船舶海水管系腐蝕的原因及防腐措施

蔡復新

摘 要：海水是一種含鹽份特別高的天然腐蝕劑，具有很強的腐蝕性。常年在海上漂泊的遠洋船舶及一些潛艇，海水對其產(chǎn)生的腐蝕是不能避免的，特別是對船舶海水的管系會產(chǎn)生相當巨大的腐蝕作用。做為船舶運行的發(fā)電機保障、推進保障與輔助系統(tǒng)的組成部分，船舶的海水管系其作用很大，擔負著整個船舶的消防、主輔機冷卻、以及貨艙、壓載與甲板的清洗等重要任務，對船舶的輔助機械與設備及動力裝置的正常運行作用巨大。然而大部分的海水管系，都被安裝在狹小的空間內(nèi)，處在高溫、潮濕的環(huán)境之下，對其進行保養(yǎng)與維修也十分的困難，必然出現(xiàn)腐蝕問題 。本文對船舶及潛艇的海水管系其腐蝕的形式、原因等進行了分析，并針對管系特點提出相應的保護方法。

關鍵詞：船舶 海水管系 腐蝕原因 防腐措施

1.對于海水管系其腐蝕機理的分析

在所有的海水管系中都有不同程度的腐蝕，但一般會在一些特殊位置其腐蝕會更加嚴重：如海水管系的閥門、出口及泵出口、匯流及分流、拐角、異徑以及海底門等部位。這些位置因為其形狀的變化、快速開合的閥門及轉換，都會導致管內(nèi)部發(fā)生水流速度的急劇變化，使得管內(nèi)部壓力也隨之變化，引起水擊現(xiàn)象。這種現(xiàn)象發(fā)生的時候，管內(nèi)部的壓力變得特別大，且頻率也很高，致使腐蝕的速度加劇，甚至會使得水管發(fā)生爆裂現(xiàn)象。

海水中存在著很多的可溶性鹽，一般鹽度會在百分之三十二到百分之三十七點五之間變化，鹽的主要構成成分是硫酸鹽、氯化鈉與一部分可溶性的碳酸鹽，當中約有百分之五十五的氯離子，其會對金屬的鈍化產(chǎn)生妨礙與破壞的作用，堪稱為金屬病毒。而且海水中如果是含砂與含鹽量較高的話，其一般溶解有空氣，這種海水對金屬會產(chǎn)生特別強的腐蝕性。海水中存在的海生物會使得海水的含氧量增大，還會產(chǎn)生二氧化碳等氣體，繼而酸化周邊的海水，這些都會增大海水管系的腐蝕速度。另外，海水PH值也會對腐蝕的速度產(chǎn)生直接的影響。與此同時，海水的流速、海洋生物的存在、海水的溫度及溶氧量等等都會影響到海水的腐蝕，其腐蝕的機理遠遠要比單純的鹽水腐蝕要復雜很多。

2.海水管系產(chǎn)生腐蝕的原因及其自身原因分析

2.1依照環(huán)境進行分類

可分為三類：干蝕、溫蝕及微生物的腐蝕。干蝕包括硫腐蝕與高溫氧化所產(chǎn)生的腐蝕等；溫蝕包括化學藥品、大氣以及水溶液（淡水、海水及其它溶液）等；微生物的腐蝕包括藻類、真菌、細菌腐蝕等。

2.2依照腐蝕的形態(tài)進行分類

可分為兩類：全面腐蝕與局部的腐蝕。全面腐蝕是指在發(fā)生在整體表面上的均勻腐蝕；局部的腐蝕是指點、縫隙及晶間的腐蝕等。

2.3依照腐蝕的原因及現(xiàn)象進行分類

可分為四種：電偶的腐蝕、晶間的腐蝕、縫隙的腐蝕以及積物的腐蝕等。

（1）電偶腐蝕也叫做接觸的腐蝕，是指不相同的兩種金屬，在導電的介質(zhì)（比如海水電解質(zhì)）當中進行直接接觸后，所發(fā)生的宏觀電池的腐蝕，或者因為金屬自身所存在的不均勻性質(zhì)，所形成的很多個的微電池中其陽極區(qū)所發(fā)生的電化學腐蝕。

（2）晶間的腐蝕是指存在于金屬微小晶粒周圍的腐蝕，其危害性相當巨大，會引發(fā)應力的集中，導致應力腐蝕的開裂等，還可能致使金屬產(chǎn)生粉狀或者片狀的脫落。

（3）縫隙的腐蝕：是指金屬表面存在縫隙的位置產(chǎn)生的腐蝕，如焊接縫的縫隙位置、螺釘或者鉚釘?shù)慕宇^位置等。這種腐蝕是一種危害性特別大，且具有普遍性的腐蝕。

（4）積物的腐蝕包含沉積的固體與積液等兩種，例如在海水管系當中的泥沙與海水，還有海藻尸體與海生物附著在上面所造成的腐蝕，因為這些殘留物其分布的不均勻，使得海水管系發(fā)生位置不同、程度不一的腐蝕。

