殷士杰

摘要：由于船舶特殊的工作環(huán)境，不論是在淡水還是海水中運(yùn)行的船舶，都會(huì)受到船體腐蝕問題的困擾。大部分船舶的船身都是利用鋼材或者其他金屬制造而成的，一旦受到嚴(yán)重的腐蝕，不僅會(huì)導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)被破壞，影響船舶運(yùn)行安全，還會(huì)因?yàn)榇w腐蝕，增大航行阻力，降低運(yùn)行效率。因此，船舶制造業(yè)需要對(duì)船舶防腐蝕技術(shù)展開深入的研究，提高船舶運(yùn)行的安全性以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：船舶；腐蝕防護(hù)；技術(shù)研究

引言

為了增強(qiáng)船舶的運(yùn)輸能力和強(qiáng)度，通常會(huì)選擇鋼材來制造船舶的外殼，而船舶在水中行駛時(shí)，由于工作環(huán)境的影響，船體會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕情況，嚴(yán)重威脅到了船舶的運(yùn)行安全。隨著我國(guó)工業(yè)化的發(fā)展，許多內(nèi)陸河流的水質(zhì)受到了嚴(yán)重的污染，所以不論船舶處于何種運(yùn)行環(huán)境，都會(huì)受到不同程度的腐蝕。因此慮到造船成本和船舶的性能，大多數(shù)船舶都采用高強(qiáng)度的鋼鐵材料做外殼。鋼鐵在海洋環(huán)境中腐蝕較為嚴(yán)重，腐蝕破壞船體結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p失，有時(shí)甚至?xí)?duì)船員的生命造成威脅。因此，相關(guān)工作人員需要對(duì)船舶的腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)船體開展腐蝕防護(hù)工作，有效解決船舶腐蝕問題，提高我國(guó)的造船水平。

1船舶腐蝕的成因分析

1.1生物腐蝕作用影響

船舶長(zhǎng)期在海洋中運(yùn)行，其船底容易被海洋生物附著，而海洋生物附著在船底會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕作用，造成漆膜受損和鋼板局部腐蝕。此外，海洋中的微生物在新陳代謝時(shí)，會(huì)將H2S、NH4OH其他無(wú)機(jī)酸與有機(jī)酸等具有侵蝕性的產(chǎn)物排出，導(dǎo)致鋼板受到破壞和腐蝕。

1.2電化學(xué)腐蝕作用影響

船舶的防腐蝕涂層下的金屬表面會(huì)因?yàn)榕c水體等介質(zhì)的直接接觸而出現(xiàn)被腐蝕的情況，電化學(xué)腐蝕主要表現(xiàn)為以下兩種情況：第一，水中的電解質(zhì)會(huì)通過涂層中的細(xì)小空隙進(jìn)入到涂層內(nèi)部，直接與金屬船體接觸，當(dāng)涂層內(nèi)部的金屬被電解質(zhì)腐蝕之后，涂層就會(huì)被破壞，然后發(fā)生脫落，進(jìn)而加劇腐蝕情況；第二，一些船體防腐涂料由于長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，可能會(huì)出現(xiàn)吸收水分，體積膨脹的情況，導(dǎo)致涂層與金屬船體分離，或者出現(xiàn)隆起的情況，最終使金屬船體直接暴露在水中，出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕。

1.3機(jī)械腐蝕作用影響

船舶受到的機(jī)械腐蝕作用影響主要體現(xiàn)在機(jī)械磨損和腐蝕作用兩大方面，并且二者相互作用，加快了船舶的腐蝕速度。機(jī)械腐蝕通常包括應(yīng)力腐蝕開裂、空泡腐蝕等。應(yīng)力腐蝕開裂是指金屬受到拉應(yīng)力，并在腐蝕介質(zhì)的作用下發(fā)生的腐蝕破壞，會(huì)導(dǎo)致船舶內(nèi)部出現(xiàn)穿晶或沿晶的裂紋；空泡腐蝕是由高速且不規(guī)則的液體流動(dòng)產(chǎn)生的空泡通過“水錘作用”破壞金屬表面保護(hù)膜的腐蝕破壞，具有加速腐蝕的特點(diǎn)，容易發(fā)生在泵軸、螺旋槳等部位。

2船舶防腐技術(shù)

2.1采用新型的防腐造船材料

提高船體防腐蝕效果的關(guān)鍵措施就是對(duì)船體進(jìn)行合理的防腐蝕設(shè)計(jì)，從船體材料的選擇、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及施工建造技術(shù)的選擇等多方面綜合考慮，最終改善船舶腐蝕情況。建造船舶的材料不僅要滿足強(qiáng)度的要求，更重要的是要有良好的抗腐蝕能力，諸如鈦合金、低密度鋁合金以及其他的合金材料，都具有一定的抗腐蝕效果，因此可以考慮用來建造船舶的外殼以及其他容易被腐蝕的部位。此外，具有重量輕、抗沖擊韌性以及高強(qiáng)度的玻璃鋼材料在近幾年廣受造船行業(yè)青睞，其不僅具有良好的抗腐蝕性，還可以有效減少海洋生物的附著，減輕了行船阻力。玻璃鋼材質(zhì)的船舶建造技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)取得了一定的研究成果，但是國(guó)內(nèi)造船業(yè)對(duì)于玻璃鋼的應(yīng)用還非常少。因此，我國(guó)的造船企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)于新型防腐材料的研究，早日將各種防腐材料用于船舶制造當(dāng)中，提升我國(guó)的造船水平。

