船舶的腐蚀与防腐措施

船舶的腐蚀与防腐措施

祝健

祝健

上海华润大东船务工程有限公司

摘要：船舶的腐蚀问题日益受到人们和有关部门的关注，国内外研究人员对船舶的腐蚀机理和防腐措施进行了大量的研究.随着科学技术的发展和研究的深入，对腐蚀类型的更深刻的认识，防腐技术措施的持续发展，船舶的防腐问题会逐步的得到更好的预防和控制。

关键词：船舶腐蚀；防腐措施

引言

金属在海洋环境中，受海水温度、海水含盐度、海洋大气温度、海洋大气湿度的影响，腐蚀程度很严重，腐蚀不仅降低了船舶钢结构的强度，缩短了船舶的使用寿命，同时还会使航行阻力增加，航速降低，影响使用性能。更为严重的是，一旦出现穿孔或开裂，还会导致海损事故的发生，造成惊人的损失。这已引起国内外防腐专家的极大关注，并积极研究探索解决金属腐蚀的各种防护技术方法和措施。

1概述

随着世界冶金技术的不断发展，就目前来看，绝大多数的船舶都采用金属外壳，金属外壳不仅有较强的耐磨性，美观性，更重要的是具有强大的抗打击能力，在远洋运输中能够抵抗海浪的冲击。但是，金属材质并不是完美无缺的，因长时间受到海水侵蚀（包括海水温度、盐碱性、海洋大气湿度等），船舶的腐蚀程度非常严重，这种长时间的腐蚀，一方面降低了船舶钢结构的强度，严重威胁着船体的稳固性，缩短了船舶的使用寿命，另一方面腐蚀形成的金属锈垢严重阻碍了航行速度，船舶的使用性能急剧下降，一旦船体出现漏孔，就会导致大量海水倒灌，即威胁着船中货物的安全，也对船员生命安全造成极大的威胁。例如上世纪80年代末期的埃克森尔瓦尔迪兹号漏油事件，因船员操作失误再加上船体年久失修腐蚀严重，当船舶撞到冰山上时，船体立马就出现了裂缝导致大量的原油泄漏，这不仅造成了巨大的经济损失，更重要的是给当地环境造成了不可估量的破坏。我国作为远洋贸易大国，每年因船体金属腐蚀而造成的直接经济损失就高达300多亿元。现阶段如何防治并减少海水对船体的腐蚀，已经引起国内外有关学者的重视，我国政府也投入大量的资金来对防腐蚀进行研究，以期能够早日解决这方面的难题。

2船舶腐蚀的类型

2.1电化学腐蚀

2.1.1电偶腐蚀

船舶的部件仅需可以组成异金属接触电池，便会产生电偶腐蚀。此类腐蚀是最为常见的，比如：离心泵的叶轮与泵轴、冷凝器的黄铜管和碳钢外壳等所形成的腐蚀，也就是电偶腐蚀。

2.1.2氧浓差腐蚀

金属部件和含氧量不一样的溶液之间的相互接触，便会产生氧浓差电池。溶液中含氧量越多，电极的电位也就会更加之高，转变成阴极。比如：柴油机的气缸套和气缸体下部密封圈位置处之间的缝隙，由于冷却水的增多而造成氧浓度的不断减少，金属转变成了阳极，与周围含氧量较多的金属产生相应的氧浓差电池，形成氧浓差腐蚀。

2.1.3应力腐蚀

金属部件在相应的拉应力与具体的腐蚀介质的一共作用之下所产生的破裂，被叫做应力腐蚀。气缸体与气缸套链接的肩部，及应力相对聚集的位置处，例如：加强筋的圆角等位置处通常会出现应力腐蚀，伴随应力腐蚀的产生还会形成相应的裂缝。

2.1.4海水腐蚀

海水里面有着非常多的盐分，是一个极易导电的溶液，是腐蚀性非常之强的天然腐蚀剂之一。船舶较长时间的行驶在海面上，船体、艉轴以及螺旋桨等都和海水相互接触，产生腐蚀。

2.2机械作用腐蚀

机械作用所产生的腐蚀包含了机械磨损与腐蚀作用等，其互相加速。其涵盖了冲击腐蚀，其是因为液体冲击又或是湍流所导致的；快速流通的液体，由于不规则的流通，形成了空泡，产生“水锤作用”，往往会对金属外表的保护膜造成破坏。

