船舶的腐蚀与防护
船舶腐蚀的机理与防护
船舶腐蚀的机理与防护摘要: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。
关键词:船舶;海水腐蚀;微生物腐蚀;机理;防护中图分类号:f426.474舰船处于海水环境和海洋大气环境之中,其各个结构遭受着不同程度的腐蚀危害。
而且如果不采取有效的防护措施,腐蚀会越来越快。
人们根据腐蚀原理,将舰船的腐蚀分为了化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
海洋中的舰船多发生电化学腐蚀,由于舰船水线一下部分,长期受到海水的直接作用,腐蚀最为严重。
1.船舶的腐蚀类型在海洋环境中,船舶腐蚀主要有电化学腐蚀、微生物腐蚀、机械作用腐蚀和化学腐蚀等,最为主要的是电化学腐蚀,而微生物腐蚀越来越受到重视,成为研究热点。
1.1电化学腐蚀电化学腐蚀主要有海水中的腐蚀、大气腐蚀、电偶腐蚀、微电极腐蚀和涂膜下的腐蚀。
电化学腐蚀机理是原电池作用的结果。
微生物腐蚀机理主要有阴极去极化理论、局部电池机理、代谢产物腐蚀机理、酸腐蚀机理和阳极固定机理。
1.2微生物腐蚀由微生物生命活动引起或促进的船体材料的腐蚀称为微生物腐蚀。
目前海洋微生物约有1500多种,在船舶上已发现和钢铁腐蚀有关的微生物腐蚀主要有硫酸盐还原菌、铁细菌、氧化硫杆菌等。
2.海水及海洋大气对船舶腐蚀的影响因素2.1盐度盐度是指100克海水中溶解的固体盐类物质的总克数。
一般在相通的海洋中总盐度和各种盐的相对比例并无明显改变,在公海的表层海水中,其盐度范围为3.20%~3.75%,海水的盐度波动却直接影响到海水的比电导率,比电导率又是影响船体腐蚀速度的一个重要因素,同时因海水中含有大量的氯离子,破坏船体的钝化,所以很多船体在海水中遭到严重腐蚀。
2.2 含氧量海水腐蚀是以阴极氧去极化控制为主的腐蚀过程。
船舶腐蚀与防护
第九章船艇的腐蚀与防护第一节船舶腐蚀船舶腐蚀情况根据船体各部位所处的腐蚀环境、船舶航行海域、船龄以及维护保养程度不同而有很大差别。
这里我们将重点讨论船体各部位在其所处的腐蚀环境中的腐蚀。
一、船体在水下部分及水线区的腐蚀船体水下部分,根据腐蚀介质的作用条件,可分为艏部、艉部、船舷和船底四部分。
在船体的艏部,海水对壳体产生较大的流体动力作用,特别是对速度比较高的船舶。
这使得涂层的工作条件变得十分苛刻。
在艏部泡沫翻滚的波浪区,涂层首先遭到破坏。
另外,艏部的涂层还经常受到锚链和漂浮物的撞击。
当运输船和工程船的航行速度为10~20kn时,船体艏部的水被空气泡所饱和。
这里的腐蚀过程不受供氧的扩散控制。
船体中部的船舷外壳表面受到比艏部小的流体动力作用,但是这个区域的涂层在船靠码头时特别容易遭到破坏。
在螺旋桨所产生的强烈水流作用下,船艉部壳板和舵叶上遭到明显的局部流体动力的作用。
在许多情况下,这会引起结构的冲刷腐蚀破坏。
由于船体和由铜合金制成的螺旋桨接触,船艉,特别是在端部,所发生的阳极极化是引起腐蚀破坏的重要因素。
氧向桨叶(阴极)的充分供给增加了这个腐蚀电池的工作效率。
在船底部位,由于附着海生物,故易产生氧浓差电池而引起坑蚀。
同时,海生物的排泄物除了助长腐蚀之外,随其积累还会侵入船底涂膜中,从而将涂膜破坏,也会造成严重后果。
此外,由于和水翼、声呐罩等不锈钢结构接触,局部的阳极极化也是可能的。
水线区的船体外壳处于特别苛刻的条件之下。
在这个区域,涂层破损的可能性最大。
除了各种漂浮物和系泊条件破坏涂层之外,在港口水面上经常存在的石油产物层也会促使涂层破坏。
船体这个区域所用的许多涂料都对石油产物不稳定。
正如前面指出的那样,这个区域的外壳处于干湿交替条件下,遭到水和空气的交变作用,这大大增加了腐蚀介质的侵蚀性。
船体结构的水下部分,焊缝部位常常发生严重的腐蚀。
当焊缝金属的电位低于船体壳板的电位时,焊缝金属成为腐蚀电池的阳极,而面积较大的外壳板成为有效的阴极,这导致焊缝金属腐蚀速率大大增快。
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在海水中航行,长期受到海水腐蚀的影响,因此船舶腐蚀是一个必然存在的问题。
其主要原因有以下几个方面:1. 海水中的盐分和氧气:海水中的盐分和氧气对船体的金属材料产生了不可避免的腐蚀作用,这也是主要的腐蚀因素。
氧气氧化金属,而盐分则促进了水的电解过程,加速了腐蚀的进程。
2. 海洋环境的环境因素:海洋环境中的酸碱度、温度、风、浪等环境因素也会影响船舶的腐蚀。
相对来说,冷水中的腐蚀比较缓慢,而热水中的腐蚀则比较快。
3. 船舶结构设计和材料的选择:如果设计不合理,如拐角设计不圆滑,会催化电化学反应进而产生腐蚀。
材料本身的选择也对腐蚀性有影响,特别是在海水环境下,一些材料容易产生电化学反应。
为避免船舶腐蚀,需要采取如下防腐措施:1. 选用具有抗腐蚀能力的材料:船舶主要结构和重要部位的选材需要具备较好的抗腐蚀能力。
如,不锈钢、铝合金、耐腐蚀铜等具有抗海水侵蚀的性能,可以减缓腐蚀速度。
2. 进行测试和监测:对船舶进行测试和监测。
