船舶金属腐蚀失效与防护研究

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海上平台金属腐蚀与防护研究

海上平台金属腐蚀与防护研究

48海上石油平台作为全球能源供应的关键基础设施,常年受到海水、湿气、温度变化以及生物侵蚀的影响。

这种特殊的环境使得金属腐蚀成为一个不可忽视的问题,直接关系到平台的安全运营和使用寿命。

海水中的盐分、湿气和氧气是金属腐蚀的主要诱因,而温度的波动和生物活动则加速了腐蚀过程。

这种腐蚀不仅危及结构安全,还可能导致重大的环境污染事件,如石油泄漏等。

高质量的金属防腐蚀技术不仅可以提高平台的安全性和可靠性,减少事故和损失的风险,而且可以降低运营成本,提高经济效益。

1 腐蚀分类1.1 均匀腐蚀均匀腐蚀是常见的腐蚀形式,表现为金属表面均匀地失去材料,这种腐蚀通常导致金属表面出现均匀的锈蚀或蚀刻,但不会形成孔洞或裂缝。

在海洋环境中,由于海水中含有大量的氯化物,铁及其合金容易发生均匀腐蚀。

此类腐蚀通常与金属表面与腐蚀介质(如海水中的盐分和氧气)的直接接触有关。

不同类型的金属和合金对均匀腐蚀的抵抗力不同。

例如,铁和钢在海水中更容易均匀腐蚀,而某些不锈钢和合金显示出更好的抗腐蚀性能。

1.2 局部腐蚀局部腐蚀是指金属材料在特定部位集中发生的腐蚀现象,与均匀腐蚀不同,它通常在金属表面的局部区域内快速进行,导致材料性能的严重下降。

在海上平台的应用环境中,局部腐蚀尤为关键,因为它直接影响到平台的结构完整性和安全运行,尤其是在管道上局部腐蚀可导致整条管道失效。

局部腐蚀主要可以分为以下几种类型。

1.2.1 点蚀点蚀是局部腐蚀的一种常见形式,表现为金属表面出现微小但深入的坑洞。

这种腐蚀通常发生在被局部化学或电化学环境破坏的区域,如金属表面的缺陷或污染物聚集处。

在海上平台中,点蚀通常发生在管道和阀门等部件上,尤其是那些接触海水的部分,因为海水中的盐分和氧化剂可以加剧点蚀的发展。

1.2.2 缝隙腐蚀缝隙腐蚀发生在金属的缝隙或接合处,如螺栓连接、焊缝和覆层边缘。

这种腐蚀形成的原因通常是由于缝隙区域中腐蚀介质的积聚或流动性差,造成局部化学环境的变化。

金属腐蚀与防护研究与展望

金属腐蚀与防护研究与展望

金属腐蚀与防护研究与展望金属腐蚀是金属在与周围环境作用下,从整体或局部逐渐失去其功能和性能的过程。

在工业生产和日常生活中,金属腐蚀是普遍存在的,带来了各种消耗和损失。

腐蚀不仅使得金属减少使用寿命,还会引起安全风险。

各领域试图通过金属防护来预防和控制金属腐蚀。

本文将探讨金属腐蚀的原因与分类、防护方法以及未来发展趋势。

一、腐蚀的分类和原因根据金属腐蚀的过程与性质,我们可以把金属腐蚀分为化学腐蚀、电化学腐蚀(也叫浸蚀)以及微生物腐蚀三类。

其中化学腐蚀是指金属在化学介质中发生化学反应,电化学腐蚀是指金属在电解液中发生氧化还原反应,微生物腐蚀是指金属在生物体的代谢作用下发生腐蚀。

金属腐蚀的原因有很多,主要包括化学反应、电化学反应和微生物作用。

在化学反应方面,如金属与空气中的氧气发生氧化反应;金属与硫化氢、氨气等气体、酸、碱等化学介质接触并发生化学反应。

电化学腐蚀表现为电流作用下的金属离子释放,电极电位的变化使得金属处于电化学不平衡状态,最终发生金属腐蚀。

