耙吸式挖泥船防污防腐系統論述

賴坤林

（中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510290）

1 海上船舶防污防腐技術發展歷程

英國WW 公司研制出的海洋冷卻管系防污防腐裝置至今已經發展了4 代產品，分別是第一代投藥法，第二代液氯投放法，第三代電解海水法，第四代電解重金屬法。而我國是在1990 年前后才引入第三代產品，我國在1996 年前后經過多方面的努力研發出比肩國外WW 公司產品效果的第四代產品。可見，經過多年的發展，國內廠商現在的產品完全可以生產出與國外同類產品效果相同的防護產品。

例如，中交廣航局早期耙吸式挖泥工程船舶：赤灣輪、黃埔號、虎門輪、湛江輪、汕頭輪、海口輪、廣州號等自航耙吸式挖泥船在未安裝防海生物設備之前，在工地施工過程中，由于海生物(特別是海礪子）等堵塞，嚴重時，須停工清理海生物，大大地影響了船舶施工效率，影響了工程工期，造成較一定的經濟損失。通過多方的了解并學習國內外的相關經驗后，選擇安裝了國產第四代防海生物設備，海生物腐蝕和堵塞得到了有效的處理，使船舶的使用效率和運行時間更高。目前，中交廣航局大型耙吸式挖泥工程船舶：浚海5、浚海6 輪（2012年建造完交船）建造時只安裝了國外的第三代產品，使用中故障率較高，操作煩瑣，影響使用效果，后來，也改裝了國產第四代產品，可靠性好，操作簡單、快捷，效果良好。浚洋1 在荷蘭建造中安裝了MME 公司的第四代產品，設備運轉良好，可靠性也高。

整船外裝電流陰極保護裝置最早是由英國研發的，國內遠洋船舶最早使用的多為WW、MME 公司產品，特別是20 世紀在國外建造的船舶，從20 世紀80 年代后期都有安裝使用。近20 年來，國內廠商引進消化了日本三菱公司技術，特別是在輔助陽極的材料、制造工藝方面，有了較大的進步，形成了以鈦基—釕銥氧化物輔助陽極為主的系列產品，該產品在新造工程船舶中使用越來越廣泛，對比傳統的犧牲陽極法，該產品自動化程度高，腐蝕情況通過參比電極可隨時監控，安裝了該設備后，因保護電位一般設定稍高于鋅塊電位，故船體鋅塊電解受到抑制，船舶可少裝或不裝鋅塊，極大地提高了可靠性、便利性。例如，廣州號利用塢修時間加裝了國產鈦基陰極保護設備，浚海5，浚海6，浚洋1（2016年建造完交船）建造時裝的是國外設備，均使用良好，保護效果明顯。

2 船舶海水管系防污防微生物裝置類別

現代船舶海水管路防污防和微生物最常見的置裝為外加電流防微生物系統，能有效殺滅浮游微生物如海礪子等的積聚。目前，常用的有兩種方法：

2.1 一種方法是電解海水防污裝置

據某些廠家資料的介紹，第三代電解海水法電解海水防污防海生物裝置，通過化學法殺微生物。電解海水所產生的次氯酸，海水中這種有效氯在0.2ppm～0.5ppm，足夠殺滅海水中的浮游微生物。若是大于0.5ppm 或更高便對金屬系統造成腐蝕。電解海水時會產生氫氣（H2），使用時，需特別重視系統防爆性能和經常釋放氣體。使用間接式電解海水方法時，陽極易結垢。

2.2 另外一種方法是海上船舶電解銅鋁、銅鐵電極防污防微生物裝置

第四代電解重金屬法，利用電解銅、鋁（鐵）電極方式，當海水中含有的金屬離子達到一定數量后，能有效殺滅海水中浮游的微生物，起到抑制海生物的生長。產生微量銅離子(Cu2+)、氫氧化鋁Al(OH)3或氫氧化鐵Fe(OH)3絮狀物，這些絮狀物很薄地黏附在管壁內，起到隔離的功效，微量銅離子濃度達2ppm 就能防止浮游微生物積聚，有效抑制海生物的生長。