如,经常进行海水腐蚀检测,尤其是在作业地点附近的海域更要定期对船底进行检测,及时发现腐蚀情况。
3. 表面防护:防止湿氧与金属表面接触,例如需要对重量级钢材、船底等表面进行喷漆和镀层。
喷漆和镀层都是船体表面处理方法的常用方法,能够有效地保护船体不受海水侵蚀,延长船舶使用寿命。
4. 防腐蚀设备:安装防腐蚀设备。
例如,将贴合玻璃、角铁、垫片等防腐材料贴在角度挑战处,能够有效地避免泛锈腐蚀。
5. 定期保养:对腐蚀情况严重的船舶要定期进行保养,拖船在海上游荡,长时间停留在潮湿环境下,部分地区的风暴影响也会让船舶腐蚀的速度更快,定时检修机器、紧固螺丝、加强舷外防腐等环节,保证船只的完好性和航行安全性。
综上所述,船舶腐蚀是一个不可避免的问题,但是通过选材、表面防护、防腐蚀设备的安装和定期保养等技术手段,能够有效地减缓船舶腐蚀速度,延长船舶使用寿命,提高船舶的安全性。
船体防腐方案
船体防腐方案一、背景介绍船体作为船舶的重要组成部分,承载着船舶的结构和性能。
随着船舶运输业的快速发展,船体防腐工作显得尤为重要。
本文旨在提出一种有效的船体防腐方案,以确保船舶的安全和耐用性。
二、船体防腐的重要性船体是船舶最核心的部分,直接承受着外部环境的恶劣因素,如海水、紫外线、海洋生物等。
没有有效的船体防腐措施,船体将容易受到腐蚀、磨损和氧化的影响,进而导致船舶结构破损、安全性降低以及寿命缩短。
三、船体防腐的基本原则1. 材料选择:选用具有良好防腐性能、抗氧化性能和耐磨性能的材料,以保证船体长时间使用的安全性和稳定性。
2. 前期处理:在进行船体防腐之前,应对船体进行充分的清洁和除锈处理,以确保涂层的附着力和防腐效果。
3. 防护涂层:在船体的表面涂覆一层具有良好防腐性能的防护涂层,以提高船体的抗腐蚀能力和耐久性。
四、船体防腐的具体方案1. 环氧涂层方案:选择具有良好耐候性和耐腐蚀性的环氧防腐漆,将其涂刷在船体表面。
该涂层能够有效隔离船体与外界环境的接触,并具备较高的耐化学腐蚀性,可在恶劣环境下保持船体的耐久性。
2. 防污涂层方案:以保护环境为导向的防污涂层方案可减少海洋生物的黏附,防止生物腐蚀和磨损船体。
同时,这种涂层还能减少船舶的阻力,提高燃油效率,降低航行成本。
3. 防锈涂层方案:选择耐腐蚀性较强的富锌涂层,形成一层锌铁合金保护膜,有效隔离空气和水分对船体的腐蚀。
该方案具备良好的防腐性能和耐久性,适用于长期使用的船舶。
五、船体防腐方案的实施1. 前期准备:对船体进行全面的清洁、除锈和修复工作,确保表面光滑平整。
2. 涂刷防腐涂层:按照防腐方案选择的涂层类型和施工要求,对船体进行涂刷。
确保涂膜的均匀性和厚度符合要求。
3. 定期检查和维护:定期检查船体涂层的状况,对有损坏和腐蚀的部分及时修复和维护,以保证防腐涂层的有效性和船体的完整性。
六、总结船体防腐是船舶维护中不可或缺的一环,对船体的安全性和耐久性具有重要影响。
船舶腐蚀及防护
0.2 0.5
0.1 0.15
0.3 0.5
0.1
0.1
0.15 0.2
0.2 0.25
0.06
0.1
船舶防腐设计和施工
在选材、设计和施工中要避免造成电偶腐蚀和缝隙 腐蚀。与高流速海水接触的设备(泵、推进器、海水冷 却器等)要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀 。
(3)涂料保护
(4)阴极保护
腐蚀穿孔(外 形貌)
腐蚀穿孔(内 形貌)
腐蚀产物膜 微观形貌
腐蚀产物膜的 化学成份分析
船舶腐蚀的控制方法
内衬
用于船上的管路
涂料
耐蚀合 金
电话 化学 保护
是主用控制船体与
舱室腐蚀的措施
与涂料联合控 制腐蚀
依据海水的特点
海水约含3.5%NaCl是对钢铁腐蚀速度最大的浓度。
船舶涂料
特点:海水+生物腐蚀
船体涂料的分区分段
• 氯化橡胶区:应用在船体,船舷,水线 露天甲板、上层建筑、货仓。(目前上层建
筑、干舷为聚氨酯取代) • 压载水舱:环氧沥青(目前为不含沥青的
环氧所取代) • 船底:乙烯沥青、环氧沥青,自抛光。 • 环氧涂料逐渐统领船舶涂料。
环氧涂料可用的部位
• 船底 • 干船舷 • 上层建筑 • 甲板 • 压载 • 货仓
饮水舱涂料
• 要求:饮水实验合格、耐水腐蚀。 • 涂料:一般使用纯环氧树脂 • 新要求:要求有国际FDA认证,有相关的
毒理实验。
压载舱涂料质量要求
• 特点:压载舱处于高温、高湿腐蚀环境, 结构复杂的环境,维修困难。
• 要求:要求涂料具有长效耐腐蚀机制。 • 涂料:原环氧沥青、聚氨酯沥青,因黑色
不容易发现涂层出现的问题,现在采用厚 膜环氧涂料。
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在使用过程中由于受到自然环境、化学物质等因素的影响而导致船体或船舶设备表面出现腐蚀现象。
船舶作为重要的海上运输工具,其安全性和使用寿命直接关系到航运业的发展和人民生活的质量。
对船舶腐蚀原因及防腐措施进行深入分析,对船舶安全和使用寿命的保障具有重要意义。
