船舶海水管道腐蝕的原因及其防護分析

徐華彪

【摘?要】海水當中含有大量的鹽，具有較強的腐蝕性，而船舶長期在海水當中浸泡會難以避免受到海水的腐蝕。船舶的海水管道作為船舶當中十分重要的組成部分，船舶海水管道在船舶當中主要起到推進保障系統(tǒng)，保護發(fā)電機和輔助系統(tǒng)的重要作用。通過海水管道當中大量的海水來冷卻主輔機和消防以及清洗等任務，是必不可少的。但是船舶當中的海水管道由于和海水長時間的接觸，很容易產(chǎn)生腐蝕，嚴重的還會直接威脅到船舶工作人員的生命安全。本文就對船舶海水管道腐蝕的原因以及如何進行防護來進行分析。

【關鍵詞】船舶海水管道;腐蝕的原因;如何進行防護

前言：

船舶的海水管道腐蝕是船舶作業(yè)過程中經(jīng)常會遇到的問題，海水管道嚴重的腐蝕會給船舶帶來十分嚴重的運轉(zhuǎn)問題，因此船舶海水管道的腐蝕問題得到了高度關注，有效處理和預防船舶海水管道的腐蝕可以優(yōu)化船舶的整體效果。

1.船舶海水管道出現(xiàn)腐蝕的原因

1.1海水流速

船舶海水管道中有著大量的海水，在海水管道使用的過程中，海水會在海水管道內(nèi)高速流動，海水當中還會含有大量的鹽分和砂土，在流動的過程中對管道內(nèi)壁的保護膜產(chǎn)生十分嚴重的機械損傷，加快海水管道的腐蝕。另外海水當中含有的氧氣和海水管道的內(nèi)壁直接接觸，為管道內(nèi)壁的氧化提供了環(huán)境，加快電化學腐蝕。海水的流動速度超過一定限度，會產(chǎn)生大量破碎的空氣泡，形成氣蝕，加快電化學腐蝕，海水的流速越快，對整個海水管道的腐蝕程度和速度就越強。氣蝕產(chǎn)生的具體原因是高速流動的流體，在船舶的海水管道當中就是海水，氣泡的產(chǎn)生是壓縮在物體內(nèi)負壓區(qū)產(chǎn)生，受到高壓力就會破碎，這樣反復對周圍的金屬錘擊，導致管道損壞。海水的高速流動還會直接導致海水管道受到?jīng)_擊，產(chǎn)生電化學腐蝕。

1.2海水環(huán)境

海水的環(huán)境主要包括海水本身的性質(zhì)還有海水當中存在的一些可變因素，海水當中的可變因素主要就是海水當中生存的生物。海洋生物會將海水當中的含氧量大量提升，其次就是海生物活動的過程中會放出二氧化碳還有正常生存的過程中釋放出一些酸性物質(zhì)，二氧化碳和酸性物質(zhì)都會直接加強海水的腐蝕效果。海水管道使用的不同的金屬材質(zhì)對酸性海水的反應也不同，也就是說被海生物污染的影響程度不同，被海生物污染影響最嚴重的是鋼，抗腐蝕性最強的是銅鎳合金。海水受到所處地區(qū)氣候的影響，通常都是濕熱的，這樣對停靠在碼頭船舶的海水管道腐蝕性也是很強的，還可能出現(xiàn)硫酸鹽對管道的損壞。海水當中氧氣的溶解度也伴隨著海水溫度的上升提高，海水當中氧氣含量的增加，會加強海水的導電性，金屬內(nèi)部的負電子定向移動，產(chǎn)生電位差，金屬當中產(chǎn)生腐蝕電流，加劇了海水管道的腐蝕。

1.3海水管道的結(jié)構(gòu)

船舶當中海水管道的結(jié)構(gòu)構(gòu)型也是影響腐蝕速率的重要原因，海水在管道結(jié)構(gòu)復雜的地方極易產(chǎn)生沖擊腐蝕，海水管道的局部腐蝕是非常難以處理和預防的，導致意外發(fā)生出現(xiàn)的紀律也更大。海水流速一定的情況下，長直的海水管道遭受的海水腐蝕更加全面和均勻，那些結(jié)構(gòu)混亂的分流處、彎管或者是管道直徑變化的地方，可能受到海水更強的沖擊，出現(xiàn)明顯的坑洞或者是十分明顯的管壁變薄。船舶海水管道的結(jié)構(gòu)也影響著腐蝕防護的方式，無法進行焊接的管道是無法使用涂抹保護層等防護方法的，海水管道連接處的縫隙十分容易產(chǎn)生有機物質(zhì)的堆積，管道連接的下段還十分容易產(chǎn)生渦流，加速管道腐蝕。含有大量流沙的海水長時間對海水管道進行沖刷，足夠破壞整個海水管道的科學構(gòu)型，導致船舶出現(xiàn)損壞，一般情況下的海水管道連接處都需要使用特殊的焊接方法，避免加速腐蝕。