微生物作用下,金属与微生物代谢所生成的酸、氧化剂等化学品接触,引起金属腐蚀。

二、防护方法为了预防和控制金属腐蚀,我们需要采取防护措施。

目前主流的金属防护方法包括物理防护、化学防护、电化学防护和涂层防护四种。

物理防护是指通过各种物理手段(如隔离、包覆、过滤、通风等)来防止环境对金属的腐蚀作用。

化学防护是指改变周围环境中的化学介质或添加一些特殊的化学品来达到防锈的目的。

例如,使用腐蚀抑制剂将物质添加到介质中来保护金属;在电解液中加入缓蚀剂,在氧化物中加入红外吸收剂等。

电化学防护也是一种常用的金属防护方法,它主要包括阴极保护和阳极保护。

通过改变金属电位来达到保护金属的目的。

例如,对化学电池进行控制,使它不超过一定值。

涂层防护是一种常见但也十分有效的金属防护方法。

涂层的类型非常广泛,如铬化物涂层、锌钢涂层、聚合物涂层等。

涂层可以防止各种化学物质的侵蚀,如水蒸气,氧气,盐水。

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析【摘要】船舶腐蚀是造成船舶结构损坏和事故的主要原因之一,具有严重的危害性。

本文旨在分析船舶腐蚀的主要原因,包括海水、氧气、微生物等因素。

通过对金属腐蚀的分类及机理的探讨,揭示了腐蚀过程中的关键因素。

针对船舶腐蚀问题,介绍了常见的防腐措施,包括涂层、阴极保护等方法,并探讨了新型防腐技术的应用前景。

结论部分强调了船舶腐蚀防治的重要性,展望了未来研究方向,为船舶行业的可持续发展提供了借鉴意义。

船舶腐蚀问题的研究具有重要的现实意义和研究价值,值得深入探讨和应用。

【关键词】船舶腐蚀、防腐措施、金属腐蚀、防腐方法、新型技术、研究方向、重要性1. 引言1.1 船舶腐蚀的危害船舶腐蚀是造成船舶结构损坏和事故的主要原因之一,对船舶的安全和稳定性造成了严重威胁。

由于船舶航行环境恶劣,海水的腐蚀性较强,加上船舶长期暴露在海洋环境中,导致船体和船结构金属材料出现腐蚀现象。

船舶腐蚀会减少船体的强度和耐久性,导致船舶结构的疲劳和脆裂,进而影响航行安全。

船舶腐蚀还会增加船舶的维护和修理成本,降低船舶的使用寿命,影响船舶的经济效益。

在海洋环境下,船舶腐蚀是不可避免的问题,需要引起重视并采取有效的防腐措施进行预防和治理。

只有充分了解船舶腐蚀的危害,才能更好地制定防腐策略,确保船舶的安全运行。

1.2 研究意义船舶腐蚀是船舶运行中一个不可忽视的问题,对船舶的安全性和经济性都会造成严重影响。

对船舶腐蚀进行深入研究具有重要的意义。

船舶是海上运输的重要工具,而腐蚀会导致船体强度下降、船体结构受损,从而直接影响船舶的安全性。

腐蚀对船舶构件的损坏可能引发事故,危害船员和海上的其他船只,给船舶运输带来潜在风险。

研究船舶腐蚀防治具有重要的安全意义。

船舶是资产密集型行业,造船和维修都需要巨大的投资。

船舶的寿命和性能直接受腐蚀影响,船舶的腐蚀防治不仅关乎船舶的安全性,还关系到船东的经济利益。

有效的腐蚀防治措施可以延长船舶的使用寿命,降低船舶维护成本,提高船舶的经济效益。

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析
船舶腐蚀是指船舶结构部件受到各种外界环境因素作用下,发生表面金属材料物质的损失和结构破坏的现象。

