有关船舶海水管道腐蚀探究

2015-10-29赵纪锋张晓海张雷常石上海船舶设计有限公司秀山分公司浙江舟山316261

中国科技纵横 2015年11期

赵纪锋　张晓海　张雷（常石（上海）船舶设计有限公司秀山分公司，浙江舟山　316261）

有关船舶海水管道腐蚀探究

赵纪锋张晓海张雷
（常石（上海）船舶设计有限公司秀山分公司，浙江舟山316261）

随着经济的发展，国家间贸易往来频繁。由于空运耗资巨大，对一些原材料的运输往往通过货船进行水运，但是水运过程中海水腐蚀严重，船体海水管道的设计就成了一个技术难题。船体设计者该如何进行科学设计才能避免海水管道被海水腐蚀，这就需要进行深入探究。本文就是围绕如何对船舶的海水管道的腐蚀机理进行探究，从而为船体设计者提供一些理论启示。

海水腐蚀电化学反应船体保养

1　引言

随着我们世界一体化的进程的加快，海运贸易变得越来越重要。可是天然海水中含有大量可溶性盐，这对船体海水管道腐蚀非常严重。

其中，海水中含有的盐比例如1表：

由表1可知，海水中含有大量的腐蚀性盐。因此对海水管道形成了严重的腐蚀作用。海水管道腐蚀情况在世界范围内是相当严重的，这不仅是对资源的浪费，也是困扰航海家的主要问题。有数据显示，航海船海水管道每年的腐蚀情况是相当严重的，一艘刚定制的航海船的海水管道如果没有保养措施，在海上航行不超过半年便会彻底报废。这不仅是对金属资源的一种严重浪费，而且还会危及到人们的人身安全。比如长途的航行中，如果对海水管道的腐蚀问题不加以及时地解决，当这艘船航行在大海上时，一旦海水管道泄漏，那将会造成非常可怕的后果。因此，我们有必要对船体海水管道的海水腐蚀机理进行必要的探究，进而找出发现原因，然后对此现象加以制止。

2　船舶海水管道腐蚀机理

原电池反应是活泼金属与混合溶液的反应。把铁钉放入纯水中，由于水中缺乏带电的离子等，无法形成原电池，也就不会发生原电池反应。但是在靠近空气的那一端，却会明显腐蚀，这个问题的答案还得从化学反应原理中寻找。水溶液中通常溶有O2，它比H+离子更容易得到电子，在阴极上进行反应。

阴极反应：O2+2H2Os+4e=4OH-

阳极反应：Fe-2e=Fe2+

阴极产生的OH-及阳极产生的Fe2+向溶液中扩散，生成Fe（OH）2，进一步氧化生成Fe（OH）3，并转化为铁锈。这种腐蚀称为吸氧腐蚀。

原来是由于空气中的氧气与铁还有水构成了一个原电池，发生了原电池反应。通过观察还会发现，混合溶液中，铁钉腐蚀会更快。原因是铁、混合溶液中的离子、水等构成了原电池，发生了原电池反应。由于水中有比铁还原性更强的铜离子参与，所以溶液中的铜离子等一些氧化性较强的离子把铁氧化成了三价铁离子，被还原铜离子生成铜吸附在铁的表面，这样不活泼的铜当了负极材料，被还原的铜离子充当了正极材料。这样，一个更加迅速的氧化还原反应便开始了。而且海水管道常年处于阴湿环境中，这样海水管道的腐蚀情况就更加严重了。除了电化学反应外，自然条件下的化学反应也会对船体海水管道的腐蚀起到加速的作用。也许自然的化学反应没有电化学反应快，但是因为自然化学反应的开始，才引起了电化学腐蚀。自然条件下的化学腐蚀主要是铁与空气中的水蒸气还有氧气发生反应，生成疏松多孔的三价铁盐，三价铁盐疏松，因此海水管道会腐蚀的越来越严重。