2.如何防護海水的腐蝕

2.1合理選擇材料

防護海水管道的腐蝕最直接的就是根據(jù)船舶工作的環(huán)境選擇合適的材料，不同的環(huán)境需要不同的材料，有的材料抗電化學腐蝕較強，有的金屬材料材質(zhì)能承受較快的海水流速，不同的環(huán)境使用不同的材料，可以針對性提升海水管道的抗腐蝕效果，還可以提升船舶整體的經(jīng)濟性。材料的選擇還需要和整個海水管道的結(jié)構(gòu)契合，保證金屬材料的性質(zhì)可以滿足管道的設計，管道構(gòu)造的設計盡量保證直管路線的連接最短，保證海水管道的基本功能外，盡可能減少可能被腐蝕的面積，直管和彎管的直徑保持一致。不能隨便采購粗糙的產(chǎn)品。管道設計的過程中盡量不要使用套管連接方式，減少管道接頭的數(shù)量。另外為了防止海水流向的改變也要減少急轉(zhuǎn)情況的出現(xiàn)，根據(jù)海水流向的特點選擇三通支管。

2.2合理設計

在進行管道線路設計過程中，最好選擇直管系及標準化的構(gòu)件，避免采用套管連接方和法蘭式卷邊連接方式。通常情況下，在管道路設計線階段，要做好以下幾個方面的工作：（1）保證所選管道線路為最短路線，避免采用彎管，并確保在半徑上彎管具有高度統(tǒng)一性，在長度上彎管段間的直管段最好大于管徑長度的1.5-2倍;（2）當海水流向出現(xiàn)變化時，盡量避免急轉(zhuǎn)情況的發(fā)生。最好在船舶海水主管道上對垂直的支管進行科學、合理的安裝，并結(jié)合海水流向的特點，選擇三通支管;（3）盡量縮減管路中可以拆掉的接頭數(shù)量;（4）應優(yōu)先選擇異型管標準配件，在施工過程中嚴禁選擇爛造粗制海水管道配件;（5）盡量避免選擇金屬異種管子的組合構(gòu)件，必須選擇時，最好使用金屬電絕緣或陽極保護措施，從而避免接觸腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3涂層保護

在金屬表面噴涂或者是電鍍耐腐蝕性較強的材料，將金屬氧化處理或者將耐腐蝕性較差的金屬隔離保護起來。電鍍當中使用最多的還是電鍍鋅，伴隨科技的發(fā)展和技術的成熟，目前的海水管道涂層保護當中也使用涂塑方法，涂塑之后的無縫鋼管需要時刻關注涂層，涂層一旦損壞，就會由局部腐蝕快速擴散到大面積的腐蝕，處理十分困難。海水管道的結(jié)構(gòu)非常復雜，海水管道的焊接難度較高，如果沒有良好的焊接效果就進行涂塑，會產(chǎn)生許多雜質(zhì)，后續(xù)的養(yǎng)護和補塑也是有十分困難和復雜的。

2.4電化學保護

陰極保護和陽極保護是目前使用最廣泛的電化學保護，外加電流的陰極保護是將電源的陰極和海水管道連接，然后接通陰極電流，不溶解的輔助器件作為陽極。陰極電流的作用下，外加的陰極電流和收到腐蝕的電池共同作用，會降低到和陽極一樣的陰極極化電位，陽極和陰極之間沒有電位差，陽極就停止反應，沒有電流，電化學腐蝕結(jié)束，起到了對海水管道的保護作用。同時電化學保護還可以減緩管道內(nèi)壁的氣蝕，電化學保護的過程中會在管道內(nèi)壁產(chǎn)生和氣蝕反方向的氣泡，這樣就減少了氣蝕的損害。船舶海水管道的維護和保養(yǎng)同樣十分關鍵，定期的保養(yǎng)可以減少腐蝕的速度，也降低后續(xù)需要維修的概率和花費。

3.總結(jié)

船舶的海水管道在整個船舶系統(tǒng)當中有著十分關鍵的作用，海水管道的腐蝕也一直是影響船舶使用壽命和使用效果的一個十分嚴重的問題。對海水管道出現(xiàn)腐蝕的原因進行分析，發(fā)現(xiàn)海水管道腐蝕的原因是多方面的，相關的養(yǎng)護人員應當從實際情況出發(fā)，根據(jù)海水的流速以及管道的結(jié)構(gòu)材質(zhì)做好相關的防護措施。隨著我國的技術進步，許多新研發(fā)的抗腐蝕材料有著不錯的應用效果。相關的工作人員除了考慮到船舶海水管道的抗腐蝕性外，還需要考慮整體的經(jīng)濟性和可行性，對相關的施工問題也要充分考慮。

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（作者單位：江南造船（集體）有限責任公司）