2.4動態(tài)環(huán)境當中的腐蝕

（1）沖擊的腐蝕：電化學腐蝕作用于金屬表面時，因為管系內(nèi)部高速流動的流體或者紊流、渦流及懸浮的顆粒對管系內(nèi)壁產(chǎn)生相應的沖擊力，致使管內(nèi)保護層剝離或磨損，讓金屬的表面更直接地在腐蝕介質(zhì)當中暴露，使腐蝕的速度更加迅速。

（2）應力的腐蝕：金屬在受到環(huán)境腐蝕時，會相應地受到應力對其產(chǎn)生的作用，應力有內(nèi)應力與外應力兩種。金屬在應力下特別容易發(fā)生裂縫，而腐蝕還會使金屬的裂縫擴展變得更加迅速，危害巨大。

（3）空泡的腐蝕：這種腐蝕也就是氣蝕，流體在進行高速的流動時會產(chǎn)生紊流，在管內(nèi)部的負壓區(qū)里的氣泡經(jīng)受壓縮而引起破裂，會發(fā)生連續(xù)的錘擊，并且與其它共同作用的腐蝕一起使得管路遭到損壞。

（4）疲勞的腐蝕：金屬在反復及長期受到腐蝕與應力作用時，會漸漸產(chǎn)生疲勞的現(xiàn)象，使金屬的強度進一步地降低。

2.5海洋環(huán)境不同產(chǎn)生的腐蝕

（1）海上的大氣區(qū)域：比海面高出兩米以上的位置，這個部位接觸到較少的海水，使得管系在海洋的鹽霧大氣中暴露出來，例如：甲板上的露天管系就是這種。

（2）飛濺區(qū)域：自海面到其以上的兩米的位置，這個部位會常常飛濺到波浪的泡沫，例如：位于干舷甲板上的電纜管與消防管系等。

（3）潮差區(qū)域：這是海平面上存在的一段部位，會伴隨著船舶的裝載狀況與潮水的變化而變化，可能會露出海面也可能浸在水里。例如：貨艙區(qū)域其甲板的疏排水管的舷側段等。

（4）全浸的區(qū)域：這個部位在海平面下面，長期在海水中浸泡，不會接觸到大氣，如海水的總管等。

上面的這些部位由于其所存在的環(huán)境的不相同，其發(fā)生腐蝕的速度也是不相同的。在干溫的交匯處，由于氧氣比較充足，在海面的上下會構成氧濃度的差電池，空氣中的那部分會因為充足的氧氣變成陽極，形成保護；而浸泡在海水里的一部分會因為缺氧構成陰極，致使腐蝕變快。

2.6海水管系自身的原因

（1）管系的材質(zhì)因素：海水管系其材質(zhì)是否耐蝕是其產(chǎn)生腐蝕的重要原因，比較常用的管系材料的按照其耐蝕性遞增從小到大分別為鋼最耐蝕、鍍鋅鋼次之，接下來是鋁黃銅、銅鎳合金。endprint

（2）腐蝕的環(huán)境因素：使用船舶或潛艇的海水系管時，會受到流動海水對它的沖刷，在未使用時受到的是海洋潮濕的大氣作用及海水的浸蝕。常常在淡水（河水）港停泊的船舶或艦艇管系，因為容易受到特質(zhì)沉積作用及被污染河水等的作用，不但其沉積腐蝕增大，還會遭受到酸性海水對其的腐蝕，使得管系破損的速度加快。

3.避免海水管系受到腐蝕的措施

3.1電絕緣隔離措施

電絕緣隔離這種方法，其主要運用在異種金屬進行連接的地方，在這種情形下很容易產(chǎn)生電腐蝕。雖然已經(jīng)對船舶或潛艇上的海水管路其管材做出最好統(tǒng)一的要求，然而在實際過程中還是很難做到。像緊固件與管路間、設備與管路間都會存在著異種金屬進行連接的現(xiàn)象發(fā)生，因而在這些場合要利用電絕緣進行隔離。一般的措施是在構件與緊固件、兩構件間進行不透性的塑料襯套或墊圈的安裝，隔離法見圖1。

3.2進行合理的設計

在進行管系設計時，應該防止因為布置與設計不當而引起的腐蝕，應該盡可能地運用標準化的管構件與直管系，少用或不用套管連接。在設計時，每條的管道的線路都要最短，少用彎管，必須用的彎管其半徑需要進行統(tǒng)一；另外，把管路的接頭數(shù)量減少，尤其是可拆接頭的數(shù)量更要少，以減輕擾動流體，避免發(fā)生腐蝕。

3.3保養(yǎng)與維護的措施

船員日常對管系的保養(yǎng)與維護對海水管系的腐蝕也起著相當大的作用，對船舶或者潛艇的海水管系做出及時的保養(yǎng)與維護，是可以起到減少海水管系腐蝕的作用的。在安裝之前，要對新管做出運用鍍鋅及刷防銹漆等防腐的處理，還要定期地對管面進行補漆及防銹的處理，并且對附著物等進行有效的清理，可以減慢管系的腐蝕。另外，對管系進行局部更換時，應該選用和原管材質(zhì)相同的管子，避免引發(fā)電位差的腐蝕。

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