腐蚀论文

过控3 陈振阳1103020303

舰船腐蚀与防护

前言：随着科技的发展，舰船的应用越来越广泛，但同时我们也面临着新的考验。现在大多数舰船都是金属外壳，而海水这个恶劣环境，海水盐度、湿度、海洋大气等，都容易使金属腐蚀，是舰船的杀手。船体造成舰船的受损，每年为人类造成了巨额损失。因此，舰船防腐成为了许多行业的研究热点之一。现在人们根据电化学腐蚀原理，以阴极保护为主，涂层防护为辅来防腐。

关键字：舰船腐蚀与防护、腐蚀、阴极保护、涂层保护

一．舰船的主要防腐措施

现在舰船主要采取涂层保护和阴极保护。阴极保护是针对电化学腐蚀而采取的一个有效措施之一，向被保护的结构提供阴极电流，使其成为阴极，从而得到防护。涂层则简单，就是隔绝被保护结构与其腐蚀环境，从而防腐。但由于涂层保护存在着一定的缺陷，人们还是以阴极保护为主，来消除涂层缺陷，从而达到防腐

1.舰船的涂漆防腐

涂漆是各个行业防腐的最基本方法之一，作为对防腐这么重要的舰船，涂漆更不可避免。而且要求更为严格，舰船的各个部分要用不同的漆来合适的防腐。所以防腐漆的种类各种各样，如水线涂料、甲板涂料、船壳涂料等等2舰船的阴极保护

舰船的阴极保护历史悠久，从二十世纪六十年代，它已成为各国的主要舰船防腐技术之一。舰船的阴极保护技术有两种：牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护

①牺牲阳极法

利用腐蚀电池的原理，在原腐蚀电池中接上一个更活泼的金属。通过牺牲这被加的金属而来保护原有的腐蚀电池。锌一铝一锡三元合金(称为三元锌牺牲阳极)、高效铝合金阳极、铁合金阳极等，现在经常被用来做牺牲的阳极。该方法简单、方便。但消耗阳极金属量大，会增大舰船的航行阻力，而且不能控制，故而不能被大型舰船所采用

②外加电流阴极保护法

顾名思义，该方法与牺牲阳极法类似，不过是把需要牺牲的阳极金属换成了导电而不溶解的辅助阳极，在其与被保护阴极之中连接一个直流电源，三者在海水中形成了一个回路。当电路接通，电源电流从阳极通过海水流向作为被保护阴极的舰壳上形成闭合回路，进而使舰壳得到保护。该方法的外加电压、电流都可以任意改变，可以根据外界环境变化而实现具体控制，使用周期长，成为大型舰船的主要防腐措施

③阴极保护

现在对于一些水面舰船，人们通常采用牺牲阳极和外加电流阴极保护相结合的双重阴极保护措施。像水线一下的船体和船底部分，常采用外加电流阴极保护法配合合适的涂料联合防腐。而像那些水舱等因会产生氢气或其他原因不能使用外加电流，更适合采用高效牺牲阳极配合涂料来达到防腐。而且在舰船上接触海水的不同管材的接头、法兰之间，都需要进行有效的电绝缘处理

3船体的结构设计防腐

由于外部大气和海水的作用，舰船的结构的设计和材料的选取对防腐也相当重要。对船的保养、使用、维修等，起着重要作用，直接影响着舰船的几个关键因素：使用寿命、经济性、可靠性。结构的设计包括很多方面，例如选材、防止水滞留、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等等。

在舰船结构设计时，要尽量采用相同的材料或是匹配性合格的耐腐蚀材料。异种金属材料之间要进行绝缘处理，减少电位腐蚀。在舰船设计结构中注意防止甲板或船底板的水滞留，避免结构死角防止腐蚀；像液舱也要保持流水通常。而针对那些经常要与海水接触的舰船结构和器材，更要选择合适的耐腐蚀材料4船底微生物清除

海水中有着大量生物和微生物，有些生物很容易附着在船底上，形成船底污底，附着在船底的微生物希望后释放的H2S，加速金属腐蚀。因此微生物腐蚀也是舰船防腐所需注意的一个问题

