海洋防腐工艺技术及应用探究

莫非 邓宏

摘 要：随着近些年全球资源问题的日益加剧，海洋资源的开发与利用成为了陆地和近海资源逐渐匮乏这一大背景下的重要发展方向，越来越多的国家开始启动海洋开发的战略与计划。然而，海洋资源储藏较为丰富的同时，也由于水深造成的低温、高压、环境恶劣、作业条件复杂等客观属性，使得在海洋资源开发工程中的技术难点与瓶颈也尤为明显。其中，海洋防腐问题一直以来都是影响海洋工程发展速度、海洋工程装备应用的重要因素。在这样的形势背景下，对海洋防腐工程及其技术进行一番深入的探究，具有十分重要的科学意义和应用价值。因此，本文主要论述了海洋防腐工艺技术，就其应用效果展开分析，并对海洋防腐工艺技术及应用的未来发展进行思考与展望，供参考。

关键词：海洋防腐；工艺技术；应用效果；发展展望

中圖分类号：TE11 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0065-02

随着海洋产业在国民经济中的比重日益增长，海洋材料成为了海洋工程中不可或缺的组成元素，也必将发展成为我国未来的新兴战略型支柱产业。而海洋材料的使用及寿命周期与海洋环境密切相关，海洋材料的腐蚀就是海洋自然条件下的产物。为了缓解和避免海洋材料的腐蚀，提高海洋材料的使用寿命，确保海洋工程及资源开发的高效开展，做好海洋防腐工作，其重要性由此可见一斑。虽然海洋防腐工作在海洋工程中意义重大，但发展过程中对工艺技术探索与应用情况却仍不容乐观。如何有效的丰富海洋防腐工艺技术的创新发展、如何促进海洋防腐工艺技术在工程中的应用效果、如何不断的提高海洋防腐的质量与发展的连续性等一系列问题都亟待解决。基于这样的发展现状及眼睛目标，本文从海洋防腐工艺技术及其特点、海洋防腐工艺技术的应用与效果、海洋防腐工艺技术及应用发展展望等方面对海洋防腐工艺技术及应用这一问题展开剖析与探究，并总结报告如下。

1 海洋防腐工艺技术及其特点

海洋工程中金属材料与设备使用量大，而海洋环境中的大气腐蚀、细菌腐蚀、二氧化碳腐蚀以及海水腐蚀使得海洋防腐工作困难重重。究其原因，不同的环境下腐蚀情况及腐蚀程度均不一样，侵蚀、缝隙腐蚀和点腐蚀以及应力腐蚀破裂等不同的腐蚀机理使得防腐方案的规划以及防腐技术的应用都具有较大的差异。一般而言[1-3]，比较常见的防腐蚀方案是在金属表面涂防腐涂料。由于海洋平台及设备材料防腐的特殊性，海洋防腐也并非普通的涂料可以处理的。目前，国内外的研究机构都研制推出了多种海洋防腐涂料，欧美等发达国家先后掌握了较为先进的海洋防腐工艺技术，并发展了多种海洋防腐涂料。这些防腐涂料产品在应用上具有不同的特征特点，使得其应用的设备材料也各不相同。其中，水性涂料应用十分简便，同时应用后如果需要清除也较为容易；油性涂料则具有较好的渗透性，广泛应用于温和的大气条件下；醇酸涂料的防腐性虽然较好，但是对化学物质却无法进行有效防腐；氨基甲酸酯涂料的防磨损性和防腐蚀性均较好；乙烯基涂料不容易变湿和粘着，有着较好的防酸碱液性能。除此之外，氯化橡胶、环氧（树脂）涂料、锌涂料、煤焦油等各种防腐涂料在海洋工程的防腐应用中都具有不同的功能。根据不同性能的防腐涂料，在防腐工程中还需采取相对应的防腐工艺，发展形成了金属封闭保护层、非金属“封闭”等一系列防腐工艺技术与措施，使得设备材料的涂覆系数能够达到防腐的基本性能指标，进而保证海洋防腐工程的完备性。

