郭偉

海裝沈陽局 遼寧沈陽 110000

對船舶機(jī)艙進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其配置了蒸汽、淡水、海水等諸多類型的管路，其狀態(tài)關(guān)系著機(jī)艙運(yùn)行效率與安全性，故而確保各類管路在較長時間內(nèi)維持高性能具有很大現(xiàn)實(shí)意義。但生產(chǎn)實(shí)踐中，在海水屬性、系統(tǒng)應(yīng)用工況條件復(fù)雜多變、管中液體屬性及防腐工藝水平等諸多因素的影響下，海水管路投用時被腐蝕的情況時有發(fā)生，很可能干擾機(jī)艙業(yè)務(wù)正常推進(jìn)過程，增加船舶后期運(yùn)維成本。故而，應(yīng)積極探查引起海水管路腐蝕的原因，在管路設(shè)計層面上加強(qiáng)完善措施的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對腐蝕問題的有效預(yù)防與控制。

1 海水管路腐蝕的因素

1.1 管路材質(zhì)

管路自身的化學(xué)組分、表層理化性質(zhì)即工藝程序等均影響其在海水內(nèi)的耐腐蝕性。當(dāng)下，鍍鋅鋼、紫銅、鈦合金等是制造海水管路的原料，其中以紫銅應(yīng)用率更高。紫銅材料在強(qiáng)度、韌性、耐沖擊性與腐蝕性方面不占優(yōu)勢，且對海水流速較為敏感，因焊料內(nèi)鋅成分占比較高，故而在焊接時容易出現(xiàn)脫鋅腐蝕情況，增加管路內(nèi)彎接頭等處爛穿等情況發(fā)生的風(fēng)險。

1.2 海水流速

在規(guī)劃設(shè)計傳播動力系統(tǒng)管路時，一定要顧及海水流速形成的影響，這主要是由于海水會通過沖蝕、氣蝕作用于管路。海水中可能夾雜著泥沙，對管路形成更大的沖蝕效應(yīng)，促進(jìn)管路表面氧化膜機(jī)械應(yīng)力改變過程，一旦氧化膜脫落，就會使管路直接暴露在腐蝕性環(huán)境內(nèi)。與此同時，大量氧分子聚集于管路表層，會誘導(dǎo)極化效應(yīng)，加速管路腐蝕過程[1]。

1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計管路結(jié)構(gòu)時，要重點(diǎn)分析焊接工藝對其耐腐蝕性形成的影響。依照部位的不同焊縫有母材區(qū)、焊縫區(qū)及熱影響區(qū)。焊接階段會形成較大的機(jī)械應(yīng)力，提高管路應(yīng)力腐蝕的概率，若焊縫區(qū)表面凹凸不平，則容易形成紊流，造成管路局部CI-濃度明顯上升，出現(xiàn)縫隙腐蝕；而對于熱影響區(qū)而言，其可能還會造成管路化學(xué)組分、組織等不均勻分布，成因通常是焊接處理時管路短時間內(nèi)吸取大量熱能導(dǎo)致的，該區(qū)域通常會形成晶間腐蝕。

1.4 環(huán)境條件

溫度、海水酸堿度等指標(biāo)影響管路的腐蝕程度，其中CI-與溶解氧發(fā)揮主要作用，溶解氧誘導(dǎo)管路表層氧化膜形成過程，CI-則起到分解氧化膜的作用。伴隨海水溫度上升過程，其內(nèi)的溶解氧含量有降低趨勢，但導(dǎo)電率上升，此時金屬穩(wěn)定電勢逐漸擺脫正方向，腐蝕電流增加，使管路腐蝕過程加速、加劇。