一、船舶腐蚀的原因1. 海水腐蚀海水中含有大量氯化钠等盐类,这些盐类会在船舶表面形成腐蚀性的介质,加速船舶金属材料的腐蚀过程。
海水中的氯离子是引起金属腐蚀最主要的因素之一,特别是在气候潮湿的海域。
2. 大气腐蚀船舶在航行中会受到大气中的氧气、水蒸气和其他气体的腐蚀影响,特别是在潮湿、多雨、多雾的环境中,船舶的金属表面更容易被腐蚀。
3. 电化学腐蚀船舶金属结构在海水中存在电化学反应,而产生腐蚀。
由于船舶金属结构通常会接触海水,因而船舶金属结构表面容易产生电化学腐蚀,加速金属材料的腐蚀速度。
4. 微生物腐蚀海水中存在大量的微生物,这些微生物通过附着在船舶金属表面,生长繁殖并分泌酸性物质,对船舶金属结构起到了腐蚀作用。
微生物腐蚀主要出现在船舶的水线以下处,对船舶的腐蚀程度常常超出人们的意料。
5. 化学品腐蚀在船舶的运输和装卸过程中,还会受到化学品的腐蚀。
船舶承载的化学品会对船舶的货舱、舱壁等部位造成腐蚀,并加速船舶的老化。
二、船舶腐蚀的防腐措施1. 选用耐腐蚀性能好的材料船舶在设计和建造过程中,应该选用耐腐蚀性能好的材料,例如不锈钢和合金材料等,以提高船舶的抗腐蚀能力。
2. 表面处理船舶的金属表面应进行防腐处理,如喷涂防锈漆、热浸镀锌、电镀镍等措施,以降低船舶金属表面受到海水、空气等腐蚀介质的侵蚀程度。
3. 防腐保护系统船舶建造时应设计合理的防腐保护系统,例如在船体表面覆盖防腐蚀漆、使用防腐蚀涂料、安装防腐蚀陶瓷等,形成保护层,延长船舶的使用寿命。
4. 海水防腐船舶在浸泡在海水中的时间较长,因此要对船舶的海水部位进行特殊的防腐处理,包括船舶底部的防腐蚀漆涂层,以及使用防腐蚀剂等措施。
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
(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)
十大海洋腐蚀防护技术
盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。
船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。
控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。
从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。
建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。
表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。
海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。
按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。
海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。
海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。
船舶锌块作用
船舶锌块作用船舶锌块作用1. 引言船舶锌块是一种船舶防腐和防蚀的重要设备。
通过与海水中的氯离子反应,形成氧化锌膜,起到保护船体的作用。
本文将介绍船舶锌块的作用及其相关知识。
2. 船舶锌块的作用船舶锌块的主要作用如下:•防腐蚀:船舶在海洋环境中,由于氯离子等腐蚀性物质的存在,船体容易发生腐蚀。
锌块能与海水中的氯离子发生反应,生成氧化锌膜,有效地抑制船体腐蚀的发生。
•防生物附着:海洋中存在大量的海藻、贝类及其他生物,它们可能会附着在船体上,造成污染和阻力增加。
船舶锌块能够释放微量的锌离子,阻止生物的附着,保持船体的干净和流线型。
•延长船体寿命:船舶锌块的防腐蚀和防生物附着的作用,在很大程度上延长了船体的使用寿命。
船舶经过一段时间后,锌块会逐渐消耗,需要定期更换,以保持其有效性。
3. 船舶锌块的安装和维护船舶锌块的安装和维护十分重要,以下是一些要点:•合理安装位置:船舶锌块应安装在船体的容易腐蚀和生物附着的部位,比如船舷和螺旋桨等。
可以根据实际情况,在这些部位设置多个锌块,以增加保护效果。
•定期检查和更换:船舶锌块的防蚀效果会随着时间的推移而减弱,需要定期检查其剩余寿命。
一般情况下,锌块的使用寿命为1-2年,超过寿命后应及时更换,以保证船体的保护效果。
•注意维护环境:船舶锌块如果受到油污、海藻等附着物的覆盖,会降低其防护能力。
因此,在更换锌块时,应同时清洁船体,确保锌块能够正常发挥作用。
4. 总结船舶锌块作为船舶防腐和防蚀的重要设备,具有防腐蚀、防生物附着和延长船体寿命的作用。
合理安装和定期维护船舶锌块,将能够有效保护船体,延长其使用寿命,减少维修和更换成本。
因此,船舶锌块在船舶行业中的应用非常广泛。
5. 相关研究和发展随着科技的发展,船舶锌块的材料和设计也在不断改进和创新。
