船舶海水管系的腐蚀及其防护

杨 宁,于发奋

（山东百步亭船业有限公司,山东 荣成 264300）

辅助系统、船舶推进的保障系统，以及发电机保障系统都是船舶海水管系重要的组成部分，它不仅担任着冷却和消防、压载和清洗等任务，还能确保船舶主要设备能够正常运行和安全作用。由于海水的腐蚀性极强，造成海水管系的腐蚀严重化，并影响了设备的正常运作和安全行驶，也导致维修上的人力、财力的损失。而大多的船舶海水管系都处在潮湿恶劣的环境中，安装施工空间小，维修保养也很困难，大多数的金属材料更是容易腐蚀。船舶海水管系中诸多的问题都面临着讨论与研究。

1 海水管系的腐蚀的原理

海水的含有的可容性盐量很大，而它主要是由氯化钠和硫酸盐以及一定量的可溶性碳酸盐主成。海水中含盐量、含沙量会溶解空气，促使海水的腐蚀性增强，对金属的伤害更大。而海水中的各种生物也会使海水的含氧量增加，并经过化学作用会产生二氧化碳等气体使海水酸化，并导致海水腐蚀性十分强，甚至是海水的pH值，这些都严重影响了行驶在海上的船舶。

海水的温度、溶氧量、海水流动及海洋生物等各种现象的转变，都会影响到海水腐蚀性，并使它的腐蚀过程变得更加复杂。通常海水管系腐蚀的形式有：①电化学腐蚀，由铁和氧形成的两个电极，铁的电价高于氧，所以铁是阳极，氧是阴极，二者组成腐蚀原电池。而生活中铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀。这也是海水管系中最常见的腐蚀现象。②化学腐蚀，是金属物质与所接触到的物质发生了一定的氧化还原反应，导致被氧化损耗的过程，它的原理十分简单。工厂中的，铁、铜等金属在氯气中发生的反应就是化学腐蚀。③物理腐蚀，金属通过一般的物理溶解作用而发生的损坏，对金属的划伤、碰撞损耗等现象。

2 海水管系腐蚀的原因

（1）管系材质。海水管道的材质有很多种，但是由于海水管道与传送介质直接接触，所以它的耐腐蚀性能一定要强，不能轻易就被海水腐蚀掉。然而，常用的海水管系材料最耐蚀的材料是钢，其次是镀锌钢与铝黄铜，最后是铜镍合金与70-30铜镍合金。目前采用的材质很多为环氧树脂，其属于一种重要的热固性树脂，其最大的用途是用作保护涂料，比如船舶涂料，汽车底漆等。在海洋环境船舶的金属上使用防腐涂层，具有良好的附着力以及一定的机械强度是必不可少的，经过固化后的涂层可以牢固地粘附在金属基体上并且具有一定的机械强度，因而可以更好地承受在工作条件下各种力的作用。此外，涂料还应该具备耐盐雾性能、耐老化性能、粘接性能以及工艺性能等。防腐涂料的防腐性能、耐老化性能、粘接性能、工艺性能以及合成树脂的性能之间存在着密切的联系。研制并开发出能够适合海洋环境中船舶使用的树脂，是制备具有高性能防腐涂料的关键性技术。由于环氧树脂具有良好的物理机械性能，其涂膜对金属、陶瓷、玻璃以及混凝土等极性基材都具有较好的附着力、抗化学药品性能以及电绝缘性能，其品种多样，且价廉易得。环氧树脂已成为当前最具代表性、用量最大的高性能防腐涂料品种，由此可见，在船舶轴系中使用环氧树脂是十分重要的。复合材料的基体可以是热塑性树脂(如尼龙等)或热固性树脂(如不饱和聚酯、环氧树脂等)。增强纤维则有玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、有机纤维等。玻璃纤维增强塑料(GFRP)在我国称为玻璃钢。若增强纤维为高性能的碳纤维或凯芙拉(Kevlar)等有机纤维,则称为先进复合材料。复合材料自问世以来就一直在船艇工业中发挥重要的作用,国内外对复合材料在船艇中的应用非常重视,高科技的竞争十分激烈。迄今为止,大、中型船体和上层建筑等结构多采用玻璃钢,而高性能船舶和重要军用舰艇的承载和功能结构正逐渐采用先进复合材料制造。环氧树脂已成为当前重要的防腐涂料，环氧树脂垫片也已广泛地应用于船舶主辅机、甲板机械以及发电机组等船用设备的安装与固定之中。如下对环氧树脂垫片与传统金属垫片进行了比较。

（2）腐蚀环境。船舶长期行驶在海中，会经常受到海水的冲击。而在淡水港内或是河口港内停留的船舶由于沉积物和被污染的水源中，腐蚀的速度就会加快，还会促使硫酸盐还原菌腐蚀，加速对管系的破损。在不同的地理位置，船舶所受到的腐蚀性也会不同。例如：在南海行驶的船舶就会由于那里的海水和大气温度高而导致海水管系腐蚀的程度严重。随着海水温度的增加，海水中的溶解度就会降低，促使导电率、腐蚀电流增加，腐蚀速度会变快。

（3）海水流速。由于海水在管道内部是流动的，水的流动的速度越快，越容易发生紊流，特别是是含盐量及含砂量高的海水，会使海水管系的磨蚀和腐蚀加快。这样快的流速不仅会对金属管内壁产生较大的冲击，损害金属内壁的保护膜，会使空气中的氧气扩散到金属表面，更快的发生电化学反应，还会让海水接触到的管道表面出现空气泡或、蒸汽泡破裂，导致冲击压力更大，加快管道的损耗。所以，海水的流速越大，管道腐蚀的程度会越严重。

（4）管系的维护保养。为了在以后的船舶使用顺利，管系的维护和保养是不可缺少的。管系的腐蚀问题离不开船员的维护和保养。当管系腐蚀被船员及时发现并进行防护时，就不会使管系问题严重化了，而海水管系也会比较耐用。所以维护保养技术也是非常重要的。

3 防止海水管系腐蚀的措施

（1）合理选材、设计。合理选用、设计海水管系材料是很重要的。在选择材料时要注意不同环境的选材也会不同。海水流动大的环境下要用质量好的材料，环境较为轻松的条件下可以选用质量一般的材料。而管道的设计要符合科学，尽量的使用直管，保持最短的路线连接。用到弯管时要注意，弯管半径保持一致。要用准化的管件，不可随意采购粗糙的产品。

（2）涂层保护。在海水管系的表层要适当的使用涂层保护，有利于管系的长期使用。涂层保护就是使用钢管热浸锌等方法，在钢管内外表面形成一层覆盖层的方法，让被保护的钢管与腐蚀介质的海水隔离开来，这样可以使管系的耐腐蚀性有所提高。当然需要注意的是，在镀锌前管道必须彻底除锈除油，否则保护镀层就容易脱落。

（3）维护保养措施。熟练的维护保养船舶技术，有利于降低海水管系腐蚀性。在维修的过程中要先对新的材料进行防腐处理，可以用涂层的方法加一层保护膜，使用的材料要与原有的使用材料相同。检查海水管系时要认真、细心，多次检查。

总之，目前船舶海水管系的腐蚀现象是一个无法完全能够解决的问题。不仅有船舶整体造价的原因，还有设计和技术的问题。也正是各种各样的原因，促进了船舶海水管系的发展与进步。船舶海水管系的防腐要从运力着手，通过设计、施工安装、海水流速等方面考虑，进行全面预防。才能提高降低腐蚀性，增加传播的使用期限。随着科技的发展，船舶海水管系腐蚀问题会逐步减少，船舶的质量会越来越好。