船舶腐蚀的主要原因有以下几个方面:
1.海水腐蚀:海水中含有大量的氯离子和溶解性氧,这些物质会与金属结构发生电化学反应,导致金属腐蚀。

海水中的微生物和海洋生物也会对金属结构产生腐蚀作用。

2.大气腐蚀:船舶在大气环境中暴露,不断受到大气中的氧、水蒸气、二氧化硫、酸雨等化学物质的侵蚀,从而引起金属表面的腐蚀。

3.电化学腐蚀:船舶结构中不同金属材料之间的电位差异会产生电流,在浸泡在电解质中的金属表面形成阳极和阴极,从而引起电化学腐蚀。

为了防止船舶腐蚀,可以采取以下一些防腐措施:
1.防护涂料:通过在金属表面涂覆防护涂料,形成一层保护膜,可以阻止氧气和水分进入金属表面,减少腐蚀的发生。

2.电位保护:通过在金属结构上加装阴极保护设备,使金属结构成为阴极,从而牺牲阴极以保护金属结构不被腐蚀。

3.合理设计:在船舶结构的设计中,应合理选择材料和结构形式,避免或减少不同金属材料之间的电位差,从而减少电化学腐蚀的发生。

4.定期检测和维护:船舶应定期进行腐蚀检测和维护,及时修复受损的防腐层和金属结构,避免腐蚀进一步扩大。

5.使用防腐材料:在船舶建造和维修过程中,应选择具有良好耐腐蚀性能的材料,如不锈钢、铝合金等,以提高船舶的抗腐蚀能力。

船舶腐蚀是一个常见的问题,需要采取一系列的防腐措施,从材料选择到定期检测和维护,都能有效减少船舶腐蚀的发生,延长船舶的使用寿命。

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析船舶是一种复杂的大型机械设备,长期处于海洋环境中,受到海水、海气和海洋生物等多种因素的影响,容易发生腐蚀。