一些研究机构和企业正在开发新型的船舶防腐材料,以提高船舶锌块的效果和使用寿命。
一种新型的船舶防腐材料是聚合物锌块,它由聚合物基质和含锌粒子的填料组成。
船舶海水管系腐蚀的原因及防护措施
笔者通过多年来对船舶海水 管系主要是冷却海水
管系 的观 察 ,发现 海 水 管 系经 常会 在 以下 几 个位 置 出
下 的破 坏 。 这是 一种 危 险 的腐蚀 形 态 , 缝 形态 有 沿 晶 裂
界发展和穿晶破裂或它们 的混合型。
4 )空 泡腐蚀 指 流体 高 速流 动 时 会发 生 紊 流 , 在 物体 内负压 区所 产 生 的气 泡 受 到压 缩并 破 裂 ,会 对 周 围金 属 产生 连续 激 烈 的锤 击 ,并 与其 它 腐 蚀共 同作 用
中 外 船 舶 科 技
20 0 年 第 1期 1
舟 雨
船舶海 水管 系腐蚀 的原因及 防护措 施
张 敏 丽
( 中远 船 务 工 程 有 限 公 司 , 宁 辽
大连
16 1 ) 1 13
摘
要: 本文主要分析 了船舶海水管系腐蚀 的机理 和原 因 , 针对海水管系腐蚀 的特点 , 出海水 管系选材和工艺 的要求 , 提 以
表 2 在静止水中金属 的腐蚀速度
( :I/ 单位 r I 年)
22 腐 蚀环 境 .
常用的金属在各种速度下空泡腐蚀程度如表 3 所 示。 当流速达到或超过一定范围时, 冲击和空泡腐蚀将
加剧 。
24 气 蚀 .
船舶海水管系在使用期间受到 的是流动海水的冲
刷 ;在 关 闭期 间遭 受 的则 是海 水浸 蚀 或潮湿 海 洋大 气
单一的腐蚀介质 ( 如盐水等 ) 所引起的腐蚀 复杂得 多 。 海水管路 的腐蚀形式多样, 以下是海水管系常见 的腐
蚀 形式 及其 产生 机 理 : 1接 触腐 蚀 ) 两 种 不 同金 属在 导 电介 质 如 海水 电 解 质 中直 接接 触 时形 成宏 观 电池腐 蚀 ,或金 属本 身 的 不 均匀 性 , 生无 数 个微 电池 , 产 在微 电池 中 的 阳极 区产 生 电化 学腐 蚀 。
十大海洋腐蚀防护技术
盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。
船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。
控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。
从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。
建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。
表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。
海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。
按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。
海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。
海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。
高技术船舶用铜材在海洋环境下的腐蚀与防护研究
高技术船舶用铜材在海洋环境下的腐蚀与防护研究随着科技的不断进步,高技术船舶在海洋环境中的运用越来越广泛。
作为一种重要的材料,铜在船舶制造和运行中发挥着重要的作用。
然而,海洋环境中的氧化作用、腐蚀威胁和其他因素,对高技术船舶所使用的铜材产生了不可忽视的影响。
因此,对高技术船舶用铜材在海洋环境下的腐蚀与防护进行深入研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。
海洋环境对船舶用铜材的腐蚀造成了严重的威胁。
首先,海洋中的高氧含量会加速铜材的氧化反应,形成致命的铜氧化物,引发材料的腐蚀。
其次,海水中的氯离子会加速铜材的电化学反应,进一步加剧腐蚀的速度。
此外,海洋环境中存在着微生物、海藻和其他有机物,它们会引发生物腐蚀,加速铜材的降解。
因此,针对这些问题进行研究,阐明高技术船舶用铜材在海洋环境下的腐蚀机制,对于制定有效的防护措施具有重要意义。
首先,为了预防铜材在海洋环境中的腐蚀,可以选择合适的材料。
当前,研究人员提出了许多具有良好抗腐蚀性能的新型合金材料,比如含锰铜合金、含铝铜合金等。
这些材料具有较高的耐蚀性和耐磨性,能够有效减少海洋环境对铜材的腐蚀作用。
此外,铜材表面还可以进行涂层处理,比如喷涂防腐漆、电镀和阳极保护等,以增加其耐腐蚀性和延长寿命。
其次,高技术船舶用铜材在海洋环境下的防护还需要注重环境监测与维护。
通过定期检测铜材的腐蚀速率和腐蚀程度,可以及时发现和处理问题。
同时,加强铜材的保养和维护工作也尤为重要,比如定期清洁和涂抹保护剂,以降低腐蚀风险。
此外,及时修复和更换损坏的铜材件也是必要的,以确保船舶的安全运行。
