海洋工程结构与船舶防腐蚀技术措施研究 颜红丹

海洋工程结构与船舶防腐蚀技术措施研究颜红丹

发表时间：2019-09-03T16:46:27.290Z 来源：《科学与技术》2019年第07期作者：颜红丹范超谭奔

[导读] 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。

澳龙船艇科技有限公司广东 528400

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。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：海洋工程结构船舶防腐蚀技术措施

引言

随着我国经济实力与科学技术水平的逐步提高，我国增强开发海洋的力度，海洋是资源储藏和维护国家安全的宝地，其开发工作得到相关部门的重视。考虑到造船成本和船舶的性能，大多数船舶都采用高强度的钢铁材料做外壳。钢铁在海洋环境中腐蚀较为严重，腐蚀破坏船体结构造成严重损失，有时甚至会对船员的生命造成威胁。因此需要对船舶进行腐蚀检测和防腐处理，延长船舶的使用寿命。

1.我国海洋工程结构和船舶腐蚀目前的情况

海洋腐蚀现象给海洋工程与产业带来无法估算的危害与损失。海洋占地球面积的 70% 以上，现在人类活动逐步延伸到海洋的各个角落，海洋产业与航海业成为推动世界经济发展的支柱性产业。海洋运输为90%以上的国际贸易提供动力，应该说海洋运输是国际贸易得以持续发展的基础。海上作业平台是开展海洋石油、天然气开发的关键环节，海上风电设备让清结能源为人类提供服务。所以，海洋为人类带来巨大的产出效益。

目前对开发海洋资源造成最大困扰的是船舶和工程结构的腐蚀问题，每年因此而导致的损失都会占我国 CDP总数的 5% 。很多基础设备与设施因腐蚀而报废，是海洋设备损坏最重要的原因。我国现在腐蚀损失的程度要远远超过发达国家的损失，世界上通常认为海洋腐蚀导致的经济损失要高于自然灾害带来的经济损失。运用科学有效的方式，降低海洋腐蚀导致的经济损失，具有特别巨大的潜力空间。

海洋具有特别恶劣的环境，尽管现在腐蚀损失的权威、详细数据还比较缺乏，但因为海水中含有大量的氧气、微生物、盐分，这些因素为高腐蚀提供必须条件，造成特别严重的海洋腐蚀现象。按照我国划分的环境腐蚀等级，最严重的一类是海洋腐蚀，因为海水飞沫中的盐分含量特别大，以至于海岸线200米范围内的腐蚀现象都比较严重。船舶和海洋工程结构处于海洋的深处，一定会面临着大量腐蚀，影响到设备的使用效果和寿命，以至于船舶和海洋工程结构的可靠性与安全性遭受巨大的挑战，特别需要增强船舶与海洋工程结构的技术水平，寻找到性能更好的防腐材料，让海洋中设备的安全性及可靠性得到全面保障。我国拥有广阔的海洋面积、漫长的海岸线，我国在海洋石油天然气开发平台、船舶运输、海底管线等行业中投入的设备量不断增加，大部分材料由混凝土和金属构成，如果预防海洋腐蚀的方法不到位，在很短的时间内就会产生较为严重的腐蚀现象和经济损失，甚至造成设备报废。所以，全面维护船舶和海洋工程设备、设施，提高防腐措施是特别关键的基础性工作。

2.船舶腐蚀监测

由于船舶空间局限性，环境条件的影响以及自身装备设施等因素限制，船舶腐蚀监测方面的技术相对落后。但随着缺陷识别技术、传感器技术、信号处理技术和电子机械等的发展与应用，防腐蚀监测技术得到新的发展机遇。船体防腐蚀监测主要包括船体腐蚀状况监测和船体腐蚀防护效果监测。例如通过测定电位来监测船体阴极保护状态，使用超声波测厚技术测量船体钢板全面腐蚀情况，使用X射线或超声波腐蚀测试仪监测钢板表面局部腐蚀，水下电视监测系统可以宏观的观察船底的腐蚀等。郭伟等研制了一套基于电位法腐蚀检测技术原理、结合计算机控制技术和网络通信技术的“腐蚀电位实时监测系统”，该系统实现了对船舶腐蚀与保护状态的实时自动监测，能够及时准确地获得阴极保护状态信息。刘勇等研究了磁致伸缩导波在流体管道缺陷检测中应用的可行性，选择频散效应小的频率对流体管道进行了缺陷检测实验，可从检测信号中准确分析出缺陷信息。当前在船舶腐蚀监测技术研究和开发领域，主要集中在新型传感器的开发应用、传统监测技术手段的改进、多种传统监测技术手段的融合、监测设备的便携和智能化等。随着船舶腐蚀逐步得到人们的关注，船舶腐蚀监测技术会随之受到重视发展。

3.防护海洋工程结构和船舶腐蚀的趋势及策略

3.1防腐蚀涂料新技术

随着修造船业的迅速发展, 技术水平不断提高, 机械化程度日益提高, 修造船的周期在缩短,这对船舶涂料的综合性能、表面处理工艺、涂装工艺及设备的要求越来越高。为了满足船东和修造船厂的要求, 船舶涂料向着高性能、节能、施工方便、高效、符合环保要求的方向发展。具体来说,采用厚浆型、快干、高固体份或无溶剂涂料来达到高效节能的目的; 使用不含铅、铬等重金属颜料,降低涂料中有机溶剂含量,不使用有机锡、焦油等有害物质来达到环保卫生的要求。

3.2耐腐蚀材料

船舶和海洋工程结构以钢材为主要建设材料，怎样提高钢材的耐腐蚀研究特别重要。现在的耐腐蚀材料涉及的钢材类型比较广泛，主要有高分子材料、耐海水腐蚀钢、钛合金、耐腐蚀钢筋等，在船舶和海洋工程结构上，主要成份是金属和混凝土。提高金属耐腐蚀程度的方式是调整金属的化学元素、改变金属微观结构和腐蚀产生膜的特性等，充分减少电化学腐蚀的面积与反应速度，全面完善金属材质的防腐蚀功能。

3.3 防污涂料

船舶和海洋工程结构建设在海洋管线、钢桩、平台等部分，一定会面临着海洋污损生物的侵害与腐蚀，此生物污损而导致的后果特别严重，是广泛存在的腐蚀类型。因为海洋微生物可以依附在工程设备的表面上，既影响设备外观，也对船舶的正常行驶造成影响，出现提高燃油成本等问题。防污涂料可以比较全面的保护船舶和海洋工程结构，降低和避免海洋生物对其的污损和附着。在实际使用过程中，防污涂料对海洋生物而言是一种有毒制剂，此防污剂能够有效的将海洋工程结构表面上的海洋生物清理掉。防污涂料包括无机类和有机类两种。其中有机类包括有机锡化合物、有机氧化合物等；无机类包括氯化锌、氧化亚铜、氧化汞等。