腐蚀问题不仅会影响船舶的使用寿命和安全性,还会增加维护成本和维修难度。

船舶腐蚀问题一直是船舶管理和维护中的重要问题。

本文将从船舶腐蚀的原因和防腐措施两个方面进行分析。

一、腐蚀原因1.海水腐蚀海水中含有大量的氯离子和溶解氧,这两种物质是导致船舶腐蚀的主要原因之一。

氯离子能够降低金属表面的电位,使金属更容易被氧化,形成金属氧化物。

而氧气则促进了金属的氧化反应,使金属表面产生锈蚀。

海水中还含有各种盐分和微生物,这些物质也会对船舶金属结构造成腐蚀。

2.海洋生物腐蚀海洋生物对船舶结构材料也会造成不同程度的腐蚀,例如贝类、藤壶、海藻等生物会在船舶壳体表面产生硬壳,对船舶结构材料造成侵蚀。

海洋生物还会产生微生物腐蚀,其代谢产物对船舶结构材料具有腐蚀作用。

3.电化学腐蚀由于船舶长期处于潮湿环境中,金属结构可能出现电化学腐蚀。

在海水中,不同金属之间发生电化学反应,产生电流,加速金属的腐蚀。

船舶中的电气设备、蓄电池等也会导致电化学腐蚀的发生。

4.疲劳腐蚀船舶在航行过程中受到波浪、风力等外力的影响,使船体发生振动、变形等现象,这些现象容易使船舶结构中出现微裂纹,在海水的浸润下很容易促使腐蚀。

船舶在各种液体和气体介质中的运行,还会增加金属疲劳和腐蚀疲劳的发生,导致船舶的腐蚀程度加剧。

二、防腐措施1.选择合适的材料2.防护涂层在船舶表面涂覆铁锈防护漆等防护涂层,可以隔绝金属表面与海水的直接接触,起到一定的防腐保护作用。

选择合适的防护涂层也是非常重要的,应该根据船舶的使用环境、材料特性等因素进行选择。

要定期检查涂层的完整性,及时修补破损的部分,防止海水侵入金属表面。

3.防腐剂在海水中加入适量的防腐剂,可以有效抑制海水对金属的腐蚀作用,延长船舶的使用寿命。

4.防藻处理船舶在使用过程中应该定期进行防藻处理,清除船体表面的藻类和海洋生物,减少海洋生物对船舶结构的侵蚀。

船舶腐蚀及防护

船舶腐蚀及防护

(10)迷散電流腐蝕(Stray
Current Corrosion):
船舶泊岸進行電銲修補作業, 若使用直流電銲機且在陸上接地 (不在船體接地),則發生迷散電流 而使船體腐蝕。若使用交流銲機 則損失遠較輕微。
金 屬 腐 蝕 型 態
3.冲刷效果腐蝕:金屬表面與接觸物質間的相對速度所產生
(1)磨動腐蝕 (Fretting Corrosion)
(5)鋼板表面有黑皮(mill scale):
腐蝕速度可達無黑皮者的數十倍(如約80倍)。黑皮是鋼熱延壓 加工時,從高溫急冷下過程中受到不完全氧化所形成。這層 黑皮看似結實,實際上因有很多空隙存在,使得大氣中氧氣 與水份很容易浸透而形成激烈腐蝕。
金 屬 腐 蝕 型 態
2.局部腐蝕(Local Corrosion) :金屬局部發生腐蝕的現象
金屬表面承受高負荷,因振動或微短距離滑動而產生。
(3) 加凡尼序列(Galvanic Series) :較實用,但環境不同,各
加凡尼系列順序亦不盡相同。例如在海水中若干常 用金屬的加凡尼序列如下:
金、鉑、銀、銅、黑皮(mill scale)、鐵、鋁、鋅
化学腐蚀
(二)化學腐蝕(Chemical
Corrosion):
金屬溶解於有機溶劑、熔融鹽液中。
(b)改善方式,如: (i)以電銲替代使用墊片
(gaskets)
(ii)避免尖銳邊緣(sharp edges) (iii)使用橡膠(rubber)或鐵弗龍(Teflon)為材質的墊圈
金 屬 腐 蝕 型 態
(7)孔蝕(Pitting Corrosion):
(a)原油輪貨艙底板:局部殘留海水及SRB菌而孔蝕。
(1) 異金屬接觸腐蝕 (Bimetallic or Galvanic Corrosion)