2.3生物腐蚀

微生物腐蚀所指的是由微生物所造成的腐蚀又或是遭受微生物的影响而形成的腐蚀。非常多的微生物与海洋生物均可以吸附在船舶底部、管路、螺旋浆桨以及其它金属结构的外部。在船舶中已经挖掘的与钢铁腐蚀相关的微生物包含了：铁细菌、排流感硫杆菌、硫酸盐还原菌、脱氮硫杆菌硫肠状菌属以及脱硫弧菌属等等。其间硫酸盐还原菌的范畴最广、数目最多、影响最大。

2.4化学腐蚀

化学腐蚀的特征如下：腐蚀反应物是直接性融人入反应的一种金属，在外表区域形成，并不会出现电流。主要有在非电解质溶液里面所发生的腐蚀与气体腐蚀两种不同的形式。比如：钢铁在蒸汽、高温环境下所形成的氧化皮等等。

3船舶防腐措施

3.1主动防腐措施

主动防腐是指阴极保护，使船舶整体作为阴极，避免电化学腐蚀。机理是当两种化学性质不同的金属在电解质溶液中电性连结时，负极金属成为阳极而与电解质溶液发生化学反应而腐蚀，正极的金属变成阴极受到保护而不受电解质溶液的腐蚀。如果采用比钢铁电极电位更负的金属与钢铁电性连结，使钢铁整体上成为阴极，或给钢铁不断地加上一个与腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电，同样使钢铁在整体上成为阴极，并且得到极化，则可使钢铁免遭腐蚀，得到保护，这种电化学的保护方法，称之为阴极保护法。常用的阴极保护法有两种，即“牺牲阳极保护”和“外加直流电阴极保护”。目前，船体通常使用的牺牲阳极材料主要有铁合金阳极、高效铝合金阳极、三元锌牺牲阳极等，外加电流保护技术原理和牺牲阳极保护是一样的。它是将直流电源加入到钢板与阳极之间，然后利用海水构成回路而起到保护作用，在该技术中，钢板得到电源输入的保护电流，使其形成阴极并得到相应的保护。“牺牲阳极保护”的特点是方法简单易操作，且价格较便宜；“外加直流电阴极保护”装置的一次性投资较大，但它具有性能稳定、基本免维护等优点。外加电流保护技术具有电流、电位可调节性强，设计保护寿命长等特点。因此，在今后的发展中，改进辅助阳极的排流量、外加电源的可靠性和参比电极的长期稳定性将是研究的重点方向。

3.2被动防腐措施

被动防腐主要是采用涂料，由于船舶各部位腐蚀环境的差别，所采用的涂料也是千差万别，即使是同一腐蚀环境中，所采用的涂料也不一定相同。船底部分，一般要涂装防锈层、中间层和防污层，既要防止船底的氧化作用，又要防生物附着；水线区由于受到海水干湿交替作用，所以水线部位的涂料必须有良好的耐水性、耐候性、耐干湿交替性，还要具有良好的机械强度、耐摩擦和耐冲击；大气曝露区由于受到盐雾、大气和阳光的作用，要求涂料有优良的防锈性、耐候性、抗冲击与摩擦性能，还要有保色性和保光性；压载水舱环境湿热、盐分高，所以要求涂料要有优良的耐水、耐盐雾、耐干湿交替和抗腐蚀性能；饮水舱涂料要求具有耐水性、无毒性，所含元素对人体不能造成损害；机、泵舱的舱顶和舱壁涂料要求不易燃烧和耐水性和耐油性等等。环氧类防腐涂料、聚氨酯类防腐涂料、橡胶类防腐涂料、氟树脂防腐涂料、有机硅树脂涂料、聚脲弹性体防腐涂料以及富锌涂料等。其中环氧类防腐涂料所占的市场份额最大。所以高性能、环保、节能、便捷是船舶涂料的发展方向，需要注意的是防腐涂层的效果不仅仅取决于材质，与涂装之前的表面处理质量、涂膜厚度、涂装时的气候条件及涂装工艺等诸多因素有关。

结束语

船舶腐蚀的发生虽然是无法防治的，然而其腐蚀的速度是能够调控舒缓的。重视船舶防腐相关的工作，将腐蚀所导致的损失减少到最低水平，以使得钢铁资源获得更为科学、有效的运用。

参考文献

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