另外,应注意高技术船舶用铜材的设计和制造。
在设计过程中,需要考虑船舶所处的具体环境和使用条件,合理选择合金材料和工艺,以提高防腐性能。
同时,制造过程中需要加强质量控制,确保铜材的成品质量符合相关标准和要求。
此外,还可以采用特殊的表面处理方法,如压制、滚压和拉拔等,以提高铜材的物理性能和耐腐蚀性。
轮船维修知识点归纳
轮船维修知识点归纳随着全球贸易的发展和海洋运输的日益重要,轮船作为一种重要的交通工具,其维修和保养显得尤为重要。
良好的维护和维修能够提高轮船的运行效率和安全性,延长其使用寿命。
本文将对轮船维修的一些知识点进行归纳,帮助读者更好地理解和应用。
1. 船体维修船体是轮船的骨架,起到了支撑和保护内部设备和货物的重要作用。
船体维修主要包括钢材腐蚀防护、船体涂装和漆面修补等方面。
1.1 钢材腐蚀防护轮船在长期的海上运行中,会受到海水的腐蚀。
为了防止腐蚀对轮船结构的破坏,需要进行防护措施。
一种常用的方法是在船体表面涂覆防腐涂料。
而对于原有腐蚀程度较高的部位,还需要采取刷除锈蚀、焊接补强等措施。
1.2 船体涂装船体涂装能够提高轮船的外观和防腐性能。
在选择涂料时,需要考虑到船体的用途和运行环境。
同时,在进行涂装时,还需要注意涂料的施工厚度、涂装层间的粘附性以及涂布表面的平整度等方面。
1.3 漆面修补轮船在日常运营中,可能会遭受意外事故和碰撞,导致船体上出现刮擦和磕碰等损伤。
这时需要进行漆面修补,使船体保持较好的外观和防腐性能。
修补涂料要与原有涂层相匹配,同时还要注意修补的面积和修补后的涂层平整度。
2. 机电设备维修轮船的机电设备是保证其正常运行的关键。
维修工作主要包括发动机、电气设备、泵类设备等方面。
2.1 发动机维修船舶发动机是轮船的“心脏”,对于维修工作十分重要。
发动机维修包括日常润滑、清洁、燃油滤清器更换、检查冷却水系统、气缸和气缸盖的检查、进气和排气系统的检查等。
对于发动机的重大故障,需要进行更加复杂的维修工作,如拆卸和更换关键零部件。
2.2 电气设备维修电气设备维修主要包括电力系统、电气控制设备和舾装电气设备等方面。
维修工作涉及到电缆接线的检查、电气设备运行状态的监测、电气设备故障的排除等。
同时,还需要定期检查配电系统的绝缘性能,并进行必要的绝缘测试。
2.3 泵类设备维修轮船上的泵类设备(如加油泵、压载泵等)对于轮船的正常运行和安全性起到了重要作用。
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作为重要的海上交通工具和设备,在长期的使用过程中难免会受到各种腐蚀的影响,进而影响其使用寿命和安全性能。
船舶腐蚀有着多种原因,主要包括海水腐蚀、电化学腐蚀、机械损伤腐蚀等。
为了延长船舶的使用寿命和确保安全性能,船舶腐蚀的防腐措施也显得尤为重要。
本文将就船舶腐蚀的原因及防腐措施进行分析和探讨。
一、船舶腐蚀的原因1.海水腐蚀海水中含有大量的氯离子,特别是海水中的氯化钠等盐类物质,这些盐类物质会与金属表面发生化学反应,形成氧化、碳酸盐等物质,进而引起金属的腐蚀。
海水腐蚀是船舶腐蚀的主要原因之一。
2.电化学腐蚀船舶内部设备和构件之间由于金属的不同,会形成电池电位差,导致电化学腐蚀。
而在海水、空气等介质中,金属表面会自然形成氧化膜,当这些薄膜破裂或出现孔洞时,金属所处环境的电位差会导致金属腐蚀。
3.机械损伤腐蚀船舶在航行和港口停泊时,由于外界物理因素的影响,船舶的外部构件容易受到划伤、磨损等机械损伤,从而引起腐蚀。
二、船舶腐蚀的防腐措施1.涂层防护船舶表面的涂层是最常见也是最有效的腐蚀防护手段之一。
船舶表面的涂层可以起到防潮、防水、防腐蚀等作用,有效延长船舶的使用寿命。
在船舶建造和维护过程中,为其表面进行正确的防腐涂层施工是至关重要的。
2.阴极保护阴极保护是一种利用外电源供给金属表面负电位的方法,以抑制金属腐蚀的方法。
通过在金属表面安装阴极保护装置,可以有效减缓船舶的腐蚀速度。
目前,阴极保护已经成为船舶防腐的主要手段之一。
3.合金替代目前,随着科技的发展和应用,一些合金材料的使用也逐渐成为船舶腐蚀防护的重要手段之一。
相比于传统的金属材料,合金材料具有更好的抗腐蚀性能,可以在一定程度上减少船舶的腐蚀问题。
4.定期检验船舶在运行过程中,应定期进行船舶安全检验和防腐性能检验。
通过定期检验,可以及时发现船舶表面腐蚀的问题,并采取相应的修复措施,维护船舶的安全性和使用寿命。
5.提高材料质量和表面处理水平除了采用上述多种防腐措施外,提高船舶建造和制造过程中的材料质量和表面处理水平也是防腐的重要手段。
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体在海水、湿气和其他化学物质的作用下,表面金属逐渐丧失其原有的性能和功能,最终导致结构破坏的过程。
船舶腐蚀是船舶维护和管理工作中的一个重要问题,有关原因和防腐措施的分析对于延长船舶寿命和确保安全航行至关重要。
船舶腐蚀的原因主要包括以下几个方面:1. 海水腐蚀:海水中含有大量的盐分和含氧量高的气体,这些物质会与金属发生化学反应,从而导致腐蚀。
