具有針對性的海洋防腐工藝技術(shù)，保證海洋防腐工程的有效性和高效性。（2）基于國內(nèi)外海洋工程防腐實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高海洋工程防腐技術(shù)應(yīng)用的效率與成本控制。我國海洋資源的開發(fā)與利用工程發(fā)展速度雖然很快，但起步卻較晚，在防腐技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面仍存在捉襟見肘或空白的局面，尤其是在復(fù)雜多變的海洋自然條件下，影響腐蝕的因素具有多樣性。因此，在海洋工程防腐技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用中，我們需要基于具體的海洋工程條件與環(huán)境，充分參考國外內(nèi)香港海洋防腐工程的案例，制定更為系統(tǒng)的防腐方案，為海洋工程防腐技術(shù)的成功應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（3）重視海洋防腐技術(shù)及材料對海洋環(huán)境的影響，構(gòu)建綠色環(huán)保的海洋工程防腐機(jī)制。隨著海洋防腐涂料的不斷豐富，海洋防腐技術(shù)在海洋工程中的應(yīng)用也將取得更多的成績。但在發(fā)展過程中，我們在實(shí)現(xiàn)對海洋工程平臺(tái)與機(jī)械設(shè)備防腐的同時(shí)，也需要重點(diǎn)關(guān)注這些新技術(shù)、新產(chǎn)品是否會(huì)給環(huán)境帶來污染，是否會(huì)給海洋資源的利用與開發(fā)帶來浪費(fèi)與影響；我們需要在實(shí)現(xiàn)防腐的同時(shí)，最大程度上的降低污染與破壞，實(shí)現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)與綠色環(huán)保的共同發(fā)展。（4）加強(qiáng)海洋防腐技術(shù)人才的培養(yǎng)，提高海洋防腐工程實(shí)踐管理與維護(hù)的效率。海洋防腐技術(shù)的應(yīng)用并非一勞永逸。在工程實(shí)踐中，不斷需要在海洋工程與平臺(tái)上有效的應(yīng)用先進(jìn)的防腐技術(shù)，同時(shí)也需要在海洋工程運(yùn)行的過程中，持續(xù)做好工程防腐工作的監(jiān)管與維護(hù)。要想做好這項(xiàng)工作，保證海洋工程防腐的連續(xù)性，那么兼有海洋防腐技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)的綜合性團(tuán)隊(duì)的建設(shè)是首要任務(wù)。因此，我們需要在開展海洋資源開發(fā)與利用的過程中，加強(qiáng)對技術(shù)人才的引進(jìn)與培養(yǎng)，進(jìn)而才根本上保證海洋防腐工作的有效性。

4 結(jié)語

隨著海洋工業(yè)發(fā)展的不斷深入，海洋防腐工程的重要性會(huì)越來越得以凸顯。海洋防腐工藝技術(shù)的探究與發(fā)展，是保證海洋工程平臺(tái)與設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。促進(jìn)海洋防腐工藝技術(shù)在工程實(shí)踐中的發(fā)展，提高海洋防腐技術(shù)與措施的有效性，對于工程質(zhì)量及效益都具有重要價(jià)值。因此，只有不斷的發(fā)展海洋防腐技術(shù)，構(gòu)建更為完善的應(yīng)用體系，那么才能為海洋資源的開發(fā)與利用提供有效助力。

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