船舶修理期间的腐蚀与控制

马青华，王　戈，周建奇

(92228部队，北京　100072)

船舶进厂修理是船舶全寿命周期内保持其技术性能不可缺少而且时间较长的环节。船型、修理级别的不同，船舶修理期也有所不同。船型大、修理等级高则修理期较长，国内外主要战斗舰船中修级别以上的高等级修理，尤其加现代化改装，有的长达2年以上，美国海军甚至曾经做过4年的巡洋舰改装计划。这么长的修理期，加之修理期间腐蚀环境恶劣，防护措施又难以实施到位，对船舶修理期间防腐蚀工作又普遍认识不足，各国船舶高等级修理期间的腐蚀问题均普遍突出，主要表现在船体和部分设备、管路上。[1]从笔者调研情况看，我国在修船舶腐蚀问题较之美日等国更为突出。有的船舶刚修理出厂，其水下船体就发现腐蚀穿孔，有的船舶进厂修前经勘验测厚确定无须换板或可换可不换的船体钢板，因修理期间发生腐蚀，到出厂时又需要割换或焊补。[2-3]船舶高等级修理期间腐蚀对其性能的影响不容忽视，就船体防护而言，修理阶段成为船体全寿命防腐蚀的薄弱阶段。[4]

1　在修船舶腐蚀原因分析

据对一些船厂修船情况综合分析，造成在修船舶腐蚀较在航船舶严重的原因较多，主要源于修理期间舱内环境恶化、保护不足、工艺不合规等因素。

1.1修理期间舱内腐蚀环境恶化

在修船舶内部腐蚀环境一般比在航船舶内部腐蚀环境恶劣，主要表现在空气湿度增大、油污废物多、内部泄放废水多等方面。大部分船舶在长时间修理期间，船舶空调系统停止工作，改为直接通风，舱内空气湿度较在航状态大；到高等级修理时，相当多的水密舱盖、水密门、通风头、水密舷窗发生变形或边缘发生腐蚀穿孔，水密胶条也已老化失去水密功能，导致外部水气进入船舱。另外，割开的可拆板部位，以及因各种维修用电缆、管线通过门窗导致无法关闭门窗，均会导致水分及潮湿空气进入船舱。舱内水气多直接导致结露增多，加之修理期间舱内泄放废水多，油污多，腐蚀介质或加速腐蚀的有害物质大量进入舱内，恶化腐蚀环境。部分船体结构、管路、设备及零部件都处于比修前更恶劣的腐蚀环境，腐蚀倾向或腐蚀速度都比进厂修理前大得多。而且舱内杂物多，也增加了腐蚀源。修理期间，船上杂物、油漆皮、铁锈、尘埃较多，增加了腐蚀危害。据对某工厂某修理船舶机舱舱底杂物的调查，舱底到处是破布、螺母、螺杆、弹簧及各种垫片，这些螺母、螺杆等金属遗弃物与舱底板接触，在有水的情况下，很容易形成接触腐蚀，直接造成舱底板腐蚀。

1.2原有保护设施和措施失效

船舶进厂修理期间，原有的各种保护设施和措施绝大部分状态欠佳，有些甚至已经失效。保护失效现象多，尤其以下3方面问题较为突出：①水气密封失效。有的水密装置、密封装置失去其功能，导致水分、盐分、潮湿空气等腐蚀性介质进入。②保护性涂层。尤其是内舱和舱底水部位的涂层，受机械碰损、油污破坏、焊接烧损，涂层不完整或失效，导致局部失去保护作用，而又无法即时修复。③阴极保护失效。部分水下船体上安装的牺牲阳极已经消耗殆尽，外加电流阴极保护装置检修或被拆下修理处于停用或失效状态，均会导致水下船体处于无保护或欠保护状态，水下船体电位达不到理想保护电位，长时间必然会发生严重腐蚀。我们曾对某中修舰船两舷水下船体电位进行测量，共测得10个电位数据，电位值均在-650 mV左右(相对于Cu/CuSO4参比电极)，明显欠保护。