2. 电化学腐蚀:当不同金属相互接触,并且在湿气或海水环境下时,会形成电化学电池,引发电化学腐蚀。
3. 细菌腐蚀:海水中存在各种细菌,有些细菌会分解金属表面的氧化物并产生腐蚀物质,从而导致腐蚀。
4. 化学腐蚀:船舶常受到大气中的各种化学物质的侵蚀,如二氧化硫、氨气等,这些物质会使金属发生化学反应并腐蚀。
针对船舶腐蚀的原因,需要采取一系列的防腐措施来延缓或阻止腐蚀的发生。
1. 防止海水侵入:船舶的外部要进行防水处理,将金属与海水隔离开来,减少海水的侵蚀。
2. 防止电化学腐蚀:通过合理设计和选择金属材料,避免不同金属接触,减少电化学反应的发生。
3. 防止细菌腐蚀:船舶水箱和污水系统要进行定期清洗和消毒,控制细菌的滋生和繁殖。
4. 防止化学腐蚀:船舶在装载危险品时要做好防护措施,减少化学物质对金属的腐蚀。
5. 防腐涂层:船舶表面涂覆防腐涂层,阻断金属与外界环境的接触,减少腐蚀的发生。
6. 船舶维护:定期进行船舶维护检查,发现腐蚀问题及时修复,保持船舶的完好状态。
7. 环境控制:控制船舶周围环境的湿度和温度,例如加装除湿设备,使船舶处于干燥的环境中。
船舶腐蚀是一个复杂的问题,需要从多个方面进行分析和防治。
除了以上提到的措施,船舶的设计和建造也要考虑防腐的要求,并采用适当的防腐手段,以确保船舶的安全和寿命。
船舶设备的防护与维护技术研究
船舶设备的防护与维护技术研究船舶设备的防护与维护是保障船舶安全运行的重要环节,也是保障船舶性能和延长使用寿命的关键。
本文将从船舶设备的种类出发,分别探讨船舶设备的防护与维护技术,并提出一些应对措施。
一、主机设备主机设备是船舶重要的动力设备,其一旦失效将导致船舶无法运行。
因此,主机设备的防护与维护至关重要。
在防护方面,主要是防止腐蚀和磨损。
针对腐蚀,应采用防腐涂料或者防腐涂层等方式来保护设备表面,同时遵守船用油脂的使用规范,避免造成腐蚀。
在维护方面,主要是保养设备,定期检查和更换受损部件,采取预防性维护措施,延长使用寿命。
二、舵机设备舵机设备是控制船舶航向方向的重要设备,其防护与维护也十分重要。
在防护方面,应定期检查舵机设备传动件,清理设备表面的海水、雨水和污垢等污染物,定期检查液压油和润滑油的质量。
在维护方面,定期更换和保养液压管路和管接,及时发现并处理问题,延长舵机设备使用寿命。
三、船艏设备船艏设备包括舵手盘、锚机、拖钢机等,其功能多样,防护与维护措施也有所不同。
在防护方面,应注意防腐和防锈,定期对设备进行检查和清理。
在维护方面,应定期更换和保养润滑剂,检查设备动力系统,防止因长期的磨损而导致的故障。
四、压载水系统压载水系统是船舶用来保持稳定性的重要系统,其防护与维护也有着至关重要的作用。
在防护方面,应定期检查和清理船壳与水压力部分,检查和维护压载水设备阀门、水泵和过滤器等。
在维护方面,应按照压载水系统的运行规范进行操作和维护,及时更换过滤器、清洗水泵和检查设备状态。
五、电子设备航海电子设备是保障船舶的重要设备之一,其工作稳定能力影响着船舶的运行质量。
在防护方面,应注意防潮和防震,定期检查和清理电子设备、保护磁头、清理控制键、更换电池等。
在维护方面,应定期检测和校正航海电子设备,对电池进行更换保养。
综上所述,对于保障船舶安全运行以及延长船舶使用寿命,船舶设备的防护与维护至关重要。
在实际操作中,我们应根据不同设备类型、不同工作特点采取有效的措施,从而确保船舶正常的运行和维护。
船舶的腐蚀与防腐措施
船舶的腐蚀与防腐措施摘要:船舶的腐蚀问题日益受到人们和有关部门的关注,国内外研究人员对船舶的腐蚀机理和防腐措施进行了大量的研究.随着科学技术的发展和研究的深入,对腐蚀类型的更深刻的认识,防腐技术措施的持续发展,船舶的防腐问题会逐步的得到更好的预防和控制。
关键词:船舶腐蚀;防腐措施引言金属在海洋环境中,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。
这已引起国内外防腐专家的极大关注,并积极研究探索解决金属腐蚀的各种防护技术方法和措施。
1概述随着世界冶金技术的不断发展,就目前来看,绝大多数的船舶都采用金属外壳,金属外壳不仅有较强的耐磨性,美观性,更重要的是具有强大的抗打击能力,在远洋运输中能够抵抗海浪的冲击。
但是,金属材质并不是完美无缺的,因长时间受到海水侵蚀(包括海水温度、盐碱性、海洋大气湿度等),船舶的腐蚀程度非常严重,这种长时间的腐蚀,一方面降低了船舶钢结构的强度,严重威胁着船体的稳固性,缩短了船舶的使用寿命,另一方面腐蚀形成的金属锈垢严重阻碍了航行速度,船舶的使用性能急剧下降,一旦船体出现漏孔,就会导致大量海水倒灌,即威胁着船中货物的安全,也对船员生命安全造成极大的威胁。
例如上世纪80年代末期的埃克森尔瓦尔迪兹号漏油事件,因船员操作失误再加上船体年久失修腐蚀严重,当船舶撞到冰山上时,船体立马就出现了裂缝导致大量的原油泄漏,这不仅造成了巨大的经济损失,更重要的是给当地环境造成了不可估量的破坏。