不同涂层对船舶舱室金属表面在海洋环境中腐蚀行为的改善效果

不同涂层对船舶舱室金属表面在海洋环境中腐蚀行为的改善效果

不同涂层对船舶舱室金属表面在海洋环境中腐蚀行为的改善效果海洋环境中的船舶舱室金属表面容易受到腐蚀的影响,这不仅会影响船舶的使用寿命,还会增加维护成本。

为了改善金属表面的耐腐蚀性能,人们采用了不同类型的涂层。

本文将探讨不同涂层对船舶舱室金属表面在海洋环境中腐蚀行为的改善效果,并对其优缺点进行分析。

一、有机涂层有机涂层是一种常用的船舶舱室金属表面涂层。

这种涂层通常由有机树脂、颜料、溶剂等成分组成。

有机涂层的主要作用是形成一层保护膜,屏障形式的保护层可以阻挡海水等腐蚀介质的侵蚀。

有机涂层的优点是易施工、成本较低、耐侯性好。

然而,由于有机涂层本身较薄,容易被机械损伤,从而导致涂层的完整性受到破坏,腐蚀介质渗透到金属表面。

此外,长时间的海水浸泡和辐射会导致有机涂层老化、脱落,进而导致金属表面的腐蚀。

二、无机涂层无机涂层是指以无机材料为主要成分的船舶舱室金属表面涂层。

这种涂层通常由无机树脂、颜料、填料等组成。

相较于有机涂层,无机涂层具有更好的耐腐蚀性能和抗老化能力。

无机涂层的优点是耐侯性好、化学稳定性高、抗老化能力强。

与有机涂层相比,无机涂层具有更高的硬度和耐磨性,能够更好地防止金属表面的腐蚀。

但与此同时,无机涂层的施工工艺复杂,成本较高。

三、环氧涂层环氧涂层是一种常用的船舶舱室金属表面涂层。

这种涂层通常由环氧树脂和固化剂等组成。

环氧涂层的特点是具有很好的附着力和耐冲击性,能够有效地防止金属表面的腐蚀。

环氧涂层的优点是附着力强、硬度高、抗冲击性好。

由于其特殊的分子结构,环氧涂层能够在金属表面形成一层坚固的保护膜,从而有效抵御海水等腐蚀介质对金属表面的侵蚀。

但环氧涂层也存在一些问题,如施工工艺复杂、对施工环境要求高等。

综上所述,不同涂层对船舶舱室金属表面在海洋环境中腐蚀行为的改善效果各有优缺点。

有机涂层易施工但耐腐蚀性较差,无机涂层耐腐蚀性好但施工工艺复杂,环氧涂层具有较好的附着力和耐冲击性。

在选择涂层时,需要根据船舶的具体情况和要求,综合考虑不同涂层的性能和成本因素,以达到最佳的腐蚀防护效果。

金属腐蚀的防护

金属腐蚀的防护

金属腐蚀的防护腐蚀是金属长期暴露于外界环境中所致的一种破坏性过程,它导致金属表面的失重和机械性能的降低。

因此,为了保护金属长期使用,减少腐蚀带来的损害,金属腐蚀的防护工作变得尤为重要。

本文将介绍几种常见的金属腐蚀防护方法,旨在探讨如何有效延长金属制品的使用寿命。

1. 腐蚀原理在介绍腐蚀的防护方法之前,我们有必要了解腐蚀的原理。

金属腐蚀是由于金属与其周围环境发生化学反应而导致的,主要包括电化学腐蚀和化学腐蚀两种类型。

电化学腐蚀是指金属和电解质溶液或湿度空气中的氧、水和酸碱等物质发生电化学反应,而化学腐蚀则是指金属与氧、硫化物和盐等物质发生直接的化学反应。

2. 防止金属腐蚀的方法2.1 表面涂层表面涂层是一种常见的金属腐蚀防护方法。

它通过在金属表面形成一个保护层,隔离金属与外界环境的接触,以阻止腐蚀的发生。

常用的表面涂层包括喷涂、镀层和涂料涂层等。

喷涂是将特殊的抗腐蚀涂料通过喷涂工艺涂覆在金属表面,形成均匀的保护层。

而镀层是在金属表面电化学上沉积一层金属或合金,以提高金属表面的抗腐蚀性能。

涂料涂层则是将涂料直接涂覆在金属表面,起到保护作用。

2.2 金属合金金属合金是指由两种或两种以上金属组成的材料。

与纯金属相比,金属合金具有更好的抗腐蚀性能,因为其内部结构的改变可以减少金属与环境的接触。

常见的金属合金包括不锈钢和铝合金等。

不锈钢由铁、铬和镍等元素组成,镍和铬的存在可以提高钢的抗腐蚀性能。

而铝合金通过合金元素的加入,如铜和锌等,可以提高铝的抗腐蚀性能。

2.3 阳极保护阳极保护是利用电流将金属表面形成氧化物膜以防止腐蚀的过程。

具体来说,通过在金属表面引入外部电流,使得金属表面成为阳极,形成稳定的氧化膜,防止金属被腐蚀。

这种方法常用于地下管道、船舶和海洋设施等金属结构的防腐。

然而,阳极保护需要一定的电源和控制设备,且操作较为复杂。

2.4 环境控制环境控制是一种有效的金属腐蚀防护方法。

通过控制金属周围环境的湿度、温度和化学物质的浓度等参数,可以减缓或消除腐蚀的发生。

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船舶金属腐蚀失效与防护研究
摘要:目前,大多数船舶都采用金属外壳。

而金属在海洋环境中,受海水温度、海水含盐度、海洋大气温度、海洋大气湿度的影响,腐蚀程度很严重,腐蚀不仅
降低了船舶钢结构的强度,缩短了船舶的使用寿命,同时还会使航行阻力增加,
航速降低,影响使用性能。

更为严重的是,一旦出现穿孔或开裂,还会导致海损
事故的发生,造成惊人的损失。

所以,加强对船舶防腐新技术的研究具有重大意义。

关键词:船舶金属;腐蚀失效;防护;
船舶由于长期处于盐度较高的海洋环境中,腐蚀极为严重,腐蚀不但能够降
低船舶钢结构的强度,缩短船舶寿命,还会增加航行阻力,降低航速,影响船舶
性能和航行安全。

