《船舶管系防腐蝕技術(shù)措施研究3900字（論文）》

船舶管系防腐蝕技術(shù)措施研究管道系統(tǒng)是船舶的重要組成部分。對(duì)于這樣的系統(tǒng)是會(huì)發(fā)生腐蝕問(wèn)題。其中，海水是腐蝕最嚴(yán)重的，因?yàn)榇霸O(shè)備本身具有一定的耐腐蝕性。然而，海水顯然具有很強(qiáng)的腐蝕性，船舶管道也會(huì)發(fā)生腐蝕，這將對(duì)船舶的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。許多船舶管系處于相對(duì)狹窄的空間。自然溫度也相對(duì)較高，并且管系長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕的環(huán)境中。因此，維修和保養(yǎng)工作仍然相對(duì)困難。本文最主要的就是先分析和研究了船舶的發(fā)展現(xiàn)抓以及管系腐蝕的原因，最后是提出了相對(duì)應(yīng)的防腐蝕措施。1相關(guān)概述1.1海水管系材料船舶海水管系的材料種類還是非常的多，當(dāng)前國(guó)內(nèi)的船舶正在的使用都是鋼管、銅合金以及鈦合金等等。銅合金的海水管路配套的泵閥材料以鑄造黃銅為主，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究單位近些年推出的新型的含鉻鎳鋁青銅，同時(shí)還進(jìn)行了該材料的試用工作以及海水管路制造的工作。而鋁因?yàn)橹亓亢筒牧吓涮椎脑颍阡X材料快船的管理材料都是采用的鋁管，鋁這種材料在應(yīng)用于海水系統(tǒng)的時(shí)候，使用的壽命不固定，但是在使用了兩年之后就很容易出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象。鈦合金具有優(yōu)異的耐海水腐蝕性能。各國(guó)都在開(kāi)發(fā)和研究船用鈦合金。國(guó)外已經(jīng)非常成功地將鈦合金材料應(yīng)用于各種船舶和水面艦艇。鈦合金在我國(guó)的應(yīng)用研究由來(lái)已久，基本能夠滿足各種不同強(qiáng)度等級(jí)船舶的應(yīng)用要求，并應(yīng)用于船舶海水管系的不同部位。鈦合金的優(yōu)勢(shì)是非常多的，它的密度小、高比強(qiáng)度、抗破壞性能也很強(qiáng)等，使用與各種硬度要求高的部件。因?yàn)殁伜辖鸬木C合性能都是非常完美的，所以很多國(guó)家海軍軍艦上都應(yīng)用了鈦合金，大多用來(lái)建造海水管路系統(tǒng)。鈦合金應(yīng)用于船舶管系具有天然優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)管道時(shí)，壁厚腐蝕余量將大大減少。此外，鈦合金建造的海水管道能夠承受很高的水流速度，因此管道質(zhì)量將大大降低。一般來(lái)說(shuō)，鈦合金材料出現(xiàn)了腐蝕問(wèn)題是由于在與其他材料和設(shè)備一起使用，為了防止這一問(wèn)題還需設(shè)計(jì)。制造以及相匹配的其他鈦合金的設(shè)備。1.2腐蝕原理在現(xiàn)實(shí)情況當(dāng)中，海水管理的腐蝕形式還是非常多的，具體包含以下幾個(gè)方面。一是根據(jù)腐蝕的機(jī)理是能夠?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕以及物理腐蝕。不同的腐蝕形式所接觸到的介質(zhì)也是完全不一樣的，不同的材料接觸到不同的介質(zhì)是會(huì)有不同的反應(yīng)，電化學(xué)腐蝕是海水管理中最常見(jiàn)的腐蝕類型。最常見(jiàn)的腐蝕類型是與電解質(zhì)接觸。二是根據(jù)金屬的腐蝕破壞特性，金屬腐蝕也可分為平衡腐蝕和局部腐蝕。在一般情況下局部的腐蝕是很難進(jìn)行預(yù)測(cè)的，存在著極大的風(fēng)險(xiǎn)性，造成事故往往非常嚴(yán)重。昌吉那的局部腐蝕也有點(diǎn)蠟燭、應(yīng)力腐蝕等等。三是彎頭處因?yàn)楹Ｋ飨蚨l(fā)生改變，這樣就會(huì)對(duì)其內(nèi)壁產(chǎn)生較大的沖擊力，加快了腐蝕產(chǎn)物的遷移，同樣也是加劇了電化學(xué)腐蝕，造成管壁是變得非常的薄，更加嚴(yán)重的可能會(huì)直接斷裂。四是在安裝的過(guò)程當(dāng)中，螺栓上緊過(guò)程中是會(huì)存在受力不均衡，在連接點(diǎn)的焊接也是會(huì)有剩余的應(yīng)力，在有了電化腐蝕之外還會(huì)有應(yīng)力腐蝕，因?yàn)榉ㄌm以及螺栓等部件之間的連接點(diǎn)是異金屬連接，這樣很容易就造成了腐蝕的加劇。