我国作为远洋贸易大国,每年因船体金属腐蚀而造成的直接经济损失就高达300多亿元。
现阶段如何防治并减少海水对船体的腐蚀,已经引起国内外有关学者的重视,我国政府也投入大量的资金来对防腐蚀进行研究,以期能够早日解决这方面的难题。
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船舶上材料保护研究进展作者姓名卜祥星专业班级材研1302指导教师姓名乔宁学号**********摘要:船舶海上腐蚀是影响其寿命的最大因素之一。
因腐蚀导致结构损坏和破坏,严重影响船舶性能和安全。
本文介绍了当前船舶防腐蚀技术措施的实际应用情况。
探讨在船体防腐蚀新技术的发展情况,如船体防腐涂料技术、防腐涂装技术、阴极保护功能和涂膜结合技术、防腐蚀监测新技术等方面的新技术应用。
关键词:船舶,防腐蚀新技术,阴极保护,防腐蚀检测ABSTRACT:The ships marine corrosion is one of the biggest factors that affect its life span,The structure damage and the destruction caused by corrodes affects the ships performance and security seriously.This article introduces the practical application situation of the current ships corrosion preventing technology and methods,discusses the development situation of new hull anticorrosion technology and new technology application,such as the hull an corrosion painting technology ,the anticorrosion painting and camouflage technology ,the cathode protection function and the painting film combination technology ,the new anticorrosion monitor technology and so on.Key words: ship,new technology of corrosion protection ,catholic protection, corrosion test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[1]。
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[2]。
这已引起国内外防腐专家的极大关注,并积极研究探索解决金属腐蚀的各种防护技术方法和措施。
一、船舶腐蚀的类型及产生原因船舶腐蚀发生的原因主要有以下几种:1.船体在初次涂装时由于其表面处理不干净,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[3]。
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[4]。
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,如螺旋桨、泵轴等处易发生;微振磨损腐蚀,两个紧接着的表面相互振动而引起的磨捐;应力腐蚀开裂,在拉伸应力和腐蚀介质作用下的金属腐蚀破坏,金属内会产生沿晶或穿晶的裂纹[5]。
3.生物腐蚀。
生物腐蚀是由海洋生物的船底附着物引起的,这种腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种[6]。
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物质以及其他有机酸和无机酸引起钢板的腐蚀作用等[7]。
4.由于光照、温度、化学介质、磨损或机械损伤等原因引起的破坏。
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[8]。
5.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[9],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[10]。
二、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、表面保护、阴极保护,船舶电力系统的保护,船舶防护智能系统。
1合理选材材料的选择是我们首选要考虑的,好的选材能为我们的防腐带来很大的便利。
船舶的选材要考虑很多,要考虑其力学性能、热性能、密度、防腐性能等。
现在越来越多的新材料被应用到船舶上。
这些新材料有:碳素钢、合金钢、复合材料等。