1.3拆修设备、管路保护欠缺

需修理的设备、管路出舱后进入仓库或临时存放点堆放。此时，设备、管路由工作状态到拆卸状态，由密封状态到敞开状态，由于有些设备内部部件几乎都是裸钢，如不采取防腐蚀措施，很快就会生锈。例如，待修的较大型设备如主、辅机，只能在现场拆开修理，如果不对拆开的部件涂防锈油或投药进行气相防蚀，在船舶停靠码头时处于潮湿的海洋大气腐蚀环境下，必将造成腐蚀。再如管路，拆开的管路没有堵封、没有投入防锈药剂，使潮气或水分进入，也将造成腐蚀。拆去隔热的蒸汽管外壁未及时除锈涂漆保养，也发生腐蚀。接触海水的海水系统设备、管路，未及时用淡水冲洗除盐，表面凝结盐分会导致腐蚀。

1.4修理工艺不符合规范要求

修理工艺不符合规范要求造成腐蚀的现象较多。主要表现在：①气割和电焊造成保护性涂层损坏。在船体换板使用气割和电焊时，未按要求在下面结构上铺上衬垫，气割熔渣和电焊熔滴掉下后，烧损下面的涂镀层。另外，在焊接时，未正确将焊条烘干，未合理选择焊接参数，导致出现焊渣飞溅，烧坏周边结构上的涂镀层。②钢板表面处理不规范造成钢板腐蚀隐患。造船钢板经过一次除锈和二次除锈，采用喷砂处理，钢板上的氧化皮和浮锈在使用前已被除去。跟造船不同，修船用钢板，大多直接下料、切割、焊接，未除钢板上的氧化皮，这就为日后的腐蚀创造了条件。钢板上的氧化皮能导电，且电极电位比铁活跃，易与钢板基体形成腐蚀电池，且作为阴极加速了基体作为阳极的腐蚀，另外氧化皮影响涂层附着力，涂层易脱落。③不注意材料匹配要求造成异金属电偶腐蚀。有些修理单位更换各种零部件未遵从材质、工艺与原零部件尽量一致的要求，导致材料不匹配引起的电偶腐蚀。④未按要求做防腐封存。管路修理时一般要经过清洗—干燥—密封阶段，但大多数修理厂达不到这一要求，不按要求做防腐封存处理。

1.5未有效防控水下船体杂散电流

在修船舶靠泊码头修理，由于码头修理供电、电焊作业多，容易使水下船体发生杂散电流腐蚀。[5]这种状态下发生的杂散电流腐蚀主要有两类：一是恶性电腐蚀。在船舶靠泊码头安装修理以及岸电供电时，电路接线不正确，尤其是电焊时采用单线供电回路，发生电腐蚀事故；二是隐性腐蚀。例如在停泊的水域内有杂散电流的作用、电器接地不良、发电设备或无线电设备在潮湿条件下的漏电现象、绝缘材料老化而失去绝缘作用，以及来自其它方面的杂散电流均可造成这类杂散电流腐蚀，因这类腐蚀不易被察觉而被一些人认为是隐性腐蚀。

2　在修船舶腐蚀控制

2.1加强腐蚀控制

1) 加强船舶修理期间舱内腐蚀环境控制。船舶修理期间舱内腐蚀环境监控很重要，监控的内容也很多，主要是以下3方面：①经常性地检查船舶上的各种杂物，及时清除船舶修理过程中的各种残留物，防止产生局部腐蚀源；②阴雨天及时关闭船舶门窗，在可拆板拆下后，要采取措施防止水分进入舱内；③控制修理过程中舱内水、油、汽泄放，保持舱内处于干净、干燥的环境。

2) 预防水下船体杂散电流。加强船舶靠泊码头期间电焊作业的接线管理，[6]及时检查电焊接线是否错误或不可靠，尽量避免产生杂散电流。在船舶靠泊码头进行焊接作业时一定要按正确的接线方法进行：一是尽量将电焊机放在需要焊接的船上，使焊接电流从电焊机正极流出，经电源电缆、焊钳、焊条、船体和地线返回电焊机的负极；二是放在岸上的电焊机应采用双线电路供电，并且焊机与地、电源电缆与水都要绝缘良好。几台焊机同时工作时，可把电焊机的负极接到公共螺钉排上，公共螺钉排必须与地、码头相绝缘，公共螺钉排和船体之间再用数根地线电缆可靠连接起来，大型船舶连接焊接地线时更要确保与船艏、舯、艉均能可靠电连接，以避免船体电位差引起的杂散电流。

