防腐蚀，从源头抓起

陆金鸿等

摘要：本文针对造船行业普遍存在售后服务期内管子腐蚀严重，赔付数量多的特点，将已经赚到手的血汗钱，又无情地赔付给了船东的残酷现实，从剖析金属腐蚀的部分动因着手，在提高人们认识的基础上，进一步阐述改进措施和建议。

关键词：电化学腐蚀 认识 改进

从船舶售后服务反馈的情况看，在售后服务中，管子返修的比例特别大。占据了整个返修比例的85%以上，为此我们有必要好好地梳理一下，找出管子返修率高的主要原因，制定必要的措施抑制这种不正常现象发生。下面是管子返修特别多的因果图。它可以帮助我们找出返修率特别高的原因。

1 集思广益，追根溯源，寻找发生问题的主要方面（如下图）

限于篇幅原因，我在这里只提供解决问题的思路和路径。实际上图1中a设计有缺陷；b管子制作有缺陷；c油漆质量差；d运输、安装和保护。同样可以用上述图示方法继续分解到每一道工序，然后用标准工艺与其相对照找出发生问题的主要原因，采取相应纠正措施，消除隐患降低报修率。要大幅降低报修率可以用质量改进基本过程——PDCA循环法得到满意的效果。

2 长期以来一直被人们忽视的问题

这里着重讨论的重点是长期以来一直被人们忽视的设计缺陷问题。即在一条钢质船上其他系统都使用同质钢材，而在生活用的冷热水系统里用的却是紫铜管、压力表上用于传送压力信号也是细铜管、船上许多热交换器里面也是用铜管做的。这将会导致什么样的后果呢？许多人不清楚，这正是想呼吁大家引起高度重视的问题。让我们认识一下电化学腐蚀的基本原理。

原电池：经过人们的一系列研究，已经确定金属在电解质溶液里所发生的腐蚀，是由于金属表面发生原电池作用所引起，这一类腐蚀即为电化学腐蚀。

把两种不同的金属放在电解质溶液内，以导线连接，可以发现导线上有电流通过。这种装置我们称为原电池。例如伏特电池（如右图）。

伏特电池的两个电极——锌板和铜板，在硫酸（H2SO4）溶液中具有不同的电极电位，因而在它们之间存在一定的电位差，该电位差导致了电流的产生。

在伏特电池的两极上，分别进行着如下电极反应：

锌电极上，锌电位较低，失去电子，氧化成为离子进入溶液；

铜电极上，酸中的氢离子接受电子，还原为氢气逸出。

在伏特电池中可以看到，电极电位较低的锌作为阳极不断失去电子，成为离子进入溶液（即不断受到腐蚀），而电极电位较高的铜，作为阴极仅起着传递电子的作用，使氢离子放电成为氢气逸出，铜本身没有发生变化。

因此金属在电解质溶液里，只有作为电池中的阳极时，才会不断受到腐蚀。

在上述实验中所使用的锌，就好比我们船上的钢材。在摄氏25度时的标准电极电位是（-0.76）与我们船上钢铁的电极电位（-0.44）相差不多，铜电极电位是（+0.522）。实验是为了让我们很清楚地看到有电流通过所以使用强电解质溶液H2SO4，而我们船上的管子是在海水中，属于中等强度的电解质溶液。淡水属于弱电解质溶液，但是在淡水冷却系统里残留在管子上的磷化盐通过水解变成溶液，会随温度上升而变成较强电解质溶液。事实上在海洋这个特殊环境中原电池的效应始终存在，它们每时每刻都在腐蚀着船上的钢板和钢管。理论和实践都已经证明了两种金属的电极电位差越大，较低电位的金属腐蚀就越快。两种金属的各自体量越大，腐蚀能力越大。海水温越高（气候温度越高），腐蚀越快。