上面兩種方法各有兩種安裝形式：直接式和間接式。直接式：將陽極裝在管路、海底門內，特點是：結構簡單、容易安裝，但維護不便。間接式安裝法，一般可選擇電解槽，特點是操作和維修方便，需要機艙位置有足夠大的空間，所以，間接式較適合大型船舶使用。

表1

3 整船外裝電流陰極防腐保護裝置

國際上現在造船多用外加電流陰極保護裝置來實現防腐的功能，可隨時監測鋼板的腐蝕情況，自動化程度較高，可靠、壽命較長。大多數海上船舶的船體都是由高強度鋼板（如AH36）建造的，船體金屬構件在海水中如果不保護會很快腐蝕，且各種金屬材料在海洋環境不同區帶的腐蝕特征有所不同。金屬材料在海水中的腐蝕一般有：電化學腐蝕（如船體浸水部分），空氣氧化腐蝕（如甲板、桅桿等水線上金屬構件），空氣氧化腐蝕和電化學腐蝕交替（如水線間，壓載水艙部分）。如何防止船體金屬在海水中的腐蝕，關系到船舶的安全問題，也對船舶的壽命影響較大，是個很重要的課題。主要材料在海水中的腐蝕形態和腐蝕速率如表1 所示。

現在通用的做法是涂料加陰極保護裝置。其中，涂料就是防銹漆，一般船舶會定期噴涂。而陰極保護裝置則分為兩種，一種使被保護區得到電子變成陰極區，受到保護的方法是，焊接一種比陰極區金屬電化學性質活潑的金屬，在電解液，即海水中失去電子，使電流流向被保護金屬的表面，這種方法又叫作犧牲陽極法，如保護船體（鋼制）就要選用比鋼活潑的鋅或鋁作為犧牲陽極，使電流流向鋼板，使鋼板變為陰極區得到保護，但這種保護雖然可靠，卻要定期更換且保護狀態不可監控。

4 防污防腐技術應用對海上船舶的重要性

耙吸式挖泥工程船舶在海邊附近來回航行，海水成分各種元素相對復雜，作為與大海相通的海底門、濾器等，在使用時，海水中的浮游生物也不斷引入船內，這些微小生物附著在海水系統中，并不斷沉積在管路及附件的內表面上，造成管徑變小截流，影響海水流動性、嚴重時，堵塞濾器、管路等，造成冷卻器換熱效率低，機械設備得不到有效冷卻，使得機械設備溫度升高或報警，影響設備及船舶的運行安全。特別是工程類船舶都是近海施工，海水比較渾濁，近海浮游海生物也較多，以前船舶沒有此類設備時，在施工過程中經常出現海生物堵塞管系、堵塞熱交換器、堵塞濾器等的情況。在溫度適宜的情況下，海生物生長特別快，較易堵塞造成冷卻水量不夠，嚴重時，會導至發生主機高溫報警，對于施工工程船舶施工時間是非常寶貴的，安裝了此類設備的船舶，在同一工地施工，明顯提高了船舶運轉時間。

5 結語

船舶海水冷卻管系復合防污裝置和整船外裝電流陰極保護裝置能有效保護船舶不被海水中的海生物腐蝕管路，是保護機械設備、船舶安全、正常運行的重要輔助設備。如果船舶中沒有安裝復合防污防腐裝置和陰極保護裝置，極易造成船舶需水冷設備冷卻效果差，特別是動力主機、發電機、施工機械設備、各種輔助控制系統等無法正常工作或效果較差，船體鋼板整體在被腐蝕，造成修船時間和修理成本的增加，或者使船舶的使用壽命減少。綜上所述，海水冷卻管系中防污防腐裝置和整船外裝電流陰極保護裝置，使船舶能高效運行，在延長船舶使用壽命方面是至關重要的。