船舶减缓腐蚀研究和应用

船舶减缓腐蚀研究和应用

辛旭

大连中远海运川崎船舶工程有限公司   辽宁省大连市   116000

摘要：在经济快速发展的进程中，船舶维修养护工作的模式、侧重点都在发生变化，现实工作中也会出现一些全新的问题，需要去认真地考虑和解决。但是海洋由于其中所蕴含成分较多，因此对于金属的腐蚀作用还是十分严重。尽管海洋工程结构以及船舶自身都是用了防腐处理，但是其每年因为海洋腐蚀所造成的经济损失都极为严重。

关键词：海洋工程结构；船舶；防腐蚀技术

1 船舶减缓腐蚀研究和应用的意义

相关研究表明，我国在船舶腐蚀维修这一问题上每年的花费已经高达数百亿人民币，而导致这一问题出现的原因，就是船舶与海洋工程之中的腐蚀问题。为了减轻船舶的腐蚀维修损耗，让我国的航海业得到更加稳定的发展，就需要根据如今市场的现状对防腐蚀技术进行研究。在船舶建造过程中应用防腐蚀技术对船舶进行防护，能够有效减缓船舶在后续航行过程中的腐蚀程度，延长船舶的使用寿命，减少不必要的损耗。大部分的船舶在建造过程中会采用大量的金属构造来完成船舶工程。在船舶行驶的过程中，由于海水之中的盐分较高，海水之中的含氧量以及海洋的湿度等这些原因，船舶的结构会在外界环境的影响下，出现不同程度的腐蚀。船舶的结构出现腐蚀之后，船舶结构的稳定性就会下降，严重的腐蚀甚至会导致船舶出现开孔以及开裂这些问题，腐蚀的出现不仅不利于海洋业的发展，同时也对我国的海洋工程发展造成了非常显著的影响。船舶与海洋工程中对于防腐蚀技术的研究，对于我国航海业以及我国经济的进一步发展都有着非常重要的意义。

2 传统防腐蚀技术的问题

2.1 传统防腐蚀技术的应用和局限性

传统防腐蚀技术是指使用传统材料和方法对海洋船舶进行防腐蚀处理的技术。这些技术包括常见的涂漆、镀锌、阴极保护等。在海洋船舶上，这些技术长期以来被广泛应用于防止腐蚀，延长船体的使用寿命。然而，传统防腐蚀技术也存在一些局限性。

2.2 传统技术可能导致的问题

腐蚀程度：传统防腐蚀技术往往只能表面上覆盖或保护，对于腐蚀润滑的微小孔隙和难以触及的部位防护效果有限。由于长时间的海洋暴露和潮湿环境的影响，腐蚀补修难度大，往往需要频繁进行维护和修复。维修周期：传统防腐蚀技术在海洋环境中的作用较有限，容易发生腐蚀，导致需要更频繁的维修和维护。这不仅增加了船舶的停泊时间和成本，同时也可能降低了船舶的运行效率和安全性。成本：传统防腐蚀技术的应用需要大量的人力、物力和时间投入，包括预处理、涂漆施工和后期维护等。传统技术所使用的材料和化学品可能存在环境污染问题，进一步增加了维护和处理成本。

3 船舶减缓腐蚀研究和应用

3.1 阴极保护

分为两种形式：牺牲阳极和外加电流保护，第一种类型通常用于高速小型船舶。当船体用于牺牲阳极时，低阳极电位会导致铝保护表面的pH值升高，表面氧化膜的溶解度会增加腐蚀。因此，有必要严格限制保护电位，以避免保护现象。阳极氧化材料通常使用高纯度（≥99.99%）锌合金、Zn-Al-Cd以及铝和锌合金（如Mg-Ti中的Al-Zn）；（1）牺牲阳极可以通过焊接或螺接工艺安装；在焊接过程中，可以将支架焊接到船壳上，并且可以使用预制螺钉将阳极连接到艉部延伸板上或艉封板上，形成牺牲阳极电压，以减少船体阻力；（2）指定的内阳极杆应由铝芯制成，安装螺栓也应由铝螺栓制成。阳极支架和安装螺栓必须牢固地连接到铝制船体上，以确保阳极与外壳之间的良好接触和良好的导电性；（3）不要将阳极牺牲面涂覆油漆，因为这样会防止保护回路形成，失去其防腐蚀作用；阳极的背面可以涂漆，以防止阳极的腐蚀和脱落。它还限制阳极背面的放电，确保阳极面积的稳定性，并防止屏幕保护程序。重要的是要强调涂层只能应用于阴极金属，不能应用于铝合金，否则会引起腐蚀；（4）当阳极长时间暴露在空气中时，应注意阳极后表面腐蚀产物的腐蚀干燥，并及时清除腐蚀层；（5）受害阳极的材料、数量、尺寸、位置和连接方法等细节应提交评级机构审查。此外，对于使用二次电流保护的船舶，应采取适当的措施，以避免过度保护和关于阳极类型，电压，位置等的信息。这些必须提供给评级公司进行审核。如有必要，可以对电极进行测试，阴极保护系统一般应使用至少两年，如有必要，可在年度检查中进行更新或修理。