除了在海洋工程平台及设备上涂覆防腐涂料这一基本工艺措施之外，海洋防腐工作根据海洋防腐工程的需求，围绕着海洋工程腐蚀防护这一核心，对海洋防腐工艺技术与应用手段进行了深入探究，并构建了较为完善的海洋防腐技术与系统。以我国海洋腐蚀防护工程技术研究中心的防腐技术与工艺为例，基于海洋工程腐蚀防护和腐蚀状态监/检测等基础性和共性技术问题，开发以钢结构浪花飞溅区腐蚀防护技术、海洋钢筋混凝土结构腐蚀防护与修复补强技术、海洋工程阴极保护优化和腐蚀监/检测技术、海洋工程安全评价与寿命预测技术、海洋生物污损防治技术为主的工程技术，同时涵盖海洋大气腐蚀监测及防护技术、海洋生物腐蚀和污损技术、钢结构的环境敏感断裂与氢渗、牺牲阳极保护技术在内的集成化海洋腐蚀防护技术。这些防腐的核心技术不但具有良好的应用前景，同时也促进了防腐技术在工程实践中进行系统化、配套化和工程化的发展与进步，使得海洋防腐工程的技术应用进入一个较为成熟的工艺体系。由此可见，海洋防腐工艺技术对保护海洋工程平台及设备材料的使用具有重要价值，持续探究并发展海洋防腐工艺技术，促进海洋防腐工艺技术的应用发展，其重要性不言而喻。

2 海洋防腐工艺技术的应用与效果

基于海洋工程环境、海洋防腐设备材料的差异化，在海洋防腐工程中需制定不同的防腐方案，应用不同的海洋防腐工艺技术，进而确保海洋工程在设计、使用周期内的科学、安全与高效。对于海洋机械设备的防腐工作来说：首先，我们需要充分的了解机械设备材料的腐蚀形态，例如：不同钢材料在海水中的腐蚀情况以及腐蚀机理与成因。然后，根据海洋机械设备腐蚀的状况采取适当的海洋防腐工艺技术。以在海洋工程中使用最为广泛的钢结构和钢材料为例[4-5]，由于金属内部结构和材质的原因，使得不同的金属材质在海洋环境中的腐蚀快慢程度具有较大的差异，不同的钢材结构在不同的海域的腐蚀性也不同。因此，改变钢材料的金属材质组成，进而提高设备中钢结构的防腐性能。一般而言，我们可以通过制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬，镍等制成不锈钢等方式，用来提高海洋工程中设备的金属结构，同时在实践应用中也成为了防腐的重要手段。同时，锌加防腐蚀保护技术也是海洋设备中对钢结构进行防腐防护的有效策略。相对于一般的涂覆涂料防腐技术，锌加防腐蚀保护技术有更强的阴极保护作用和涂层保护双重作用，其耐腐蚀能力高于常规的富锌底漆5-6倍，防腐蚀保护年限可达到25-30年。究其原因，这是由于在钢结构上加入电解锌粉后，含锌量高的钢结构材料形成了较好的保护层，在腐蚀过程中，锌材料能够在钢结构表面发生缓慢的氧化作用，进而形成一层锌盐层作为屏障保护，进一步的减慢材料氧化的速度的同时，让钢结构具有了良好的机械与化学性能，抗腐蚀性也由此大大提高了。电化学保护法，作为一种通过化学反应来实现对机械设备材料进行防腐的技术，在海洋工程也取得了良好的应用效果。具体而言，电化学保护法就是通过在设备材料中添加活泼金属材料作为阳极，把海洋工程中需要进行防腐蚀的材料作为阴极，根据电化学中原电池的原理，这种方法可以有效的消除保护材料的腐蚀。究其原因，是通过牺牲阳极的活泼金属，使得机械设备中的材料在空气或海水中不受腐蚀。总的来说，在工程实践中已经发展形成了丰富的海洋防腐工艺技术，并取得了良好的应用效果，在海洋工程防腐工作中的重要性由此可见一斑。