由此可見(jiàn)，管道中存在多種海水腐蝕，由于海水阻力很低，可見(jiàn)表面容易形成微電池和宏電池，整個(gè)腐蝕范圍很廣，部分腐蝕也是由于程度不同造成的。1.3腐蝕分類可以根據(jù)不同的環(huán)境進(jìn)行一個(gè)分類，總體上來(lái)講的話是能夠分為三種類型：干蝕、溫蝕以及微生物腐蝕。在這三個(gè)種類當(dāng)中干蝕是包括了高溫氧化所產(chǎn)生的腐蝕等；溫蝕是包含更多的化學(xué)藥品等，而微生物腐蝕就是一些真菌及藻類腐蝕等。還能夠依照腐蝕的形態(tài)來(lái)進(jìn)行分類，大體上也是能夠分為兩種類型，也就是全面腐蝕和局部腐蝕。全面腐蝕就是指的在發(fā)生在整體表面上的額均勻腐蝕；局部的腐蝕就是指的間隙間的腐蝕等。在海洋環(huán)境當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生不同的腐蝕，有海上的大氣區(qū)域、潮差區(qū)域等。2船舶管系腐蝕研究現(xiàn)狀2.1影響海水管系腐蝕的主要因素（1）材料的影響許多用于輸送海水管系的材料與輸送介質(zhì)直接接觸，因此管道的內(nèi)部腐蝕在很大程度上取決于材料本身的耐腐蝕性。（2）氣蝕的影響因?yàn)楹Ｋ弯鰷u的擴(kuò)散等等，是在流體區(qū)域的中間，容易形成低壓區(qū)域，因?yàn)楹Ｋ缑婵偸怯写罅繗馀葸B續(xù)破裂使管壁的表面膜受到機(jī)械損傷，所以形成氣蝕。正是因?yàn)闅馕g的存在，才會(huì)使得管壁被不斷的腐蝕，最后成為一個(gè)形狀怪異的麻孔。（3）海水流速的影響海水的持續(xù)流動(dòng)將使空氣中的氧氣慢慢擴(kuò)散到金屬表面。同時(shí)，由于水流的速度，氧氣會(huì)不斷地沖洗金屬表面形成的各種保護(hù)膜。同時(shí)當(dāng)海水流速不斷增加時(shí)，管壁處的氧氣供應(yīng)得到充分保證，因此氧氣的去極化效果始終處于非常高的峰值狀態(tài)，使得腐蝕電流變得非常大。在流動(dòng)體系中，腐蝕介質(zhì)與金屬表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加劇了金屬的腐蝕。高速對(duì)金屬表面和腐蝕性流體造成的損害是流動(dòng)腐蝕，這是機(jī)械擦洗和電化學(xué)腐蝕相互作用的結(jié)果。（4）腐蝕環(huán)境特點(diǎn)的影響在使用海水管道的過(guò)程中，船舶長(zhǎng)期受到海水的沖刷。長(zhǎng)時(shí)間停在淡水港的船舶管道容易受到有機(jī)物沉積和海水污染的影響，很可能發(fā)生沉積腐蝕，也可能發(fā)生硫酸鹽還原菌腐蝕，從而加快了材料的損壞程度。然而，船只受到的腐蝕性因不同的地理位置而異。隨著海水的不斷增加，在海水中的溶解度會(huì)不斷降低，使得腐蝕電流急劇增加，大大加快了腐蝕速度。2.2國(guó)外船舶管系材料的環(huán)境腐蝕研究現(xiàn)狀在海水管系材料環(huán)境腐蝕研究領(lǐng)域，許多國(guó)家開(kāi)展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用性研究。早期的工作主要集中在材料環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)的積累上。國(guó)外對(duì)銅鎳合金海水管道材料在海洋環(huán)境中的腐蝕及其與配套材料的電偶腐蝕相容性進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。美軍鑒于水面船舶海水管系及其配件故障率高，海水閥門(mén)相關(guān)成本已成為水面船舶整體維護(hù)成本的主要因素。為了降低海水閥的壽命周期成本，能夠形成鈍化膜的合金，例如鎳鋁青銅和鎳合金400，正被考慮取代當(dāng)前的閥材料。結(jié)果表明，這些易鈍化材料提高了閥門(mén)的耐海水腐蝕能力和鈦合金的電偶腐蝕能力。2.3國(guó)內(nèi)船舶管系材料的環(huán)境腐蝕研究現(xiàn)狀近年來(lái)我國(guó)海水管系環(huán)境腐蝕的實(shí)驗(yàn)研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室材料腐蝕性能評(píng)價(jià)和腐蝕機(jī)理研究上。國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)了B10、HDR二相不銹鋼等海水管類材料的自然腐蝕行為。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者對(duì)船舶管道在南海的腐蝕進(jìn)行了實(shí)船研究，從材料和用途兩方面分析腐蝕原因，提出防腐措施。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)海水管系材料環(huán)境腐蝕的研究主要集中在材料腐蝕機(jī)理和新型管系材料的電偶腐蝕匹配上。