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船舶防腐蚀与维护保养措施的研究
2014/02/28

    随着社会经济的快速发展以及社会文明的不断进步,我国在造船方面取得了较大进展,并为我国的社会主义现代化建设作出了重要贡献。但是就当前来讲,很多船体都或多或少地存在腐蚀现象。种种腐蚀现象严重影响了船只的正常使用。因此,及时了解和掌握船只的腐蚀状况并积极探索和研究船只的防腐和保养技术,才能够更好地保持船体的基本性能,从而大大延长船体的使用寿命。

   就目前来说,当今许多船只的船体都是由金属材料制作而成的,而金属材料在海水中由于受到海水温度、大气以及海水盐碱度的影响,常常会导致船体的腐蚀,并且船体腐蚀的程度也比较深。船体在腐蚀以后往往会造成船体结构的破坏,有时甚至会威胁到船上人员的生命。因此,我们必须要积极了解和掌握船体腐蚀的相关情况以及必要的防腐和保养措施,这样才能促进船体防腐事业的发展,从而保障船只的结构完整以及财产安全。

    一、造成船体腐蚀的几个主要影响因素

    1.船体设计因素

    造成船体腐蚀的因素有很多,船体的设计因素是其中一个重要的方面。并且船体的腐蚀程度与船体的设计关系十分密切。所以,对船体进行科学合理地设计并采取一些合理的防腐措施成为当前世界各国正在不断努力的方向。但是就目前来说,很多船体在设计方面仍然存在不少缺陷,并且这些缺陷大都与设计不科学有关。比如在对船体的覆盖层进行设计时,没有充分考虑到覆盖层的维修性,这样就容易造成船体内局部位置长时间积水而又难以排出的情况,进而就会造成船体结构的腐蚀。第二个方面,有些船体的水密装置没有良好的可靠性,不仅船体没有良好的耐腐性,而且船体上一些管路的相关水密装置也没有优良的耐腐蚀性。这样就极易使船体的三漏现象比较普遍,从而使船体内舱中的水源比较多,这样就更加剧了船体内舱的腐蚀环境。第三个方面,对于一些船体存在的缝隙没有采取相应的预防措施,从而造成了比较严重的腐蚀状况。此外,电偶腐蚀也是属于这一类情况。缝隙和电偶的长期存在且没有有效预防措施的情况下就会,使船体的漏洞和穿孔相对较多。另外,船体中的内舱没有进行有较强针对性的涂层设计,所以船体内舱中的一些薄弱部位可能就得不到有效地保护,从而使船体内舱受损。

    2.环境因素

    造成船体腐蚀的原因是多方面的,通常情况下都是由于船体的制作材料由于受到多种环境因素的影响而发生变质或者是被破坏。所以说,船体材料的耐腐蚀性是相对于环境因素而言的。一般情况下,船体的主要材料都是钢材,钢材分为低合金钢和碳钢。如果从暴露试验的最后结果来分析,那么低合金钢和碳钢在世界各个海域的腐蚀程度还是没有多大差别的。但是,假如某些船只都是由相同的钢材建造的,而最终船体不同部位造成的腐蚀程度却并不相同,并且腐蚀速度也有较大差别。那么我们就可以将其原因归结为不同的船只具有不同的保护状况和环境条件,并且这些所谓的保护状况和环境条件又都是与船体自身的设计息息相关的。有些船体的外部所处的最主要的环境就是海水浸泡,还有一部分是干湿交替区,再往上就是海洋大气环境。一般情况下,船体的内部环境大部分属于海洋大气环境。但是船体的局部位置又可以继续细分。比如可以分为潮湿积水环境、一般大气环境以及船底积水环境,恰是因为船舱内存在大量积水,使船舱处于一种潮湿积水环境。因而使船体结构遭受了严重的电化学腐蚀。有些船体在保养方面做得比较差,只是依靠一些简单的涂料进行保护,从而使船体的外部处于一种严重的腐蚀环境。这样就极易造成船体的严重腐蚀。在腐蚀船体的积水中还有一种情况就是船体中有一些积水不容易被发现,这些积水长期滞留在船舱内,从而使积水不能及时排除船体,造成船体长时间被积水侵蚀。

    二、船体腐蚀的几种类型以及主要原因

    1.船体结构中在水上部分的腐蚀

    船体中处于水上的部分主要包括甲板、上层建筑以及干舷。这些船体的水上部分在平时主要受到雨雪、海水飞沫以及海洋大气的影响,而且这些因素都是造成船体水上部分严重腐蚀的重要原因。在海洋大气中,存在着大量的氮化物,这样就使凝结水加剧了对船体结构的破坏。另一方面,甲板中的机舱以及锅炉的表面由于温度比较高,因此也在一定程度上加剧了这些区域水的危害程度。一些科学实验表明,船体中的火工校正部位由于其金属组织在结构上发生了较大的变化,因此使其耐腐蚀性大大低于船体中的其他部位。所以说,船体中的火工校正部位就没有较好的涂膜,而且比其他部位更容易被坏破,最终使船体的腐蚀速率大大加快。