韩国普泰有限公司研发的发泡铝已经应用到船舶的实际生产中。
发泡铝是种十分轻的金属[11]。
将铝锭熔解,经过发泡过程后,即形成比重为0.2具有无数气孔的发泡铝。
和铁7. 85的比重相比不过才1/40。
所以这对于满足汽车,列车,轮船等使用轻型材料的要求绰绰有余。
发泡铝除了轻量化以外还有其他非凡特性。
首先由于发泡铝拥有很多的气孔结构,所以具有吸收噪音的性能。
而且,由于发泡铝为多层结构,所以能够充分吸收外界爆炸,抗击等能量的抗冲击性能。
且使用后可以将发泡铝进行熔解,100%可再使用。
由于发泡铝诸多优秀的特性,所以现止在广泛应用于建筑,国防,机械,原子能,交通运输等产业领域。
船舶中应用的发泡铝产品大致可分为3种。
第一种,发泡铝本身。
主要安装于船舶的机舱壁和顶棚.进行吸音用。
需要的话,将发泡铝和不燃聚氨酯泡沫复合.从源头上切断发动机向船体各部位传播的震动。
第二种.是将发泡铝和薄型大理石相复合的‘发泡铝大理石复合板’产品[12]。
游艇售价较高,从游艇使用者期望的内部装饰产品中天然大理石的重量和加工层面而言,会降低船舶的性能。
第三种,环保型夹心复合扳。
即发泡铝两面复合铝板作为高级船舶的地扳材料,船舱舱壁.顶棚材料等使用的板材。
大部分的高级船舶现在均使用内部填充玻璃棉或者矿棉,两面复台铁板的复合板材。
2表面保护表面保护主要是表面涂上一层保护膜。
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。
船舶用防腐蚀涂料的防蚀机理:(1)涂膜对腐蚀介质的屏蔽作用。
当涂料在金属表面形成连续的涂膜以后,可以将金属和腐蚀介质隔离开。
根据电化学腐蚀原理,如果能完全将腐蚀介质、氧气隔离,不和金属接触,就可以避免金属的腐蚀[13]。
(2)涂膜的阴极保护作用。
有机高分子聚合物一般都是绝缘体,如果在成膜物质中加入能成为牺牲阳极材料的金属颜料,当金属颜料和金属表面直接接触,有腐蚀介质渗入后,金属颜料被腐蚀,可以保护金属。
例如富锌底漆中的颜料为金属锌的粉末,将其涂刷在钢板上时,锌可作为牺牲阳极[14]。
(3)涂料的阳极钝化和缓蚀作用在涂料中含有水溶性颜料,当水渗入涂膜后,颜料溶解会起到缓蚀作用,或使金属表面钝化的作用。
多层防腐蚀涂膜的构成(1)底漆。
底漆和金属表面直接接触,故底漆应具有以下特点:①和金属表面的结合力好,具有很好的润湿性;②含有阴极保护性颜料或阳极缓蚀性颜料;○3底漆的成膜物质具有很好的屏蔽作用,阻止腐蚀介质的渗透[15]。
(2)中间层漆。
中间层漆起着连接底漆和面漆的作用。
(3)面漆。
面漆是阻挡腐蚀介质的第一步,因此使用面漆时要注意以下要求。
①根据腐蚀环境选择不同性质的面漆,例如船舶的面漆要具有防海洋气候的性能;②为减少孔隙度,最后一层面漆使用不含颜料的清漆,可获得致密的涂膜;③针对不同的要求,使用特殊功能的面漆。
例如,船舶底部为防止因海洋生物的附着而造成的腐蚀,使用防污漆。
下表是现在典型的船舶用涂料[16]。
现在有很多人在研究新型船舶用涂料。
山西华海精细化工研究所科研人员经过长期探索研究,成功研制了一种纳米环保液体防腐涂料,并已获得国家发明专利(专利号为ZL03100894.1),目前已投入批量生产,是有望成为替代当前热镀锌工艺的最佳产品[17]。
本产品是由新型高分子聚合物组成的:有着优异性能的IPN(即互穿聚合物网络)和可再生原材料。
在生产和使用过程中没有三废排放,涂层耐酸、碱、盐,附着力强,硬度高,耐候性能优良,施工操作简便,成本低,耗能低。
是目前国内有望替代热镀锌工艺的最佳新型材料。
所研制的水性防火涂料,在舰船上已开始应用,是一个良好的开端。
青岛海洋化工研究院研制的船舶用水性沥青漆,前两年已有报道[18]。
欧美龙(南通)重防腐涂料有限公司申请的专利:船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂及改性环氧涂料。
其所述添加剂组分及用量如下:聚异丁烯30~35wt%、酚醛环氧树脂20~25wt%、石油树脂40~50wt%。
本发明所提出的添加剂具有降低无溶剂环氧涂料的粘度,漆膜韧性较之现有技术有很大的提高,添加涂料的耐阴极剥离性能及附着力。
可以作为无溶剂涂料的添加剂使用[19]。
3.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低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[20]。
(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。
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[21]。
渤船重工有限责任公司的张树琴提出的使用镁牺牲阳极进行阴极保护,是一种更有效更经济的防止金属腐蚀的方法。
华侨大学所发明的钢铁表面化学镀镍-锌-磷镀层具有非晶态结构,外观层暗灰色,平滑致密,镀层与基体钢铁结合力强。