船体腐蚀防护及其监测技术研究

船体腐蚀防护及其监测技术研究
王　鹏
海军士官学校
摘要：船体腐蚀是影响船舶寿命的主要因素之一，本文总结船体主要腐蚀问题，并对涂层保护和阴极保护两种方法进行了分析，指出了腐蚀状况和防护效果是腐蚀监测工作的主要对象。

关键词：船体腐蚀;涂层保护;阴极保护;腐蚀监测
现代船舶大都是钢制材料，其在海洋环境工作，长期要受到海水和海洋大气的侵蚀，海水含有盐分，是较强的腐蚀介质，对大多数金属都有腐蚀作用，尤其是普通钢铁材料，更不耐海水腐蚀。

腐蚀的危害非常大，它不仅降低船舶钢结构的强度，缩短船舶的使用寿命，也会使航行阻力增加，航速降低，影响使用性能。

腐蚀问题已引起国内的极大关注，已经开始研究探索解决金属腐蚀的各种防护技术方法和措施。

只有了解船舶的主要腐蚀问题及防护方法，才能更好地进行船舶的腐蚀监测，预防腐蚀事故的发生。

本文主要对船体的腐蚀及其监测技术展开研究。

1.船体主要腐蚀问题
船舶船体多用钢材制造。

船舶的船体、管系、设备等，所处环境不同，存在着各种各样的腐蚀问题。

如内部住舱的钢板薄，有舾装、地板胶覆盖，水分一旦进人覆盖层与钢板之间就不容易跑出，造成钢板的腐蚀。

中修时这些住舱地板及边角部位的钢板大多腐蚀烂穿，其特征为纸状减薄。

舱底积水部位，多出现腐蚀坑，导致由里向外的腐蚀穿孔。

船体外表面的舷板一般腐蚀较轻，而水线区由于涂层保护效果较差，有较明显的腐蚀。

水线以下部位，若阴极保护效果较差及防污漆失效，则由于海生物的附着或涂层破损而易发生坑孔腐蚀。

2.船体腐蚀防护方法
2.1涂层保护
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，这种防止船舶腐蚀的措施，称之为船舶的涂层保护。

涂层保护对于船舶来说是种应用最广泛、历史最悠久、最经济方便和有效的防护方法。

船舶涂层保护的合理性、科学性、有效性、经济性是极为重要的，其关键在于合理的涂层配套系统，正确的施工工艺技术，科学的管理方法。

2.2阴极保护
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。

（1）牺牲阳极保护：牺牲阳极是种比船体的钢铁电位更负的金属或合金，当它与船体电性连接后，依靠自身不断腐蚀溶解(牺牲)，产生电流使船体获得阴极极化而受到保护。

船用牺牲阳极合金有两大种类—锌合金和铝合命。

（2）外加电流保护：船舶的外加电流保护是以直流电源通过辅助阳极对船体施加保护电流、使船体成为阴极并获得极化，免受腐蚀的一种保护技术。

3.船体腐蚀监测
3.1船舶船体腐蚀状况的监测
船舶腐蚀状况的监测，通常也称为腐蚀勘验，其方法有目测法，钢板超声测厚法，及腐蚀坑深度测量法等。

这种勘验随时可以进行，当发生了腐蚀事故时，使用该方法进行勘验的情况比较多。

在船舶进厂修理，目前主要用超声波测厚仪进行钢板平均剩余厚度，用百分尺进行钢板表面腐蚀坑深度测量，从而判断钢板腐蚀情况，确定船体钢板更换面积时进行。

3.2船舶阴极保护状态（腐蚀状态）的监测
（1）船体阴极保护状态电位监测的原理
钢制船体多是碳钢与低合金钢制造。

这些钢在海水中自然浸泡（腐蚀）状态的电位一般在﹣650～﹣730mV之间。

如果将船体的电位负移到﹣800mV以下，就需要向钢板输送大量的负电苛，并使其在钢板表面更多地积累。

钢板表面负电苛多了，铁离子Fe2+就不再进入溶液了，即钢板得到了保护。

但钢板的电位也不能过负，过负则造成了析氢及碱化，析氢则易使涂层鼓泡，碱化则使有机涂层皂化。

所以，船体的电位通过阴极保护一般应控制在﹣800～﹣1000mV之间。

船舶使用中牺牲阳极不断溶解，有一定的使用寿命，当阳极快溶解完时，船体的电位就不在保护电位范围之内了。

此时，如果涂层有破损，或保护效果下降，船体就会处于自然腐蚀状态，而发生较严重的腐蚀。

通过监测船体的电位，可以监测船舶水下船体外表面的腐蚀状态，了解阴极保护的当前效果。

（2）船体电位监测方法
船体电位测量包括高阻抗电压表和参比电极两部分。

将电压表电位测量端连接船体，公共端连接参比电极，并将参比电极放入水下0.5m深处并尽量靠近船体，即可测量出船体相对参比电极的电位。

测量时，应在船两舷的首、中、尾各测几个点，以便全面掌握船体各部位保护状况。

4.船体的异常腐蚀及其监测技术
有些船舶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冶金质量太差，耐蚀性不好；更经常的原因则是电腐蚀引起的。

电腐蚀也叫电解腐蚀。

这种腐蚀主要是人为造成的。

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，使钢板发生了电解腐蚀。

船体上引发电腐蚀的电流（也称杂散电流）来源于焊接施工、电气设备的漏电以及阴极保护系统等多个方面，其中船舶停靠码头时实施不正确的焊接操作是造成电腐蚀的主要原因。

船舶进坞正常修理、临时进厂抢修、修理所及抢修队修理、平时停靠部队码头的日常维修等都常常会有焊接操作。

目前由于各种原因，防止电腐蚀的焊接操作规范不健全，不正确的焊接操作经常发生，且不好管理。

因此监控电腐蚀的发生就更显得重要。

5.小结
船体腐蚀直接影响着船舶的使用寿命和航行安全，本文主要对船体腐蚀的主要问题进行了总结，并对常用的涂层防护和阴极防护两种方法进行了分析，同时对船体的腐蚀监测工作重点进行了说明，对控制船体腐蚀、延长船舶寿命周期工作有一定的参考意义。

参考文献：
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2020.12
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