3 海洋防腐工艺技术及应用发展展望

虽然海洋防腐工艺技术在工程实践中取得了良好的应用效果，但随着海洋环境的日益恶化，未来的海洋防腐工作势必面临更多的问题和更大的挑战，持续探索创新的海洋防腐工艺技术，促进海洋防腐工艺技术的应用发展，具有十分重要的价值。因此，本文就如何提高海洋防腐工艺技术水平，保证应用效果提出以下几点发展思考与展望[4-5]。

（1）加大對海洋防腐工艺技术的探究，促进基础技术及研究成果在工程实践中的应用发展。海洋防腐工艺技术的探索，需要结合各方面的人力、物力条件，综合各工程部门的优势，提高与科研院所之间的的融合，让更多的基础技术能够与海洋防腐工程实践问题结合在一起，发展形成更多具有针对性的海洋防腐工艺技术，保证海洋防腐工程的有效性和高效性。（2）基于国内外海洋工程防腐实践经验，提高海洋工程防腐技术应用的效率与成本控制。我国海洋资源的开发与利用工程发展速度虽然很快，但起步却较晚，在防腐技术应用的实践经验方面仍存在捉襟见肘或空白的局面，尤其是在复杂多变的海洋自然条件下，影响腐蚀的因素具有多样性。因此，在海洋工程防腐技术的实践应用中，我们需要基于具体的海洋工程条件与环境，充分参考国外内香港海洋防腐工程的案例，制定更为系统的防腐方案，为海洋工程防腐技术的成功应用打下坚实的基础。（3）重视海洋防腐技术及材料对海洋环境的影响，构建绿色环保的海洋工程防腐机制。随着海洋防腐涂料的不断丰富，海洋防腐技术在海洋工程中的应用也将取得更多的成绩。但在发展过程中，我们在实现对海洋工程平台与机械设备防腐的同时，也需要重点关注这些新技术、新产品是否会给环境带来污染，是否会给海洋资源的利用与开发带来浪费与影响；我们需要在实现防腐的同时，最大程度上的降低污染与破坏，实现工程经济与绿色环保的共同发展。（4）加强海洋防腐技术人才的培养，提高海洋防腐工程实践管理与维护的效率。海洋防腐技术的应用并非一劳永逸。在工程实践中，不断需要在海洋工程与平台上有效的应用先进的防腐技术，同时也需要在海洋工程运行的过程中，持续做好工程防腐工作的监管与维护。要想做好这项工作，保证海洋工程防腐的连续性，那么兼有海洋防腐技术与管理经验的综合性团队的建设是首要任务。因此，我们需要在开展海洋资源开发与利用的过程中，加强对技术人才的引进与培养，进而才根本上保证海洋防腐工作的有效性。

4 结语

随着海洋工业发展的不断深入，海洋防腐工程的重要性会越来越得以凸显。海洋防腐工艺技术的探究与发展，是保证海洋工程平台与设备正常运行的基础。促进海洋防腐工艺技术在工程实践中的发展，提高海洋防腐技术与措施的有效性，对于工程质量及效益都具有重要价值。因此，只有不断的发展海洋防腐技术，构建更为完善的应用体系，那么才能为海洋资源的开发与利用提供有效助力。

参考文献

[1]张超智，蒋威，李世娟，等.海洋防腐涂料的最新研究进展[J].腐蚀科学与防护技术，2016，28（3）：269-275.

[2]张超智，蒋威，李世娟，等.腐蚀科学与防护技术：海洋防腐涂料的最新研究进展[J].涂料与应用，2017，（1）：29-36.

[3]黄红雨，宋雪曙.海洋工程重防腐涂料的应用技术现状及发展分析[J].涂料工业，2012，42（8）：77-80.

[4]陈建超.海洋环境下钢结构的防腐研究现状[J].工程技术：文摘版，2016，（5）：00010-00010.

[5]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，（5）：8-10.