船舶的腐蚀防护技术研究

殷士杰

摘要：由于船舶特殊的工作环境，不论是在淡水还是海水中运行的船舶，都会受到船体腐蚀问题的困扰。大部分船舶的船身都是利用钢材或者其他金属制造而成的，一旦受到严重的腐蚀，不仅会导致船体結构被破坏，影响船舶运行安全，还会因为船体腐蚀，增大航行阻力，降低运行效率。因此，船舶制造业需要对船舶防腐蚀技术展开深入的研究，提高船舶运行的安全性以获得更大的经济效益。

关键词：船舶；腐蚀防护；技术研究

引言

为了增强船舶的运输能力和强度，通常会选择钢材来制造船舶的外壳，而船舶在水中行驶时，由于工作环境的影响，船体会出现不同程度的腐蚀情况，严重威胁到了船舶的运行安全。随着我国工业化的发展，许多内陆河流的水质受到了严重的污染，所以不论船舶处于何种运行环境，都会受到不同程度的腐蚀。因此虑到造船成本和船舶的性能，大多数船舶都采用高强度的钢铁材料做外壳。钢铁在海洋环境中腐蚀较为严重，腐蚀破坏船体结构造成严重损失，有时甚至会对船员的生命造成威胁。因此，相关工作人员需要对船舶的腐蚀情况进行监测，对船体开展腐蚀防护工作，有效解决船舶腐蚀问题，提高我国的造船水平。

1船舶腐蚀的成因分析

1.1生物腐蚀作用影响

船舶长期在海洋中运行，其船底容易被海洋生物附着，而海洋生物附着在船底会发生电化学腐蚀和化学腐蚀作用，造成漆膜受损和钢板局部腐蚀。此外，海洋中的微生物在新陈代谢时，会将H2S、NH4OH其他无机酸与有机酸等具有侵蚀性的产物排出，导致钢板受到破坏和腐蚀。

1.2电化学腐蚀作用影响

船舶的防腐蚀涂层下的金属表面会因为与水体等介质的直接接触而出现被腐蚀的情况，电化学腐蚀主要表现为以下两种情况：第一，水中的电解质会通过涂层中的细小空隙进入到涂层内部，直接与金属船体接触，当涂层内部的金属被电解质腐蚀之后，涂层就会被破坏，然后发生脱落，进而加剧腐蚀情况；第二，一些船体防腐涂料由于长时间浸泡在水中，可能会出现吸收水分，体积膨胀的情况，导致涂层与金属船体分离，或者出现隆起的情况，最终使金属船体直接暴露在水中，出现严重的腐蚀。

1.3机械腐蚀作用影响

船舶受到的机械腐蚀作用影响主要体现在机械磨损和腐蚀作用两大方面，并且二者相互作用，加快了船舶的腐蚀速度。机械腐蚀通常包括应力腐蚀开裂、空泡腐蚀等。应力腐蚀开裂是指金属受到拉应力，并在腐蚀介质的作用下发生的腐蚀破坏，会导致船舶内部出现穿晶或沿晶的裂纹；空泡腐蚀是由高速且不规则的液体流动产生的空泡通过“水锤作用”破坏金属表面保护膜的腐蚀破坏，具有加速腐蚀的特点，容易发生在泵轴、螺旋桨等部位。

2船舶防腐技术

2.1采用新型的防腐造船材料

提高船体防腐蚀效果的关键措施就是对船体进行合理的防腐蚀设计，从船体材料的选择、整体结构的设计以及施工建造技术的选择等多方面综合考虑，最终改善船舶腐蚀情况。建造船舶的材料不仅要满足强度的要求，更重要的是要有良好的抗腐蚀能力，诸如钛合金、低密度铝合金以及其他的合金材料，都具有一定的抗腐蚀效果，因此可以考虑用来建造船舶的外壳以及其他容易被腐蚀的部位。此外，具有重量轻、抗冲击韧性以及高强度的玻璃钢材料在近几年广受造船行业青睐，其不仅具有良好的抗腐蚀性，还可以有效减少海洋生物的附着，减轻了行船阻力。玻璃钢材质的船舶建造技术在国外已经取得了一定的研究成果，但是国内造船业对于玻璃钢的应用还非常少。因此，我国的造船企业需要加强对于新型防腐材料的研究，早日将各种防腐材料用于船舶制造当中，提升我国的造船水平。

