探讨船舶腐蚀的成因及其相应的防护技术

李杰　黄金

摘 要：由于船舶长期处于海洋中，加之各种因素的影响，导致其受蚀严重，大大缩短了船舶的使用寿命，影响了船舶的性能和航行安全性能。因此，提高船舶的防腐性能很关键。通过探讨船舶腐蚀的成因，提出相应的防护技术。

关键词：船舶；腐蚀成因；防护技术；涂料

中图分类号：U672.72 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0027-01

随着我国国民经济水平的不断提高和科技发展速度的加快，我国与世界各国之间的贸易活动越来越频繁，这带动了我国造船业和航运业的迅猛发展。船舶质量水平的高低直接影响着我国经济水平的高低，影响着我国国际交易能否顺利进行，因而，保证船舶的质量非常重要。船舶长期在海洋中作业，长期与海水接触，容易使船体表面的防腐蚀保护层受到严重破坏，进而导致船体漆膜脱落，给船舶的安全埋下隐患。因此，需要通过相应的防护技术降低船舶的受腐蚀程度，提高船舶的运营经济效益，进而提高我国的经济水平。

1 船舶腐蚀的成因分析

1.1 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，加快了船舶的受腐蚀速度。机械腐蚀通常包括应力腐蚀开裂、空泡腐蚀、冲击腐蚀等。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；冲击腐蚀主要是受液体冲击或湍流作用形成。

1.2 电化学腐蚀作用影响

船舶涂层下的金属表面在介质渗透后受到电化学腐蚀作用而受到破坏。一方面，电解质渗透到漆膜时产生电化学腐蚀作用，导致漆膜以碱性的状态存在，一旦漆膜不耐碱，涂膜就会被破坏；另一方面，由于水分子的渗入导致涂层体积变大而形成破坏，例如一些涂层在水的浸泡下会将水分吸收，进而增大自身体积，产生内应力，而质量较差的涂层会与金属发生脱离，同时出现隆起现象，最终形成泡。

1.3 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及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。

2 船舶腐蚀防护技术

2.1 阴极保护技术

阴极保护技术是使船舶整体成为阴极的一种有效措施，可以避免船体受到腐蚀作用的影响。例如，可以在钢铁船体里不断加入直流电（与钢铁腐蚀产生的腐蚀电流方向相反），使船体成为阴极，从而保护船体的质量。阴极保护技术的类型主要有：①外加电流保护技术。将牺牲阳极保护中的牺牲阳极块转换为辅助阳极（仅起导电作用且不溶解），并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。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。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，但其经济性和可靠性较差，因此，在今后的发展中，将会通过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来提高该系统的可靠性、安全性、经济性和保护年限。②牺牲阳极阴极保护技术。牺牲阳极阴极保护技术是指将充当阳极的被牺牲掉的金属块安装到船体表面，使船体整体成为阴极，以保证其不被腐蚀的技术。该技术主要应用在船舶的浸水部位。牺牲阳极阴极保护技术水平的高低关键在于所使用阳极材料电化学性能的好坏。当前，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，但由于船体各部位的面积、性质和环境情况有所不同，因此，应结合实际情况选择阳极材料的类型和数量。牺牲阳极阴极保护技术具有施工便捷、设备操作简单、无需外加电流、不干扰邻近设施等优点，在今后的发展中，将会以新型的铝合金阳极材料为主，以降低船舶的保护成本，延长船舶的使用寿命。

2.2 防腐蚀涂料新技术

随着我国经济的快速发展，我国修造船业也得到了快速发展，对船舶涂料的涂装工艺和综合性能等方面的要求也相应提高。高性能、环保、节能、便捷是船舶涂料的发展方向，目前使用的船舶涂料主要以水线以上的防护涂料为主，例如聚氨酷丙烯酸。防腐蚀涂料新技术的革新具体表现为：①引进国外先进的涂装工作标准、质量标准、涂装工具和新型高性能涂料；②应用动力工具除锈和室内喷丸除锈技术；③将涂装工作的温度、湿度等纳入重点管理项目；④对环保型防污涂料的开发与探究。

2.3 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。

3 结束语

综上所述，船舶腐蚀问题不仅关系到我国航运业和造船业的发展，同时，也影响到我国国际经济贸易的发展，因此，应重视船舶的腐蚀问题，加强对防腐技术的研究与开发，以更好地控制和预防船舶腐蚀，提高船舶的质量。

参考文献

[1]张波，方志刚，李向阳，等.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）：415-417.

[2]菅恒康，赵俊，张文喆，等.船舶防腐蚀阴极保护法系统稳定性设计[J].环境研究与监测，2012（03）：46-48.

〔编辑：王霞〕