人们知道了电化学腐蚀这一原理，于是就广泛采用了用锌板作为牺牲阳极，让锌板先腐蚀从而保护钢板和钢管。

人们知道了电化学腐蚀这一原理制造了阴阳极保护装置，释放出相反方向电流，抑制电位较低的金属失去电子成为阳离子而溶解（腐蚀）。

人们知道了电化学腐蚀这一原理，却还在使用两种不同的金属放在同一个电解质溶液里，或者海洋性气候的环境里，这毫无疑问会加快腐蚀速度。这种情况下只有两种可能；一种情况是无法避免，就目前工业制作技术水平，制造镙旋浆只能用铜合金（铜合金有无比优良铸造性能，优良耐腐蚀性等，目前尚没有更好的新材料替代它）。另一种情况就是根本不了解电化学腐蚀的原理，许多管子设计者错误地认为，防腐蚀与涂油漆有关与自己设计选取什么材料无关，对于防腐蚀，要从源头抓起知道的太少了。

3 对于有些问题的认识是需要一个过程的

在1998年，求新造船厂建造的3700吨成品油轮时。丹麦船东雇佣前苏联潜艇上退役的轮机长叫“基夫”那个时候他就跟我们提出，船上使用那么多的铜管，会加快腐蚀船舶速度。我们当时并没有理会他，因为第一，我们缺乏这方面的理论知识。第二，我们厂里建造的军品“037”，管子这一块95%用的是铜管，而且这一军品就是前苏联同类舰艇的翻板（事实上人家已经是改进用不锈钢管），对他这一说法我们并不认同。

引起我重视是在2002年，江南造船厂在求新造船厂建造的化学品船。当时在淡水冷却系统里设置一个 “蚀度报警”，虽然所有淡水冷却管都是经过酸洗后磷化处理，加水后系统运行没有多长时间系统就报警。船东说这不行，那不行，没有办法只好花了十几万美金从新加坡买了进口药水在船上串洗了二十几天。拆下管子一看，效果非常好，磷化膜很清晰，但是出去试航一星期不到报警又响起。试航结束后，到厂里拆管子检查，发现离空调冷却器、辅机冷却器近的管子内壁已经锈蚀，远离设备的管子磷化膜还在，不过也有锈色附着。最后是赔钱，拆了报警装置了结。

通过这些事例，深深地打动了我。后来我有心找了有关书籍仔细阅读有关章节，才逐渐明白这些道理。当长兴一号线建造H2408油船，船东周先生提出“药水”串洗淡水冷却系统管子。当时我坚决反对的，并举例说明我们老厂的事例。无奈人微言轻，没有人把我的话当一回事。既浪费金钱，又浪费时间，同时又氧化管子。当然也应该理解他们在这一问题上的认识是需要时间，所以我再一次呼吁管系设计人员，在设计中要重视电化学腐蚀这一现象，尽量减少电极电位差，提高管子和钢板使用寿命。

4 解决问题的措施和建议

综合上面所述，我提出如下改进措施和建议：

①建议将生活用的冷热水管、压力表上传递信号用的铜管改用不锈钢管，并积极建议热交换器厂家生产出同一钢材的热交换器，尽最大努力消除船舶上有加速腐蚀的“能量”。②建议在最容易被烂穿几个地方设置牺牲管段，即就是在热交换器附近放一根内壁涂锌管，其他所有参数和要求与别的管子一模一样，让其先腐蚀来保护其它管子。并且将这一根管子的形状、尺寸等等参数分毫不差地复制3-5个，烂穿了换上一个，以此来保证系统正常运行，有的放矢控制管子的返修率。

在售后服务中建立基础数据的统计，帮助分析质量改进有效性、必要性。

5 结束语

衷心希望我的建议能被大家所接受和采纳，不辜负了我赤诚之心。更重要的是要让每一个设计者都知道，防腐蚀，要从源头抓起。不但是在民用船舶上要高度重视，在军品上更要引起设计人员的高度重视！因为军品上铜管使用的更广泛，所以电化学腐蚀会是更严重，尤其是在南海军舰上。

参考文献：

[1]质量专业理论与实务（中级）[M].中国人事出版社.

[2]船舶除锈与涂装工艺（中级工教材）[M].哈尔滨工程大学出版社.

[3]张磊.船舶金属腐蚀及其防腐[J].中国水运（理论版），2007-09-20.