2.2阴极保护技术

船体的阴极保护技术主要有牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种。牺牲阳极技术是通过在船体外表面安装电位较负的金属作为阳极，以保护作为阴极的船体钢板不被腐蚀。目前对牺牲阳极的研究多集中在开发新型阳极材料和优化阳极布置方向，相关人员根据船舶与海洋结构物结构特点、营运环境和材料的电化学特性，依据设计参数确定牺牲阳极的类型和数量，最终得出满足腐蚀防护目标要求的阴极保护方案。

外加电流阴极保护系统主要由以下几部分组成：辅助阳极、直流电流以及参比电极。同时，为了使外加电流保护的效果更加明显，使阳极的电流输出更加稳定，还可以在辅助阳极上涂刷阳极屏蔽层。外加电流保护法的主要原理是把要保护的钢铁设备作为阴极，另外在设立一个不溶于介质的电极作为阳极，在阴极与阳极之间接通直流电流，并利用海水作为通路的一部分。接通电源之后，大量的电子（电荷）在电流的作用下，被输送到阴极一段，进而平衡因电化学腐蚀而在船体上产生的通路中电流，进而实现船体防腐蚀的效果。但同时，外加电源保护法也存在一定的缺点，比如，维护费用较高，需要经常性的检测、需要外部电源，会消耗大量的电能、会受到杂乱电流的干扰，导致过保护的情况出现，影响防腐效果。所以，在船舶腐蚀防护工作中，需要合理采取外加电流保护法与牺牲阳极保护法，进而实现防腐工作的效益最大化，提高防腐效果。

2.3防腐蚀涂装新技术

选择防腐性能良好的涂料、防腐施工过程节能环保以及防腐施工经济便捷是船舶防腐工作今后的发展趋势。防腐蚀涂装技术创新的主要表现形式为：通过学习国外先进造船企业的涂装施工方法、质量检验标准，并选择具有高性能的新型防腐涂料；采取新的施工工艺，提高除锈技术的水平；严格控制涂装施工环境的温度与湿度；加强对于环保、经济型防腐涂料的研究与开发。

2.4防腐蚀监测新技术

船体防腐蚀监测技术主要内容包括船体腐蚀状况监测和腐蚀防护效果监测，例如对钢板表面的腐蚀坑深度、船体水下腐蚀及污垢状况、船体电位等的监测。受环境和空间的限制，很多监测技术难以开展。而新型技术的发展和融入使防腐蚀监测技术得到了创新与发展，例如传感器/换能器技术、缺陷识别技术、信号处理技术等，同时，新的防腐蚀监测技术正不断趋于智能化。

结语

综上所述，船舶在日常行驶过程中主要会受到生物腐蚀、电化学腐蚀以及机械腐蚀的影响，这些腐蚀现象会严重影响到船舶的工作寿命和运行安全。目前世界各国对船体腐蚀防护技术都开展了深入的研究，通过应用新型的船体制造材料、优化船体的防腐设计以及采取各种防腐措施，有效的改善了船舶的防腐情况。在今后的船舶防腐工作中，相关人员还要对现有的防腐技术进行更加深入的研究，找到更加科学、有效、经济、实用的船舶腐蚀防护措施，为我国的海上交通运输业以及船舶制造业提供技术支持。

参考文献：

[1]侯世忠.船舶的腐蚀防护技术现状与应用[J].全面腐蚀控制，2017，31（03）：21-25+72.

[2]李杰，黄金.探讨船舶腐蚀的成因及其相应的防护技术[J].科技与创新，2014，（18）：27.

[3]张波，方志刚，李向阳，董彩常.铝合金船舶的腐蚀防护技术现状与展望[J].中国材料进展，2014，33（07）：414-417.

[4]李婷，张耀武，吕岩，马坡.船体材料腐蚀与防护措施的研究进展[J].广州化工，2015，43（06）：33-35+71.endprint