因腐蚀导致结构损坏和破坏,财产甚至生命的损失屡见不鲜,
可以说船舶腐蚀是影响其寿命的最大的因素之一。

一、船舶金属腐蚀失效
1.在船体钢结构上的电化学腐蚀主要有以下几种。

(1)氧的浓差电池作用。

由于氧有夺取电子的能力,且水面的氧较水下的氧多,故近水面部分的金属得到
电子成为阴极,而水中部分的金属失去电子成为阳极而发生腐蚀。

腐蚀发生后,
缝隙或缺口处的氧多,而底部氧少,从而底部继续腐蚀,最后成为锈坑或锈穿。

(2)两种不同金属或钢种的腐蚀。

在海水中,两种不同成分的金属接触时,电
势较低的金属成为阳极发生腐蚀,例如铆钉和焊缝处容易锈蚀,原因即于此。

(3)氧化皮引起的腐蚀。

由于氧化皮的电极电位比钢铁的高0.26V,所以成为阴极,而钢铁本身成为阳极发生腐蚀。

(4)涂膜下的腐蚀。

由于实际上涂膜表央
有微孔存在,所以海水仍可缓慢穿过涂膜产生电化学腐蚀。

此时,含涂膜的部分
成为阴极,不含涂膜的部分成为阳极而发生腐蚀,在涂膜未损坏或失效时,这一
过程是缓慢的。

涂漆前未除尽的氧化皮、锈蚀物、污物、水分、盐类等,在涂膜
下加速进程,破坏涂膜。

涂装时漏涂等施工缺陷也会加速腐蚀进程,从而过早破
坏涂膜。

涂膜损坏后,将产生前述各种腐蚀,这种腐
2.机械作用腐蚀。

机械作用的腐蚀包括腐蚀作用和机械磨损,二者相互加速。

其中包括冲击腐蚀,这是由于液体湍流或冲击所造成;空泡腐蚀,高速流动的液体,因不规则流动,产生空泡,形成“水锤作用”,常常破坏金属表面的保护膜,
加速腐蚀作用,如螺旋浆、泵轴等处易发生;微振磨捐腐蚀,两个紧接着的表面
相互振动而引起的磨捐;应力腐蚀开裂,是在拉伸应力和腐蚀介质作用下的金属
金属腐蚀破坏,金属内会产生沿晶或穿晶的裂纹。

3.生物腐蚀。

生物腐蚀是由海洋生物的船底附着引起的,这种腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种。

由于海洋生物在船底的附着,破坏了漆膜,造成钢板局
部电化学腐蚀;由于微生物的新陈代谢作用,分泌出具有侵蚀性的产物如CO2、NH4OH、H2S等以及其他有机酸和无机酸引起钢板的腐蚀作用等。

4.化学腐蚀。

化学腐蚀的特点是:腐蚀反应产物是直接地参与反应的金属,在表面区域生成,无电流产生。

一般分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀两
大类。

例如钢铁在高温蒸汽中产生的氧化皮,在有机液体中浸泡的破坏等。

二、防护技术
1.防腐蚀涂料技术。

采用合适的船舶涂料,以正确的工艺技术,使其覆盖在船舶的各个部位,形成一层完整、致密的涂层,使船舶各部位的钢铁表面与外界
腐蚀环境相隔离,以防止船舶腐蚀的措施,称之为船舶的涂层保护。

目前,船舶
涂料的品种有:水线涂料、船壳涂料、甲板涂料、油舱涂料、饮水舱涂料、压载
水舱涂料、防污涂料等。

现有水线以下船底防护涂料大体分为三大类:第一类为
传统的油性涂料和沥青系防腐蚀涂料。

第二类为以环氧树脂、乙烯树脂、氯化橡
胶为主体的高性能防护涂料。

其主要有改性环氧树脂涂料、玻璃鳞片涂料、无溶
剂环氧涂料、氟树脂涂料等。

水线以上防护涂料是具有更好耐久性、耐候性、保
光性、保色性的船壳涂料,如聚氨酷丙烯酸等相继出现,并以在大型船舶上获得
应用。

高耐候性的氟树脂涂料目前也进入了工业化生产应用。

当前各国船舶涂料
厂商重点从以下几个方面对涂料进行研究和开发:高热无机锌车间底漆;低表面
处理底漆;万能型防锈底漆;超厚膜型涂料;速干性涂料;低毒无害化涂料;高
质量、高性能涂料。

