船舶海水管系管材腐蚀及防腐技术探讨

摘 要：船舶海水管系管材的防腐工作是船舶建造工作中极为重要的一个内容，本文就目前船舶的防腐原理及防腐手段加以分析，以期为船舶海水管系管材腐蚀问题的解决提供建议和参考。

关键词：船舶；海水管系管材；防腐技术

在船舶的冷却设备、压载设备、冲洗设备和消防设备中，海水管系承担着重要的角色，因此，海水管系统在船舶的建造中应予以格外的关注，一般的，船舶的海水管系都是金属制结构，而船舶的输送介质则是盐度极高的海水，其强烈的腐蚀性致使海水管遭受到面临腐蚀的威胁，有相关文献指出，全球每年因为海水的腐蚀作用而遭受报废的钢铁达到总生产量的三成以上，这样的腐蚀的所带来的经济损失和资源的浪费是惊人的，另外，如果船舶中的海水管系管材受到海水的腐蚀，轻则影响到船舶的行驶和或者设备的轻微损坏，重者将会导致船舶的行使航率和船舶中的工作人员的生命安全，在所有的船舶的设施损坏的原因中，腐蚀原因占到33%以上，因此，船舶海水管系的防腐一直是船舶建造工程中的重中之重，相关人员时刻再想办法尽量减少船舶受到海水的腐蚀作用，而且已经取得了一定的效果。

一、船舶金属腐蚀的原因和种类

在船舶上的金属腐蚀现象比较复杂，因此对其额分类也存在很多个角度，一般常见的分类标准有三个，依次是按照腐蚀环境分类、按照腐蚀的原理分类，按照其他原因分类。其中按照金属受到腐蚀的环境分类间金属腐蚀分为化学介质、海水介质和大气介质腐蚀三种；按照腐蚀原理分类可以将金属腐蚀分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀三种；其他腐蚀主要是指点腐蚀、局部腐蚀、腐蚀疲劳和应力腐蚀等等。在各种腐蚀中化学腐蚀属于最为常见的腐蚀类型，属于非电解质腐蚀，发生的范围也最广，在电介质、大气和水以及土壤中都会发生，而aa物理腐蚀则是通过简单的物理消融实现腐蚀的效果。

二、海水管系管材腐蚀及发生的原因分析

我们都知道，海水是一种腐蚀性极强的物质，具有非常高的电解质浓度，分析海水的成分，就会发现其中有88.7%均是盐分即氯化钠物，剩余的10.8是硫酸盐类物质，0.3%的碳酸和0.2%的溴化物，经过粗略的计算可以得到，海水中的氯离子的含量超过一半，由于海水的腐蚀性与其中所含的盐分、氧的含量以及海水的温度等的关系非常密切，通过对金属受到海水的腐蚀机理就可以明白，船舶海水管系管材的腐蚀受到其所处的环境的影响非常之大，再加上海洋的成分复杂，就使得海水管系管材的腐蚀的种类繁多而且原因复杂，因此，在进行海水管系管材的腐蚀原因的分析时必须具体地就船舶所处的环境进行分析，理清腐蚀的机理，然后从腐蚀的源头入手，切断腐蚀的根源进而缓解腐蚀现象的发生。比如，化学腐蚀，如果没有化学腐蚀赖以发生的介质就无法发生，这就为杜绝化学腐蚀提供了参考，或者，还可以考虑切断化学腐蚀过程中的某一个步骤，例如在进行化学腐蚀的过程中，不同种类的金属之间的电位差是腐蚀发生的主要原因，那么就应该采取隔离技术将金属隔离在不同的电介质中，使其无法交换电子，腐蚀自然也不会发生了。

目前比较多见的海水管系管材为各种船用不锈钢，型号多种多样，比如304（L），316（L），00Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti及HDR双相不锈钢等，其中以304（L）的防腐级别最低，材料的焊缝是极容易发生腐蚀的部位，而且以点腐蚀发生的概率最高，因为在焊缝部位的Cr是以化合物的析出形式产生的，点腐蚀的强烈程度和数量与金属上所附着的生物的量决定，在焊接过程中钼元素的存在可以尽量降低腐蚀的发生，但是一旦点腐蚀被触发，钼的保护作用就会降低，所以在焊接的过程中用该尤其注意固熔退火和碳含量的控制。

在海水腐蚀中，温度也会成为部分不锈钢发生腐蚀的诱因，比如304和316型号的不锈钢就会在较高的温度中发生腐蚀，当温度超过66摄氏度就会程度极高的应力腐蚀。

三、海水管系管材腐蚀的防御技术探究

经过对各类具有代表性的海水管系管材腐蚀原因及种类的分析，我们认为，要想最大限度的减低海水管系管材的腐蚀，不仅应该从腐蚀源入手还应该从船舶的制作材料入手。

首先，需要选择具有极好的防腐性能的材料作为船舶的制作材料，比如HDR双相不锈钢，属于低碳、高铬、双相、耐腐蚀的不锈钢材料的代表其组成成分是一半的奥氏体和一半的铁素体，既具有奥氏体的坚韧的特点又具有铁素体的对氯化物的抵抗性，此外，还能使得船舶体具备极高的力学性能和耐受海水的腐蚀性，可以承受在海水中的长时间浸泡，即便在酸性环境中也比其他的不锈钢材料的耐受性要高。

其次，可以利用阴极保护和阳极保护减低电化学腐蚀对船舶的负面影响，具体办法是在需要被保护的金属的外面加上阴极极化来降低金属的腐蚀作用，或者阳极电流的办法使被保护的金属的阳极被钝化，在其表面形成一层氧化膜阻止金属表面与海水的接触。

接着，可以在金属表面增加一层覆盖层，即在船舶的表面喷涂或者镀一层耐腐蚀的非金属或者金属物质，并将船舶表面的金属通过氧化处理，减少被保护金属与海水腐蚀介质之间的接触，进而采取这种隔离的办法降低金属的腐蚀。至于表面耐腐蚀物质的涂镀，传统方法是热浸锌，也可以采用涂塑法，不过经过涂镀处理的材料应该注意钢管在使用过程中的涂层的保护，一旦涂层受到损坏将会触发大面积的腐蚀。

再次，还可以通过电绝缘的方法减少海水管系管材腐蚀，这种方法主要用于不同金属进行连接的地方，在不同金属接触的地方容易出现电腐蚀，因此，应该尽量让船舶所使用的钢材保持一致对于无法保证一致性材料的地方可以通过电绝缘的办法将两个不同金属的构件用不透性塑料制成的垫圈和衬套加以保护。

结束语

总之，虽然船舶的防腐问题由于主观原因和客观原因的作用，不仅船舶的制造成本决定了无法采用全钛金属制船，而且出于安全性的考虑，应经成为一个不可能彻底解决的问题，但我们仍然要采取各种防护手段加强船舶的维护和保养，最大限度地降低船舶的腐蚀，我们也有理由相信，随着材料界的不断发展，各种优质的防腐材料将会得到应用，促使仿防腐作的更好的开展。

参考文献

[1]洪理平，胡强生.船舶海水管系的腐蚀及其防护[J].浙江海洋学院学报（自然科学版），2012（01）.

[2]侯淑芳，周志军.船舶海水管系的腐蚀问题及防止措施[J].南通航运职业技术学院学报，2012（04）.