船舶海水管系腐蚀的原因及其防护

摘要：由于我国经济的高速发展，海洋运营将在我国经济发展中扮演重要角色，所以，它的安全是我们应该关注的重点。本文通过介绍海水管系腐蚀的主要类型，以及分析了影响海水管系腐蚀的主要原因，提出海水管系腐蚀的防止措施，为我国船舶安全运营提供资料借鉴，

关键词：船舶；海水管系；腐蚀；原因；防护

中图分类号：U66 文献标识码： A

在船舶上，管道的腐蚀和由腐蚀而带来的设备损坏，轻者造成生活不便，重者影响船舶的在航率，甚至影响到船上人员和整船的安全。英国海洋工程营运公司所作的一项失效分析表明，在所有设施失效的事例中，33%由腐蚀所造成。要想减轻或避免腐蚀，我么就必须对船舶的设计和建造研究，并采用先进的方式与方法取得成效。

一、海水管系腐蚀的主要类型

（一）接触腐蚀

在两种导电介质的不同金属，如宏观电池腐蚀在海水电解质中直接接触时形成，或无数个微电池因金属本身的不均匀性产生，电化学腐蚀在微电池中的阳极区产生。

（二）冲击腐蚀

金属表面受到流体冲击作用而遭到破坏的腐蚀、电化学腐蚀的现象，就是冲击腐蚀。

（三）应力腐蚀

金属腐蚀介质与拉应力的共同作用下的破坏，它的腐蚀形态一种危险形态。裂缝形态有穿晶破裂或其混合型、沿晶界扩展等。

（四）空泡腐蚀

产生紊流的高速流动流体，气泡受到压缩在物体内负压区产生，在高内压下破裂，连续激烈的锤击周围金属，并导致管道损坏。此外，还有选择腐蚀、氢腐蚀、晶界腐蚀、脱层腐蚀等。

缝隙腐蚀

缝隙腐蚀在船舶中非常普遍。舱壁绝缘和地板覆层及甲板敷料下面，在潮湿积水情况下，易发生缝隙腐蚀；在潮湿易腐蚀环境，焊缝形式设计不当，如间断焊、梳妆焊，最容易发生缝隙腐蚀；舱底水部位地板支架焊接质量差；露天甲板、各类舾装件组合部分以及与船体连接部位、管路法兰部位等最容易发生缝隙腐蚀，导致结构局部腐蚀破坏。

二、影响海水管系腐蚀的主要原因

（一）管道的维护保养

管道的腐蚀速度与船员的维护保养密切相关。船员的维护保养技术较差是影响腐蚀的重要因素，在海水管系腐蚀初期，不采取任何防腐措施，放任管道腐蚀，将造成严重后果。

（二）海生物的影响

海生物影响腐蚀的原因:一是含氧量在水层中增加，二是残余的海生物分解出H2S，或海生物活动中放出CO2，从而酸化周围海水，二者都增加了海水管系腐蚀的速度。使海水中微生物增多在海水温度上升时，管道的腐蚀进一步加速。金属和合金的不同，海水中海生物被污染的程度大致也是不同的，钢被海水物污染的速度要比铜及其合金大得多。

（三）海水流速

海水在管内是流动的，所以，管道使用时，容易发生紊流在流速越高的情况下，尤其会加剧管道的磨蚀和腐蚀在含盐量及含砂量高的海水中:其一，会冲刷掉金属表面的各种保护膜，在对钢管内壁形成较大的冲刷作用力下；其二，使管壁处的氧供应量得到充分保证，在空气中的氧扩散到金属表面的流速加快时，因而加剧了电化学腐蚀，在氧的去极化作用一直处于高峰状态下；其三，超过一定极限后的流速，不断地有空气泡或蒸汽泡形成和破灭，在与海水接触的管道表面发生，形成气蚀，冲击压力很大时加剧电化学腐蚀。总之，流速越大的海水，管路的腐蚀也就越严重，静止状态与腐蚀速度相比，显著提高。各种金属在不同流速下最大可能腐蚀速度见表1：

表1

（四）管道结构及布置

管道构型是影响海水管系腐蚀行为的重要因素。容易产生流体紊乱的地方最易发生冲击腐蚀，如分流处、汇流处、弯管处、管径变化处等。如果海水流速一样，直管的部分可能遭受全面均匀腐蚀。分流处、汇流处、弯管处、管径变化处等处却可能发生明显的马蹄形蚀坑或管壁明显变薄。因为紊乱的流体会对管材内壁产生很大的冲击力，所以就会产生不太规则形状的凹坑或管壁变薄的现象出现在在管子连接处。通常的水流、沙石冲击在弯头处外，“空泡”引起的腐蚀也存在。以1秒每米流速的海水连续冲刷涂敷弯头，100微米的敷层六个月后即可磨光。