2.2陰極保護(hù)技術(shù)

船體的陰極保護(hù)技術(shù)主要有犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)兩種。犧牲陽(yáng)極技術(shù)是通過在船體外表面安裝電位較負(fù)的金屬作為陽(yáng)極，以保護(hù)作為陰極的船體鋼板不被腐蝕。目前對(duì)犧牲陽(yáng)極的研究多集中在開發(fā)新型陽(yáng)極材料和優(yōu)化陽(yáng)極布置方向，相關(guān)人員根據(jù)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、營(yíng)運(yùn)環(huán)境和材料的電化學(xué)特性，依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)確定犧牲陽(yáng)極的類型和數(shù)量，最終得出滿足腐蝕防護(hù)目標(biāo)要求的陰極保護(hù)方案。

外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：輔助陽(yáng)極、直流電流以及參比電極。同時(shí)，為了使外加電流保護(hù)的效果更加明顯，使陽(yáng)極的電流輸出更加穩(wěn)定，還可以在輔助陽(yáng)極上涂刷陽(yáng)極屏蔽層。外加電流保護(hù)法的主要原理是把要保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，另外在設(shè)立一個(gè)不溶于介質(zhì)的電極作為陽(yáng)極，在陰極與陽(yáng)極之間接通直流電流，并利用海水作為通路的一部分。接通電源之后，大量的電子（電荷）在電流的作用下，被輸送到陰極一段，進(jìn)而平衡因電化學(xué)腐蝕而在船體上產(chǎn)生的通路中電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)船體防腐蝕的效果。但同時(shí)，外加電源保護(hù)法也存在一定的缺點(diǎn)，比如，維護(hù)費(fèi)用較高，需要經(jīng)常性的檢測(cè)、需要外部電源，會(huì)消耗大量的電能、會(huì)受到雜亂電流的干擾，導(dǎo)致過保護(hù)的情況出現(xiàn)，影響防腐效果。所以，在船舶腐蝕防護(hù)工作中，需要合理采取外加電流保護(hù)法與犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防腐工作的效益最大化，提高防腐效果。

2.3防腐蝕涂裝新技術(shù)

選擇防腐性能良好的涂料、防腐施工過程節(jié)能環(huán)保以及防腐施工經(jīng)濟(jì)便捷是船舶防腐工作今后的發(fā)展趨勢(shì)。防腐蝕涂裝技術(shù)創(chuàng)新的主要表現(xiàn)形式為：通過學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)造船企業(yè)的涂裝施工方法、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并選擇具有高性能的新型防腐涂料；采取新的施工工藝，提高除銹技術(shù)的水平；嚴(yán)格控制涂裝施工環(huán)境的溫度與濕度；加強(qiáng)對(duì)于環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型防腐涂料的研究與開發(fā)。

2.4防腐蝕監(jiān)測(cè)新技術(shù)

船體防腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)主要內(nèi)容包括船體腐蝕狀況監(jiān)測(cè)和腐蝕防護(hù)效果監(jiān)測(cè)，例如對(duì)鋼板表面的腐蝕坑深度、船體水下腐蝕及污垢狀況、船體電位等的監(jiān)測(cè)。受環(huán)境和空間的限制，很多監(jiān)測(cè)技術(shù)難以開展。而新型技術(shù)的發(fā)展和融入使防腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)得到了創(chuàng)新與發(fā)展，例如傳感器/換能器技術(shù)、缺陷識(shí)別技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等，同時(shí)，新的防腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)正不斷趨于智能化。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，船舶在日常行駛過程中主要會(huì)受到生物腐蝕、電化學(xué)腐蝕以及機(jī)械腐蝕的影響，這些腐蝕現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響到船舶的工作壽命和運(yùn)行安全。目前世界各國(guó)對(duì)船體腐蝕防護(hù)技術(shù)都開展了深入的研究，通過應(yīng)用新型的船體制造材料、優(yōu)化船體的防腐設(shè)計(jì)以及采取各種防腐措施，有效的改善了船舶的防腐情況。在今后的船舶防腐工作中，相關(guān)人員還要對(duì)現(xiàn)有的防腐技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究，找到更加科學(xué)、有效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的船舶腐蝕防護(hù)措施，為我國(guó)的海上交通運(yùn)輸業(yè)以及船舶制造業(yè)提供技術(shù)支持。

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