    2.船体结构在水下部分的腐蚀

    船体结构在水下的部分一般包括艉部、艏部、船底和船舷四个部分。船体的艏部长期处于波浪区,并且该处长期泡沫翻滚。海水能够对船只的壳体产生强大的流体动力,首当其冲的是涂层,涂层通常会受到严重的破坏。而船舷部分的外壳在船体停靠时经常会使船舷的表面涂层受到严重损害。船体结构中的船艉主要是由铜合金材料制成,尤其是在船体的端部,极易发生严重的阳极极化现象,这种现象可以造成严重的船体腐蚀。船体的外部涂层极易遭受严重的破损。此外,海洋中的一些漂浮物也可能会对船体的涂层造成严重的破坏。不仅如此,如果船体所在的洋面存在大量的石油产物,那么这些石油产物也会使船体的外部涂层遭受严重的损坏。这是因为在水线区中船体所用的涂料没有稳定的性质,尤其是在石油产物中,再加上干湿条件的不断变化,从而大大增加了某些具有腐蚀性介质的侵蚀性。除此之外,船体结构中水下部分的焊接部位也特别容易发生腐蚀现象。船体结构在水下部分的腐蚀往往都是电腐蚀。

    3.船体内部结构中的相关腐蚀

    由于船体存在不同的使用条件,因此不同船体内部舱室也会有不同程度的腐蚀。比如工作舱与居住舱的腐蚀程度一般来说就会比较轻,并且看不到比较明显的腐蚀痕迹。但是在卫生舱中就会存在较为严重的腐蚀现象。尤其是浴室、厕所以及洗漱室中的腐蚀状况比较严重。在船体的货舱中,由于经常装卸货物,同时还有积水和冷凝水的双重作用,所以货舱结构中的涂层更容易遭到破坏。货舱中的涂层遭到破坏以后,就容易使船体中的内底板和货舱壁加快腐蚀的速度。另外,船体中液舱的腐蚀程度较为严重。而压载舱以及淡水舱由于采用了水泥涂层,但是水泥涂层具有不稳定性和透水性,所以就很难抑制船体水舱的腐蚀。在船体中还存在一种腐蚀就是电腐蚀,一般情况下电腐蚀主要由于船体在漂浮中进行修理或者是在码头进行安装时因为供电线没有采用正确的方法进行接线。所以会在船体停靠的水域中产生杂散电流。这样就形成了比较严重的电腐蚀。

    三、针对船体的腐蚀情况如何进行卓有成效的保护

    1.选用耐腐蚀的船体材料

    提高船体的抗腐蚀程度,应当在船体建造时采用性能优良、强度适宜的焊接工艺,并且还要选用在电化学性能方面相对比较匹配的不同型号的钢材。在同一艘船只上所采用的建造材料应当使其腐蚀电位尽量接近,从而就能够在很大程度上减轻电偶腐蚀给船体带来的危害。

    很多船体上的动力系统、消防管道以及相关的冷却水管网常常会因为震动或腐蚀而漏水、漏汽、漏油,也就是平时我们所说的三漏现象。为治理三漏现象,应当在船体上选用流速比较慢的紫铜管,但一般情况下我们常常选用白铜管。如果管内的流速比较快的话,我们可以采用铜、铁阳极联合技术。如果管内的流速相当高,并且需要耐得住强烈的冲刷和腐蚀的话,那我们就可以选用双相不锈钢管或者是钛管。虽然钛管的性能相当优越,但是其价格也格外昂贵。对于管内流速不高而且防腐性能也没有过高要求的情况下我们常常会采用镀锌管或者是普通钢管。

    2.涂层保护措施

    船体的保护程度以及防腐蚀程度的高低在一定程度上取决于船体的涂层材料。所以说,如果我们采用适宜的船舶涂料,并且能够用恰当的施工工艺将船舶的某些部位进行有效覆盖,使船舶上各个部位的钢铁表面都与外界的各种环境相隔离,那么就能够使船体得到有效的保护,从而减少船体结构的腐蚀。对于一般的船体来说,最普遍的办法就是选择正确的涂层,因为涂层对于船体来说是最为有效、最为经济的一种办法。实际上,船舶的表面涂层如果能够合理地、科学地、经济地、有效地保护船舶的话,那么这对于船体的保护来说也是具有重要意义的。但是这其中的关键就在于选择一套合理的科学的涂层系统,同时还要具备正确的施工技术以及科学的管理措施。

    3.电化学保护措施

    所谓电化学保护措施就是让腐蚀电池的相应电位差消失或减少,从而达到降低船体腐蚀的目的。电化学保护法可分为阴极保护和阳极保护两种类型。所谓阳极保护,就是将外加的直流电源阳极与被保护的金属相连,这样就可以很好地降低金属的腐蚀速度,这是一种特殊的钝态保护方法。但是这种方法并不能够适用于所有的金属,因为有些金属并不具备所谓的钝态。而阴极保护法是通过在被保护结构上施加一种阴极电流,从而使得保护结构物的阳极腐蚀速度以及溶解速度大大降低,甚至可以将腐蚀速度或溶解速度降到最低。这种保护船体的方法就是阴极阳极保护法。

    四、结语

    随着我国经济的快速发展,我国的船舶也发展得越来越快,并对我国的经济和社会发展作出了重大贡献。但是在现实生活中却存在着很多船体腐蚀的现象。这些船体腐蚀现象严重影响了船舶的使用寿命,并在一定程度上阻碍了我国船舶行业的快速发展。因此,我们要积极探索和研究船体腐蚀的原因并努力寻求解决这种问题的方法和措施,从而加快我国船舶事业的发展。

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