與國(guó)外對(duì)海洋管道材料環(huán)境腐蝕的研究相比，我國(guó)現(xiàn)有的環(huán)境腐蝕試驗(yàn)研究不夠系統(tǒng)和深入，試驗(yàn)材料不夠全面。管系構(gòu)件的環(huán)境腐蝕研究不多，試驗(yàn)中也沒(méi)有優(yōu)先考慮腐蝕環(huán)境因素。3船舶管系防腐蝕技術(shù)措施3.1海水管系微生物腐蝕的控制第一，陰極保護(hù)不能解決海水管道系統(tǒng)中的微生物腐蝕問(wèn)題。第二，電解污染防止技術(shù)解決不了微生物腐蝕的問(wèn)題。目前，抑制微生物腐蝕的最有效方法是添加殺菌劑、阻礙劑及粘土剝離劑。添加消毒劑是為了殺死微生物并防止管系的微生物腐蝕。殺菌劑通過(guò)阻止細(xì)菌呼吸和抑制蛋白質(zhì)合成來(lái)殺死微生物。緩蝕劑通過(guò)物理或化學(xué)吸附與基體結(jié)合，阻礙腐蝕反應(yīng)。通過(guò)添加泥剝離劑，可以去除管壁上的微生物泥，提高殺菌劑的殺菌效果，并發(fā)揮緩蝕劑的作用。3.2阻止海水管系腐蝕的措施從影響海水管系腐蝕的原因可以看出，海水管系腐蝕是多種原因疊加的結(jié)果。消除某種腐蝕原因只能部分改善管系腐蝕，不能完全解決管系腐蝕問(wèn)題。海洋管系防腐是一個(gè)綜合性的研究課題，大致可以包括以下內(nèi)容。（1）合理選材合理選擇和設(shè)計(jì)海水管系材料非常重要。選擇材料時(shí)，應(yīng)注意不同環(huán)境中的材料選擇會(huì)有所不同。在海水流量大的環(huán)境中，應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)材料。一般質(zhì)量的材料可以在相對(duì)寬松的環(huán)境下選擇。選擇海水管系材料時(shí)，首先應(yīng)注意各種管道的最大允許流速值，如下表所示。表1各管材的最大流速管材材質(zhì)鋼純銅鋁黃銅加鐵95-5銅鎳合金加鐵90-10銅鎳合金加鐵70-30銅鎳合金允許最大流速（m2/s）11.231.534（2）涂層保護(hù)海水管系的表層應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐繉颖Ｗo(hù)，這有利于管系的長(zhǎng)期使用。涂層保護(hù)是一種通過(guò)熱浸鍍鋅和其他方法在鋼管內(nèi)外表面形成涂層的方法。通過(guò)將受保護(hù)鋼管與腐蝕介質(zhì)中的海水隔離，可以提高管系的耐腐蝕性。應(yīng)該注意的是，管道在鍍鋅前必須徹底除銹和脫脂，否則保護(hù)涂層很容易脫落。防腐效果好，使用壽命長(zhǎng)，能明顯提高耐沖擊腐蝕能力，是解決紫銅管道腐蝕的新方法。但要求海水流速不超過(guò)5m/s，涂層具有一定的脆性，特別是使用溫度不超過(guò)80℃-90℃，塑料涂層管不能焊接，這給海水管道防腐在現(xiàn)役船舶上的應(yīng)用帶來(lái)一定的限制。（3）維護(hù)保養(yǎng)措施熟練的船舶維修技術(shù)有利于減少海水管系的腐蝕。在維修過(guò)程中，應(yīng)首先對(duì)新材料進(jìn)行防腐處理?？梢酝ㄟ^(guò)涂覆方法添加保護(hù)膜，所用的材料應(yīng)該和原來(lái)的一樣。船員可以通過(guò)每天對(duì)船舶或潛艇的海水管系進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)和保養(yǎng)來(lái)減少海水管系的腐蝕。新管在安裝前應(yīng)進(jìn)行鍍鋅、防銹漆等防腐處理，管道表面應(yīng)定期進(jìn)行補(bǔ)漆、防銹處理，附件應(yīng)進(jìn)行有效清洗，以減緩管道系統(tǒng)的腐蝕。結(jié)論近年來(lái)，隨著高科技技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的耐腐蝕材料被廣泛應(yīng)用于當(dāng)今的航運(yùn)業(yè)。隨著相關(guān)部門(mén)對(duì)海水管系腐蝕問(wèn)題的深入研究，海水管系的腐蝕問(wèn)題得到了一定程度的解決，盡管如此，防腐措施仍不完善，今后還將進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探索，從根本上解決海洋管系的腐蝕問(wèn)題，促進(jìn)船舶業(yè)的發(fā)展。我相信隨著技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)計(jì)水平的提高，腐蝕問(wèn)題一定會(huì)得到更好的解決。參考文獻(xiàn)[1]丁晶,閆安,丁磊.船舶海水管系腐蝕的原因及防腐蝕措施分析[J].科技尚品,2016(7).[2]張世輝,孫亞舟,周龍.