2 機(jī)艙海水管路防腐蝕設(shè)計方法

2.1 科學(xué)選材

大部分情況下，需選用抗腐蝕性能優(yōu)良的材料生產(chǎn)制造海水管路，金屬材料是我國

船舶海水管路的主要材料。在選材過程中，需秉持如下幾點(diǎn)原則[2]：（1）材料持有的力學(xué)性能要符合機(jī)艙使用要求；（2）材料的化學(xué)穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)；（3）具體應(yīng)用材料時，其要具備一定持久性、可靠性；（4）材料具備可加工、改造、升級的屬性；（5）低成本性。

在具體選材實(shí)踐中，應(yīng)重視不同管材限制流速的最大值。一些管材對海水流動的敏感度偏差，面對以上情況，可以酌情增加海水流速，比如可以把90-10銅鎳合金以及鍍鋅鋼管材提升到4m/s。

2.2 確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性

在規(guī)劃設(shè)計管路時，應(yīng)盡量規(guī)避因設(shè)計與安裝部位欠缺合理性而引起腐蝕的問題，推薦選用直管與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，少用套管連接方式。整體分析，需給予如下幾方面一定重視[3]：

一是設(shè)計管路時最好采用最小路徑，最好不使用彎管。若存在必須采用彎管的情況，那么盡量維持彎管外周徑的統(tǒng)一性。不同彎管端間采用直管段延展，要求其延展長度大于管徑的1.5～2倍，借此方式減輕海水對彎頭位置形成的沖擊力。

二是加強(qiáng)管路接頭個數(shù)的控制，特別是可反復(fù)拆卸組裝的接頭，將對海水流動過程形成的擾動程度，降低管路被腐蝕的風(fēng)險。

三是盡量減少聯(lián)結(jié)材質(zhì)不同的管路構(gòu)件，若遇到特別狀況時，則建議增設(shè)配套工藝，比如增添電纜絕緣隔離層，以延遲接觸性腐蝕。

2.3 表面涂層保護(hù)

過濾離子是涂層的主要作用之一，其利用自身較高的阻抗屬性，延遲陰、陽極之間電子轉(zhuǎn)移過程。涂層還有減緩氧分子侵襲過程的作用，進(jìn)而延遲金屬被腐蝕的進(jìn)度。當(dāng)下，表面涂層與改性技術(shù)已經(jīng)被用于海水管路設(shè)計領(lǐng)域中，其應(yīng)用原理是將耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬涂擦在管材表面，并在管材做磷化、氧化處理，借此方式使管材表面和海水介質(zhì)之間實(shí)現(xiàn)物理隔離，以減緩金屬的腐蝕程度。當(dāng)下，國內(nèi)多采用鍍鋅、滲鋅作為鋼質(zhì)管材表面主要的防腐措施。

從安裝的視角出發(fā)，船舶機(jī)艙中部分位置調(diào)換備用型管材的過程較為繁瑣，針對以上情況可以應(yīng)用內(nèi)壁涂塑的無縫鋼管，但不推薦應(yīng)用不銹鋼管，主要是因不銹鋼管發(fā)生點(diǎn)蝕的概率偏高。涂塑，就是依照預(yù)設(shè)的工藝程序，在特殊器械的協(xié)助下，把某種防腐有機(jī)材料以粉末形式勻稱的熔接到管路內(nèi)壁，經(jīng)配套工藝處置后，使管路內(nèi)壁形成單層順滑的保護(hù)層。該種涂層的作用是隔離金屬和海水介質(zhì)，較為全面的保護(hù)管路，延長其使用壽命。

3 結(jié)語

本文以船舶機(jī)艙海水管路設(shè)計中的防腐蝕問題設(shè)為論點(diǎn)，從多個方面分析對管路腐蝕問題形成影響的主要因素，總結(jié)歸納幾種較常用的方法。希望在實(shí)踐中相關(guān)設(shè)計人員綜合成本、使用環(huán)境條件等諸多因素，采用適宜的防腐蝕技術(shù)方法，循序漸進(jìn)提升海水管路的設(shè)計水平，為我國船舶制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供更為強(qiáng)大的支撐，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。