海洋飞溅区钢结构的防腐蚀技术分析

秦明君，张 雨，袁 磊（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266520）



海洋飞溅区钢结构的防腐蚀技术分析

秦明君，张 雨，袁 磊
（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266520）

摘 要：由于海洋环境苛刻，在海洋中的基础设施钢铁等金属材料与周围环境中的介质产生的一系列化学反应而受到严重的腐蚀现象。由于飞溅区在海洋钢结构的特殊区域位置，所受腐蚀的程度最为严重，以及在造成实际使用当中的丧失防腐蚀保护措施的能力。本文就海洋钢结构的飞溅区所面临的腐蚀现象及防腐蚀技术进行粗略的描述。

关键词：飞溅区；海洋钢结构；防腐蚀技术

0　引言

目前我国正大力拓展海洋资源的开发和利用，许多海上基础设施建设不断的出现，港口码头、跨海大桥、海洋采油平台、灯标等大量兴建，大批的金属材料也被投入利用。在实际的投入使用过程中，这些金属材料面临海洋特殊环境条件下空前绝后的严峻挑战，位于海洋环境中的钢结构建筑设施与海洋环境中的其它物质产生的化学反应，使得海洋钢结构承受着一系列的腐蚀损害。因浪花飞溅区所处的特殊位置，钢结构受到多种因素干扰，如表面长时间的与海水接触、干湿交替、接触海洋面积范围大以及巨大浪花冲击等，对不具备钝化特性的钢材来说，该区域是海洋设施材料被腐蚀情况最严重和防腐蚀措施最容易失效的区域。鉴于未来海洋资源的开发利用工作可持续发展，实施海洋钢结构防腐蚀的保护措施，有着十分重要的意义。

1　飞溅区腐蚀的现象

一般海洋钢结构会根据海洋环境特点分为五个区域，既大气区、飞溅区、海泥区、潮位区、浸泡区［1］。飞溅区的取值范围在平均海水潮位以上海浪能够溅浸到的区域，通常飞溅区的钢结构表面会受到海浪不间断的更新以及持续的飞溅。飞溅区不仅会受到海盐以及海水等周围环境中物质的腐蚀，同时还会受到日光强弱、大气风化、温度湿度等大范围的地理环境因素影响。除此之外，飞溅区的下部还有会受到来自月球引力作用下的潮汐影响。

受海水的稀释影响，通常飞溅区的位置都会大量的海盐粒子运动，长时间的浸泡以及干湿条件的频繁变换，都会对飞溅区的钢结构引来腐蚀效果。飞溅区受腐蚀的程度以及速度都要大于其它区域，在不同的海域以及海水潮位，相同的腐蚀位置高于潮位的飞溅区。这是因为海水与大气的氧气交替产生的作用，该区域的氧供应最为充足，氧化作用得到了极大发挥，从而促发海洋钢结构的锈化。同时海浪不间隙的有力溅打，破坏了钢结构的保护膜，使得腐蚀情况加重加深。

钢结构在飞溅区不同时间不同水平位置都会受到不同程度的腐蚀，在飞溅区的钢结构中被腐蚀的现象有以下几种：

腐蚀面匀：其主要特点是：海洋钢机构的表层受到均匀的腐蚀程度、腐蚀面积。和其它表层产生的腐蚀状况不同的是，该腐蚀情况被腐蚀的区域通常在阴阳两极难分轩轾的地方。

任意性腐蚀：海洋钢机构表层有局部点上的或稍微有些许面积的腐蚀被称作为任意性腐蚀，其随机特点造成腐蚀情况的不可预判，给防腐蚀保护带来较大的影响［2］。通常产生这种腐蚀情况的发生是因为钢结构表层受来自不同环境的各类物质以及环境条件所造成的，如海水飘浮类杂物中的金属，以及太阳辐射的穿透。

缝隙腐蚀：海洋钢结构由于材料的特殊性，在海洋中靠海水与大气中的氧来维持钝性状态，对缝隙腐蚀极强的敏感性，极大提高缝隙腐蚀情况发生的概率。

冲击腐蚀：海洋钢结构其材料特性不仅对缝隙腐蚀敏感，同时也对海水水流的的冲击激化也具有极强的敏感性。在海水流速达到某个临界点时，便会产生快速锈化的作用导致腐蚀。在海水湍急的情形时，往往会有气体被卷入海水中形成气泡，在高速流动下对海洋钢结构产生巨大的冲击力给保护层造成破坏，从而受到冲击性的腐蚀。

气泡腐蚀：在海水气压低于海水本身温度时，容易产生海水气泡，海水活动性高流动性强，会造成气泡的循环产生。海水气泡在受到大气压压缩时破裂，不断对海洋钢结构表层造成反复的抨击，促使钢结构表层的压制性损害，结构上的碎片被海水中的电解质解化成新的铁化物，暴露在腐蚀性的介质中。由此可见海水中的气泡腐蚀对钢结构的破坏往往是在机体性能上，同时造成腐蚀损坏，这种破坏往往会形成钢结构表层的腐蚀面呈蜂窝状。

2　 防腐蚀技术分析

海洋飞溅区的钢结构长期处于严峻的腐蚀环境中，其后期维护作业的难度系数以及风险系数都极大，大大提高了维护的成本价格，所以在防腐蚀的技术工艺上，严格规定只能使用高性能的防腐涂料。

对于钢结构材料的海洋设施的防腐蚀作业首先是底层涂漆，对底漆的要求是：与基材之间的吸附性粘合力强，防锈能力强，并且要具备良好防腐功能。

底层涂漆通常有环氧目锌和无机富锌，锌粉主要有两个作用，一是对阴极保护作用，二是锌的腐蚀产物比较稳定且能起到封闭、堵塞钢结构基材漆膜孔隙的作用。含锌的涂料还有着较强的附着力，与其它涂料的粘合性具有配合作用。另外转化型带锈底漆是一种对表面处理要求不高的涂料，选择它作为实验对象是考虑海洋钢结构设施的现场施工环境差、海岸空气湿度大、钢铁材料表面处理后容易返锈。以上三种涂料，都在海洋钢结构设施防腐技术上得到广泛使用，其中转化型带锈底漆表面处理和施工工艺要求都不高，但其只是作为长期海洋钢结构设施防腐蚀用的基本涂料。中层涂料的防腐蚀作用决定了海洋钢结构的寿命，由此可见它的重要性。中层涂漆要求防渗透能力强、综合防腐蚀能力强（耐盐碱，耐电离等），具有较高的硬度，以及附着力，以及柔韧性、抗冲击例。中层涂漆绝大部分采用的是环氧系涂料，其对钢结构具有良好的屏蔽性和阴极保护性，与其它涂层配合具有极强的防腐蚀能力，已在海洋钢结构的防腐蚀中得到广泛的认可与应用，面漆是指在底层漆和中层漆提供一个保护层，抑制水汽及化学活性电离子的渗入，还具有抗冲击性、抗老化性和抗溶解性。鉴于目前海洋飞溅区钢结构防腐蚀状况，已经形成不可避免的建设发展现实问题，应当加强对涂层技术的发展，研发更为先进的涂料以及更为有效的涂漆操作，为现在和未来海洋钢结构的提供更好的防腐蚀保护措施。

参考文献：

［1］侯保荣.海洋钢结构浪花飞溅区腐蚀防护技术［J］.中国材料进展，2014（01）：26-31.

［2］张彦军，韩文礼，白玉洁等.海洋钢结构飞溅区防腐蚀技术现状［J］.全面腐蚀控制，2012（05）：8-10.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.014