船舶海水管道腐蚀的原因及其防护分析

徐华彪

【摘 要】海水当中含有大量的盐，具有较强的腐蚀性，而船舶长期在海水当中浸泡会难以避免受到海水的腐蚀。船舶的海水管道作为船舶当中十分重要的组成部分，船舶海水管道在船舶当中主要起到推进保障系统，保护发电机和辅助系统的重要作用。通过海水管道当中大量的海水来冷却主辅机和消防以及清洗等任务，是必不可少的。但是船舶当中的海水管道由于和海水长时间的接触，很容易产生腐蚀，严重的还会直接威胁到船舶工作人员的生命安全。本文就对船舶海水管道腐蚀的原因以及如何进行防护来进行分析。

【关键词】船舶海水管道;腐蚀的原因;如何进行防护

前言：

船舶的海水管道腐蚀是船舶作业过程中经常会遇到的问题，海水管道严重的腐蚀会给船舶带来十分严重的运转问题，因此船舶海水管道的腐蚀问题得到了高度关注，有效处理和预防船舶海水管道的腐蚀可以优化船舶的整体效果。

1.船舶海水管道出现腐蚀的原因

1.1海水流速

船舶海水管道中有着大量的海水，在海水管道使用的过程中，海水会在海水管道内高速流动，海水当中还会含有大量的盐分和砂土，在流动的过程中对管道内壁的保护膜产生十分严重的机械损伤，加快海水管道的腐蚀。另外海水当中含有的氧气和海水管道的内壁直接接触，为管道内壁的氧化提供了环境，加快电化学腐蚀。海水的流动速度超过一定限度，会产生大量破碎的空气泡，形成气蚀，加快电化学腐蚀，海水的流速越快，对整个海水管道的腐蚀程度和速度就越强。气蚀产生的具体原因是高速流动的流体，在船舶的海水管道当中就是海水，气泡的产生是压缩在物体内负压区产生，受到高压力就会破碎，这样反复对周围的金属锤击，导致管道损坏。海水的高速流动还会直接导致海水管道受到冲击，产生电化学腐蚀。

1.2海水环境

海水的环境主要包括海水本身的性质还有海水当中存在的一些可变因素，海水当中的可变因素主要就是海水当中生存的生物。海洋生物会将海水当中的含氧量大量提升，其次就是海生物活动的过程中会放出二氧化碳还有正常生存的过程中释放出一些酸性物质，二氧化碳和酸性物质都会直接加强海水的腐蚀效果。海水管道使用的不同的金属材质对酸性海水的反应也不同，也就是说被海生物污染的影响程度不同，被海生物污染影响最严重的是钢，抗腐蚀性最强的是铜镍合金。海水受到所处地区气候的影响，通常都是湿热的，这样对停靠在码头船舶的海水管道腐蚀性也是很强的，还可能出现硫酸盐对管道的损坏。海水当中氧气的溶解度也伴随着海水温度的上升提高，海水当中氧气含量的增加，会加强海水的导电性，金属内部的负电子定向移动，产生电位差，金属当中产生腐蚀电流，加剧了海水管道的腐蚀。

1.3海水管道的结构

船舶当中海水管道的结构构型也是影响腐蚀速率的重要原因，海水在管道结构复杂的地方极易产生冲击腐蚀，海水管道的局部腐蚀是非常难以处理和预防的，导致意外发生出现的纪律也更大。海水流速一定的情况下，长直的海水管道遭受的海水腐蚀更加全面和均匀，那些结构混乱的分流处、弯管或者是管道直径变化的地方，可能受到海水更强的冲击，出现明显的坑洞或者是十分明显的管壁变薄。船舶海水管道的结构也影响着腐蚀防护的方式，无法进行焊接的管道是无法使用涂抹保护层等防护方法的，海水管道连接处的缝隙十分容易产生有机物质的堆积，管道连接的下段还十分容易产生涡流，加速管道腐蚀。含有大量流沙的海水长时间对海水管道进行冲刷，足够破坏整个海水管道的科学构型，导致船舶出现损坏，一般情况下的海水管道连接处都需要使用特殊的焊接方法，避免加速腐蚀。