近年来随着环保要求的提高,环保型防污涂料也得到了越来
越多的重视,成为海洋防腐涂料的发展方向,防污性能好但对海洋生物有危害的
防污涂料应用也越来越少。

2.阴极保护技术。

对于船舶的阴极保护来说,主要有牺牲阳极保护和外加电流保护两种。

(1)牺牲阳极保护技术。

牺牲阳极阴极保护技术是通过在船体外表面安装充当阳极的被牺牲掉的金属块,以保护作为阴极的船体钢板不被腐蚀。

通常提到的
阴极保护,是通过外加阴极电流极化,将处于腐蚀状态的金属的电位降低至其免
蚀区,达到该金属的热力学稳定状态,从而使金属的腐蚀速率大大降低甚至停止。

牺牲阳极阴极保护是船舶浸水部分最有效的、应用广泛的方法之一,所采用的阳
极材料电化学性能的好坏是牺牲阳极阴极保护水平的技术关键。

目前,船体使用
的牺牲阳极有锌—铝—镉三元合金(称为三元锌牺牲阳极)、高效铝合金阳极、
铁合金阳极等。

各种不同船型所采用的牺牲阳极型号和数量是根据船体各部位的
形状、面积和环境情况专门设计的。

牺牲阳极保护阴极不需要外加电流,不干扰
邻近设施,设备简单,施工方便。

牺牲阳极保护技术的发展趋势是以新型的铝合
金阳极替代传统的锌合金阳极,达到延长保护寿命,降低保护费用的目的。

(2)外加电流保护技术。

外加电流阴极保护技术是将牺牲阳极保护中的牺牲阳极块更换成只起导电作用而不溶解的辅助阳极,在阳极和钢板之间加一直流电源,并通过海水构成回路。

电源向钢板输入保护电流,使钢板成为阴极而得到保护。

该外加电流保护系统由恒电位仪也就是外加电源、参比电极、不溶性辅助阳
极构成。

整个系统使船体电位始终保持在保护电位范围内。

外加电流保护技术越
来越多地应用于船舶壳体的腐蚀保护,其优点是设计保护寿命长、电位、电流可
调节性强,但目前仍存在可靠性和经济性较差等缺点,未来的发展趋势是通过在
恒电位仪的可靠性、辅助阳极的排流量、参比电极的长期稳定性等方面的改进,
提高外加电流系统的可靠性和降低保护费用,并进一步延长保护年限。

3.其他防腐蚀措施。

(1)防止不当操作的异常腐蚀措施。

有些船舶的船体会发生异常快的腐蚀穿孔。

发生异常腐蚀的原因有可能是钢板的质量差,耐腐蚀性不好;更经常的原因
是电腐蚀引起的,这种腐蚀是人为造成的。

大多是由于电焊焊接的违规操作,导
致了焊接电流从水下船体外表面流向海水,使钢板发生了电腐蚀。

造成电腐蚀的
方式主要有以下几种:不正确的单线焊接;不正确的双线焊接;其他不正确的焊
接施工等。

(2)应用防腐蚀监测技术。

船体的防腐蚀监测的内容包括两个方面:一是船体腐蚀防护效果监测:另一个是船体腐蚀状况监测。

这类监测技术有船体阴极保
护状态监测(船体电位监测)、船体腐蚀状况监测(超声波测厚技术测量船体钢
板平均厚度,X 射线或超声波腐蚀测试仪,钢板表面腐蚀坑深度监测)、水下电
视监测系统(船体水下腐蚀及污垢状况监测)、热波成像检测系统等。

船舶腐蚀控制系统的状况对于维护保持船舶结构起到关键性作用,一旦涂层受到损坏,随之而来的腐蚀将使船舶结构的完整性受到破坏,不但要花费大量资源进行修理,还难于彻底恢复。

很多机务都有相关经验,处理腐蚀引起的结构损坏非常棘手,尤其是边缘腐蚀、焊缝及其附近的腐蚀和船底构件的腐蚀等,不但难以决断,而且修理的附加工程量也较大。

保持防腐系统的有效性,不但能节省大量资源,有效地延长船舶使用寿命,而且对改善船容船貌有重要作用。

参考文献:
[1] 郭清泉,陈焕钦.金属腐蚀与涂层防护.[J].合成材料老化与应用.2016.(04).
[2]施利炳.金属的腐蚀与防护.[J].物理测试.2017.(03).
[3]侯俭.金属的腐蚀与反腐蚀.[J].金属世界.2016.(02).。

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