二防腐蚀技术发展趋势

2.1 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

2.2 涂装技术的历史现状以及发展趋势

1) 船舶涂装历史现状

船舶涂装，以往被称为“敲铲油漆”，一向不被人重视。在船厂，敲铲油漆工作没有严格的工艺程序，没有一定的标准，工具设备落后，故质量长期处于相当低的水平。往往，一艘新船刚出厂在海上航行了一二个航次，涂层就剥落，船体开始生锈。甚至船尚未离厂，在码头舾装阶段船体就发生锈蚀，只得再次敲铲油漆。从80年代初开始，我国的造船工业出现了历史性的转折，大连、上海、广州、天津等地区一些大中型船厂纷纷承建出口船舶。随着造船工业的对外开放，国外先进的造船技术和造船管理方式不断得到引进、消化、吸收，中国的造船工业开始了腾飞。在船舶涂装领域，落后的“敲铲油漆；受到了重大冲击，这种原始、落后的生产方式再也维持不下去了。船舶涂装的新技术、新工艺和新的设计、生产和管理模式不断地改造与取代大变革：

（1）钢铁原材料预处理和涂装车间底漆的新工艺获得普遍应用；

（2）以室内喷丸除锈和动力工具除锈代替了原始落后的手工敲铲除锈；

（3）涂装工作的气候条件即环境温度、湿度、露点等获得重视，被列为重要管理项目；

（4）国外先进的除锈标准、涂装工作标准和质量标准不断为我所用，国内相应的标准纷纷建立；

（5）国外各种新型的高性能涂料不断受到应用，国内相应的涂料品种相继诞生，船舶涂料行业亦发生重大转机，技术引进和合资生产获得重大进展，（6）各种先进的涂装工具和检测工具日益获得广泛应用；（7）先进的设计技术、生产技术、管理方式不断获得应用，并结合我国的实际情况逐步得到发展提高。

2)表面预处理技术发展动向。

由于受环保的压力，传统干喷砂工艺受到限制，船厂逐渐采用水喷砂和高压水除锈的工艺。水喷砂是将磨料与水混合后，喷射到所要喷砂的物体上。高压水除锈利用专用设备产生高压水(70～170 MPa)和超高压水(170～300 MPa)喷射需表面处理的物体上。该技术不产生粉尘、废渣，噪音低，非常环保。同时不产生溶解盐，不污染处理的表面，不影响涂料的防锈效果。这项表面处理技术近期内将会被国际上认可而采用。

3)表面溶解盐的分析和处理。

大多数船厂位于海边，海洋大气中的盐雾会沾染到船体的表面，另外喷砂所用磨料中盐分也会沾染船体的表面。表面的溶解盐对涂料的防腐性能影响非常大。因此国际上已制定相关的表面溶解盐的标准。美国海军要求水下船体表面溶解盐含量<3g／cm ，水上船体表面溶解盐含量<5 I~g／cm 。IS08502是一个有关表面溶解盐测试和要求的标准。已有国外公司开发出清洗表面溶解盐的专用清洗剂，清洗后还有助于提高防腐性能。

4)喷涂设备及工艺的发展动向。

为了适应新型涂料的不断推出，喷涂设备制造商也在不断提高喷涂设备的性能以及开发更先进的喷涂工艺。电泳涂装也是一种先进的现代涂装工艺，具有以下特点：有利于实现自动流水线生产，涂漆节奏快，自动化程度高，使生产效率大幅度提高；涂膜厚度均匀，；较好的边缘、内腔及焊缝的涂膜覆盖性，使产品涂层的整体防锈性能提高，其中阴极电泳漆的泳透力强，内腔防锈性更好，外表涂层完全适用于高档产品的要求，耐盐雾试验可达到800h以上；优越的环保、安全作业性，以水作为分散介质，没有发生火灾的危险性，也不会产生溶剂散发对大气的污染，电泳设备配置超滤循环系统，使槽液得到有效的利用，仅偶尔排放少量超滤液，不存在漆液对环境的污染；高性能涂装设备是实现涂料高性能的必备条件，这也是各大公司日益重视对涂装工艺和涂装设备开发的原因。

2.3 阴极保护功能和涂膜结合技术

把阴极保护功能和涂膜的屏蔽功能融合为一体的新型防腐蚀技术，得到了广泛的关注，并在实际中得到了较好的应用。由于锌具有良好的牺牲阳极而被腐蚀，可以有效地保护钢铁基体的特点，所以以锌为主体的防腐蚀课题，在科研中不断涌现，大体上可以分为以下几种：含锌或高锌底漆，如环氧富锌底漆(它是由锌粉、环氧树脂液、聚酰胺树脂三组分组成的自干型底漆)；无机磷酸盐富锌(铝)涂料(它是由无机粘结剂和水与醇作溶剂，再与锌粉、铝粉所组成