2.如何防护海水的腐蚀

2.1合理选择材料

防护海水管道的腐蚀最直接的就是根据船舶工作的环境选择合适的材料，不同的环境需要不同的材料，有的材料抗电化学腐蚀较强，有的金属材料材质能承受较快的海水流速，不同的环境使用不同的材料，可以针对性提升海水管道的抗腐蚀效果，还可以提升船舶整体的经济性。材料的选择还需要和整个海水管道的结构契合，保证金属材料的性质可以满足管道的设计，管道构造的设计尽量保证直管路线的连接最短，保证海水管道的基本功能外，尽可能减少可能被腐蚀的面积，直管和弯管的直径保持一致。不能随便采购粗糙的产品。管道设计的过程中尽量不要使用套管连接方式，減少管道接头的数量。另外为了防止海水流向的改变也要减少急转情况的出现，根据海水流向的特点选择三通支管。

2.2合理设计

在进行管道线路设计过程中，最好选择直管系及标准化的构件，避免采用套管连接方和法兰式卷边连接方式。通常情况下，在管道路设计线阶段，要做好以下几个方面的工作：（1）保证所选管道线路为最短路线，避免采用弯管，并确保在半径上弯管具有高度统一性，在长度上弯管段间的直管段最好大于管径长度的1.5-2倍;（2）当海水流向出现变化时，尽量避免急转情况的发生。最好在船舶海水主管道上对垂直的支管进行科学、合理的安装，并结合海水流向的特点，选择三通支管;（3）尽量缩减管路中可以拆掉的接头数量;（4）应优先选择异型管标准配件，在施工过程中严禁选择烂造粗制海水管道配件;（5）尽量避免选择金属异种管子的组合构件，必须选择时，最好使用金属电绝缘或阳极保护措施，从而避免接触腐蚀现象的发生。

2.3涂层保护

在金属表面喷涂或者是电镀耐腐蚀性较强的材料，将金属氧化处理或者将耐腐蚀性较差的金属隔离保护起来。电镀当中使用最多的还是电镀锌，伴随科技的发展和技术的成熟，目前的海水管道涂层保护当中也使用涂塑方法，涂塑之后的无缝钢管需要时刻关注涂层，涂层一旦损坏，就会由局部腐蚀快速扩散到大面积的腐蚀，处理十分困难。海水管道的结构非常复杂，海水管道的焊接难度较高，如果没有良好的焊接效果就进行涂塑，会产生许多杂质，后续的养护和补塑也是有十分困难和复杂的。

2.4电化学保护

阴极保护和阳极保护是目前使用最广泛的电化学保护，外加电流的阴极保护是将电源的阴极和海水管道连接，然后接通阴极电流，不溶解的辅助器件作为阳极。阴极电流的作用下，外加的阴极电流和收到腐蚀的电池共同作用，会降低到和阳极一样的阴极极化电位，阳极和阴极之间没有电位差，阳极就停止反应，没有电流，电化学腐蚀结束，起到了对海水管道的保护作用。同时电化学保护还可以减缓管道内壁的气蚀，电化学保护的过程中会在管道内壁产生和气蚀反方向的气泡，这样就减少了气蚀的损害。船舶海水管道的维护和保养同样十分关键，定期的保养可以减少腐蚀的速度，也降低后续需要维修的概率和花费。

3.总结

船舶的海水管道在整个船舶系统当中有着十分关键的作用，海水管道的腐蚀也一直是影响船舶使用寿命和使用效果的一个十分严重的问题。对海水管道出现腐蚀的原因进行分析，发现海水管道腐蚀的原因是多方面的，相关的养护人员应当从实际情况出发，根据海水的流速以及管道的结构材质做好相关的防护措施。随着我国的技术进步，许多新研发的抗腐蚀材料有着不错的应用效果。相关的工作人员除了考虑到船舶海水管道的抗腐蚀性外，还需要考虑整体的经济性和可行性，对相关的施工问题也要充分考虑。

参考文献：

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[2]钱鹏，何钧.试论船舶海水管道腐蚀的原因及防护措施[J].建筑工程技术与设计，2017，（7）：1295.

[3]张敏丽.船舶海水管道腐蚀的原因及其防护[J].上海涂料，2010，48（5）：52-55.

（作者单位：江南造船（集体）有限责任公司）