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船舶腐蚀成因及防护技术.pdf

船舶腐蚀成因及防护技术.pdf

上传者: 玉山村夫 2013-01-03 评分 5 0 166 23 756 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《船舶腐蚀成因及防护技术pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含第卷第期中国水运VolNo年月ChinaWaterTransportOctober收稿日期:作者简介:王来强()男济南船舶检验局主要从事船舶检验工作符等。

第卷第期中国水运VolNo年月ChinaWaterTransportOctober收稿日期:作者简介:王来强()男济南船舶检验局主要从事船舶检验工作。船舶腐蚀成因及防护技术王来强(济南船舶检验局山东济南)摘要:船舶长期处于海洋环境中腐蚀极为严重因腐蚀导致结构损坏和破坏严重影响船舶性能和航行安全。本文通过分析船舶腐蚀的类型和产生原因探讨当前船舶防腐蚀所采用的技术。关键词:船舶腐蚀防护中图分类号:U文献标识码:A文章编号:()一、引言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。IMO环境保护委员会已通过《国际控制有害船底防污系统公约》IACS为了顺应这种国际趋势也加强了对现有老龄船舶的检验要求。为此船舶和海上设施的防腐蚀问题开始备受主管机关、检验部门、船东、保险商等的关注。本文着重介绍船舶腐蚀的几种类型和产生原因以及当前船舶防腐蚀所采用的技术。二、船舶腐蚀的类型及产生原因船舶腐蚀的类型多样是由于船舶腐蚀发生的原因的多样性造成的船舶腐蚀发生的原因主要有以下几种:.船体在初次涂装时由于其表面处理的不干净存在残碱、残盐、残存氧化皮或锈斑等而引起的破坏作用。残碱对金属有较大的亲和势即使在涂覆涂层后它还能自发的沿着涂层与金属界面扩展而破坏涂层与金属表面的粘附残盐与通过涂层渗透进来的水分子发生水解和受氧分子的作用生成不溶性产物此物质与金属形成腐蚀电池体积不断增大使涂膜破坏残存氧化皮在介质发生渗透时轧制氧化皮和轧制氧化皮缝隙所暴露出的铁在电解质溶液下形成腐蚀电池结果腐蚀沿缝隙在轧制氧化皮下扩展最后氧化皮带着表面的涂层一起脱落。.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。.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CO、NHOH、HS等以及其他有机酸和无机酸引起钢板的腐蚀作用等。.由于光照、温度、化学介质、磨损或机械损伤等某一原因引起的破坏。光照会使涂层老化、粉化过高的温度以致超过高聚物所能承受的极限温度时会出现发软或龟裂、熔化等问题化学介质会使涂层溶胀或溶解、脆化等机械损伤会造成涂层破裂。.介质渗透后使涂层下金属表面发生电化学腐蚀所引起的破坏。当漆膜有电解质透过后发生了电化学腐蚀会使漆膜下呈碱性当漆膜不耐碱时就会对涂膜造成破坏。水的渗透使涂层体积增加所引起的破坏。有些涂层在水的浸泡过程中因吸收水分使体积增加而产生内应力这时在任何粘附得较差的点上的涂层就会脱离金属并隆起成泡。三、船舶腐蚀防护措施船舶的防护直接关系到船舶的使用寿命和航行安全。船舶的防护包括合理选材、合理设计结构、表面保护(涂层保护、金属喷涂层、金属包覆层、衬里)、阴极保护等。船体防护系统是保护船体免受腐蚀侵害的系统主要有两大系统组成:防腐蚀涂漆系统和外加电流或牺牲阳极的阴极保护系统。.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。第三类为世纪年代后出现的高性能船底及水下结构物防腐涂料。其主要有改性环氧树脂涂料、第期王来强:船舶腐蚀成因及防护技术玻璃鳞片涂料、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。.阴极保护技术对于船舶中与海水直接接触的部位采用比钢铁的电极电位更负的金属或合金与钢铁船体电性连接使其在整体上成为阴极或给钢铁船体不断地加上一个与钢铁腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电同样可使其在整体上成为阴极并且得到极化便可使钢铁船体免受腐蚀即得到保护对于这样的保护措施称之为船舶的阴极保护。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。()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。()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。.其他防腐蚀措施()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。()减少异种金属部件的直接连接船舶上普遍使用多种金属材料如钢质船体、铜质、钛合金、不锈钢及钢质管道铝质上层建筑等。它们之间不可避免地要进行相互连接。如果这些不同金属之间未加电绝缘当管路、设备的内部或外部有海水时就会发生电偶腐蚀。致使负电位的金属遭到快速腐蚀溶解。因此在船舶上采用防腐蚀电绝缘连接方式避免此类问题的发生。()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。参考文献许友林姚智刚熊玲船舶防腐蚀技术应用及其发展J中国修船():谷旭东船体的腐蚀与保养J中国修船():李娅娟船舶腐蚀防护计算机辅助设计系统硕士论文大连:大连海事大学:

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