海水管系的腐蚀严重受到船舶海水管系连接方式的影响。因缝隙腐蚀而破损在管子连接之间的缝隙处发生，易形成湍流而破损在管子连接处的下段出现。海水管系腐蚀同样受到异金属接触的影响，如装有铜镍合金管子的冷凝器与纯铜管连接时，管道腐蚀都会加速。管子一般连接采用法兰，要做特殊处理对焊接处的焊缝，否则腐蚀会加重。

（五）管道材质

管道材质的耐蚀性是影响海水管系腐蚀破坏的主要因素，是管道的固有特性，因海水管系材料大都与输送介质直接接触。常用的海水管路材料耐蚀性能递增顺序为:钢、镀锌钢、铝黄铜、铜镍合金、70-30铜镍合金等。

（六）气蚀影响

船舶海水管系由于海水的扩散、旋涡、流道过窄及振动，在流体中形成低压区，在金属管壁与海水的界面上，由于无数气泡的不断破裂，使管壁产生机械损伤而形成气蚀。由于气蚀的存在，管壁产生了马蜂窝状的麻孔。

三、给海水管系腐蚀的防止一些建议

（一）涂层保护

将金属磷化、氧化处理，或可以选择一种耐蚀性好的金属或非金属，喷涂、电镀在金属表面上，使金属表面与介质机械隔离从而得到保护，金属腐蚀得以降低。现在效果比较好的是涂塑方法，但是要注意防止管道在使用中的涂层损坏，将导致管道大面积腐蚀一旦涂层局部损坏后，而且一定要严保质量在产品加工过程中，防止局部形成腐蚀。已在几型船上使用过涂塑方法后，发现还是存在一些问题的，主要是因不过关的涂塑质量，有的是焊缝未处理好在涂塑前，局部有飞溅物与焊渣等，使涂塑产品出现缺陷的。

（二）电绝缘隔离

易发生电腐蚀主要是在异种金属发生连接的场合状况下产生的。最好统一船上海水管路管材，但很难做到在实际运用当中，如紧固件和管路之间，管路和设备之间，异种金属连接现象往往多少都存在一些，在这种场合主要使用电绝缘隔离。通常的措施是装上不透性塑料制作的填料垫圈和衬套，在两构件之间或构件与紧固件之间，有的时候也可使用油漆。

（三）合理选材

海水管系材料重点就是合理选用材料，要注意不同环境的选材也会不同，在选择材料时，要用质量好的材料在海水流动大的环境下，选用质量一般的材料可用在环境较为轻松的条件下，而管道尽量的使用直管与设计要符合科学，保持路线连接最短，弯管半径保持一致、要用准化的管件，在用到弯管时注意，不可随意采购粗糙的产品、

（四）电化学保护

阴极保护和阳极保护是通常最常见的，前者在船舶海水管路更多的被采用，即外加电流阴极保护被采用，电源阴极接到被保护件管路本身，阴极电流被接通，不溶性的辅助件是阳极的一个特性。被保护件自身的电化学不均匀，在阴极电流极化作用下，所致的外加阴极电流与原电池腐蚀的综合作用下，降到和阳极电位一样的阴极极化电位，这时阳极反应停止，阳极电流为零，电化学腐蚀也就停止。同时部分气泡在管壁产生，管道中的气泡与它的方向相反，相互抵消，使空泡剥蚀与气蚀大大减轻。也可采用牺牲阳极法，在确定提供电流的方式时。

（五）维护保养措施

在船舶运行过程中，大幅降低海水管系的腐蚀问题，也可正确地选择维护与保养。在维护过程中，换新管子时避免原材料不同的管子被使用，并且对新管子进行防腐处理在安装之前，刷涂防锈漆、镀锌等方式可以采用。

总之，目前无法解决船舶海水管系的腐蚀现象，这时我们很多造船企业是一个难点问题，这里面不仅有设计和技术的问题，还有船舶整体造价等各方面的原因，也正是各种各样的原因，使我们的船舶海水管系得到很好的发展与进步，我们应该从我们的运力着手，解决我们船舶海水管系的防腐问题，通过施工安装、海水流速、设计等方面考虑，进行全面的预防措施，提高我们的腐蚀能力，让我们的使用期限增加与传播，随着科技的不断发展，我们坚信我们的船舶质量会越来越好，船舶海水管系腐蚀问题会逐步减少。

参考文献：

[1]杨宁.于发奋.船舶海水管系的腐蚀及其防护[J].湖南农机,2011,09:65-66.

[2]宗明珍,肖海忠.船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施[J].船舶设计通讯,2011,02:44-49.

[3]张敏丽.船舶海水管系的腐蚀因素有哪些[J].表面工程资讯,2010,01:31-32.