3.2 应用耐腐蚀材料

要想最大化的保证海洋工程和船舶的防腐蚀性，就要在前期建设和制作的过程中，就将耐腐蚀的材料应用进来，这样可以最大化的提高建筑本身的防腐蚀性能。我们深入到海洋工程结构和船舶之中，可以明确的发现一个问题，就是涵盖的钢结构成分非常多，对于钢筋本身而言，具备较强的耐腐蚀性，但是在这样的复杂海水环境下，也会随着时间的推移，整体防腐蚀性降低，若将钛合金与高分子材料应用进来，就可以达到更好的耐腐蚀效果。所以，在具体海洋工程建设和船舶制作的过程中，就必须要将耐腐蚀材料应用进来，从根本上提高整体防腐蚀性。针对这些应用进来的金属材料，应适当的提到其防腐蚀性能。现如今应用最为广泛的就是涂料，将整个传播全部刷一层涂料，可以最大化的避免腐蚀，而且即便原本容易腐蚀的材料，在这样的隔绝作用下，整体抗腐蚀能力也能大幅度提升上来。在应用耐腐蚀材料的过程中，还需要对船舶运行过程中，可能会遇到的海底生物附着而导致的腐蚀问题进行充分考虑，因此就要将光滑的防腐蚀材料应用进来，这样就可以避免海洋生物的附着。针对软骨料，可以在涂漆的基础上，将一层有毒薄膜构建进来，对一些会附着于表面的海洋有害生物全面杀死，提高防腐蚀效果。

3.3 防腐涂层技术

防腐涂层技术在船舶与海洋工程中起到重要作用。防腐涂层能够形成一层保护膜，隔离船舶结构与海洋环境的直接接触，减缓或阻止腐蚀和侵蚀的发生。在选择防腐涂层时，需要考虑涂层的附着力、耐腐蚀性能和耐候性能等关键指标。合适的防腐涂层应具有足够的厚度和耐久性，能够抵御盐水、湿度和紫外线的侵蚀。此外，涂层的施工工艺和质量控制也至关重要，确保涂层的均匀性和完整性。近年来，环保型防腐涂层技术也得到了广泛关注，如水基涂料和低挥发性有机化合物（VOC）涂料，以减少对环境的影响。防腐涂层技术的不断发展将在船舶与海洋工程领域提供更有效和可持续的腐蚀保护方案。

3.4 绝缘隔离

与铝合金直接接触的绝缘材料不应含有可能引起合金腐蚀的有害元素，否则必须用合适的涂料或涂层绝缘，用于将铝合金与绝缘材料结合的粘合剂也不应含有铝合金的腐蚀性成分。特别值得注意的是，某些类型的木材可能含有微量元素，如铜，铅和酸性木浆，这些元素不会直接与铝合金接触。船舶有死角点、裂缝、凹槽等区域，容易收集灰尘、污垢和液体，主要是酸性和碱性腐蚀性液体蒸发后浓缩，可能导致严重腐蚀。在这些地方，他们必须用涂层或其他手段来保护。舱室布局应尽量避免盲点，特别是在潮湿地区，并应更加注意下舭部、锚链舱等。这可能抗剥离腐蚀。

4 结束语

时代在不断发展，社会在持续进步，我国在国际中的地位也越来越重要，相应的科技水平也在不断提升。与此同时，国家将更多的注意力放在海洋资源开发层面上，由于海洋资源具备丰富且庞大的特点，所以必须要进一步加大海洋工程的实施力度。在具体开展作业的过程中，不能盲目进展，而是需要对海洋工程结构进行全面明确，更要站在可持续发展高度上，科学应用船舶防腐蚀技术，这样才能为海洋工程的顺利高效进展保驾护航。

参考文献：

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[3]刘成波，岳荣芹.船舶开式脱硫塔系统腐蚀分析及应对措施[J].航海技术，2022(05):68-71.