3) 减轻或避免修理中对涂镀层的损坏。重点要减少修理中气割、电焊造成的保护性涂镀层损坏。船体换板，免不了气割和电焊，气割时下面要有衬垫以免损伤漆膜和船体，熔渣要及时清除。焊接时应按正确的焊接工艺及参数进行，掌握控制焊接环境、坡口形式，减少咬边、焊瘤、未焊透、气孔、夹碴、裂纹、弧坑等焊接缺陷。施焊后及时敲去焊碴，批去焊瘤和飞溅物，磨平凸起部分，及时涂漆。

4) 注意消除结构方面的防腐蚀隐患。[7]在船舶结构防腐蚀方面重点要做好5点：①船体构件下料要正确。尺寸不够，强拉硬扯或填塞铁条施焊，不仅造成应力，还容易遗留缺陷，对结构抗腐蚀不利；管道支管接入主管，法兰垫片内径大小不准确也会加剧腐蚀。②构件安装方向应注意防止水滞留。水平安装球扁钢结构，应使球缘向下；舱底水部位地板上设备、管路的角钢支撑，开口应顺着水流方向安装，使水分不易在构件上滞留。③骨架、基座应合理开设流水孔。一方面流水孔一般应开设在构件最低位置，另一方面流水孔大小要符合规范要求。另外流水孔开设方式应符合要求，应该用剪切或冲击开设，切忌焊接后用风割吹出的流水孔，那样仍有水滞留。④要尽量避免形成缝隙。积水和潮湿部位的构件应该连续焊或双面焊，或采取堵缝措施，避免构件间缝隙的存在。⑤棱边要倒圆角。构件锐利棱边应该倒去棱角形成弧形过渡，避免棱边部位涂层损坏，影响漆膜的完整性。

2.2加强临时保护

1)水下船体临时阴极保护。水下船体处于阴极保护的无保护或欠保护状态时就要采用临时阴极保护。可采用区域外加电流保护装置或悬置牺牲阳极保护。前者可在码头设置外加电流阴极保护装置，辅助阳极安置在码头边的船体下，通过电缆向船体导入保护电流；后者可在船体上布置临时悬置牺牲阳极装置，临时悬置牺牲阳极装置可由三元锌阳极组或铝合金阳极组合成，用钢缆悬挂在船舷，在船舶两舷对称悬挂布置，并用软导线使牺牲阳极与船体相联，以实现和船体的电接触。

2) 船体结构的临时保护。需要临时保护的船体结构主要是指保护性涂层已经损坏、已经发生腐蚀，但尚不需要割换的钢板结构。要尽可能减少腐蚀介质对这些不割换钢板的侵蚀，除了防止水份进入内舱，及时清除各种污染物如污油、杂物和粉尘，还要及时除锈涂防锈底漆，作临时性涂层防护，在修换完工时再一并按体系涂装，修理过程中的裸露金属也要及时涂装防腐蚀底漆。修理过程中各部位完工时间有先后，先完成修理的部位全部按涂层体系进行涂装可能在工期上不允许，采取及时涂防腐底漆进行保护，最后再一并清洗后按涂层体系涂装的方法，能够有效避免表面腐蚀而影响整体涂装质量。

3) 设备、管道的临时保护。出舱的设备应及时放回车间，避免在海边露天放置造成的腐蚀。拆回车间的管路应及时检查保养，管道内部可使用干燥剂、惰性气体和挥发性腐蚀缓蚀剂，或涂防护油，外部可按涂装要求涂装。管道应适当倾斜放置或封堵，防止其内部积存腐蚀介质。设备停机后要及时进行盘车，加注润滑油脂。设备拆开后要对零部件涂防锈油，盖好防水布以防尘、防水、防潮气。

3　结束语

船舶修理中腐蚀环境状况及各种不利腐蚀因素加重了船舶在修过程中的腐蚀，成为船舶性能下降的最重要因素之一。[8-9]为减轻船舶在修过程中的腐蚀，需要从管理及技术入手，建立健全相应的规范。重点做好以下3方面工作：①加强管理船舶环境控制，改良腐蚀环境条件，尽量避免腐蚀隐患；②保持原有防腐蚀措施和手段的持续性、有效性；③采取必要的技术措施，如增加腐蚀监控、预防杂散电流腐蚀、及时覆盖保护层和临时电化学保护等方法。