機(jī)艙海水管路防腐蝕設(shè)計探析

宋連鵬

（黑龍江省航道局）

摘 要：在進(jìn)行船舶設(shè)計的過程中，需要重點(diǎn)對機(jī)艙海水管路的腐蝕性問題進(jìn)行有效的預(yù)防，不同的船舶在設(shè)計的過程中具有不同的特點(diǎn)，尤其是在初期階段，設(shè)計的重要性就更是不言而喻了，通過合理有效的設(shè)計能夠促進(jìn)船舶運(yùn)營能力的進(jìn)一步提高，同時也能為今后的維護(hù)以及保養(yǎng)提供基本的保障，從經(jīng)濟(jì)性上來講也是相當(dāng)有優(yōu)勢的，所以本文重點(diǎn)對機(jī)艙海水管路的防腐蝕設(shè)計問題展開進(jìn)一步的探討，希望能夠?qū)窈蟮脑O(shè)計帶來一定的參考，更好的發(fā)展我國這方面的事業(yè)。

關(guān)鍵詞：防腐蝕；性能參數(shù)；設(shè)計；經(jīng)濟(jì)性

在船舶機(jī)艙中，管路的類型有很多種，如淡水、海水以及滑油等，但是在眾多原因的束縛下，海水管路經(jīng)常會發(fā)生腐蝕性的問題，這一問題的出現(xiàn)緊接著就會帶來其他方面的影響，要想解決問題，那么就需要從根本上找出故障產(chǎn)生的原因，所以本文重點(diǎn)對海水管路出現(xiàn)腐蝕的原因展開了論述，從中找出合理的預(yù)防手段，希望在今后的工作中能夠在設(shè)計階段就得到有效的預(yù)防。

1、機(jī)艙海水管路腐蝕典型實(shí)例

某公司在對運(yùn)營油輪的海水管系相關(guān)AS項(xiàng)目進(jìn)行梳理調(diào)查，發(fā)現(xiàn)一些設(shè)備如空冷器發(fā)生腐蝕故障相對頻次較高，在內(nèi)部防腐措施相同的前提下，有一定共性，近年發(fā)生的海水管系故障列表如下：

1.1海水管穿孔腐蝕

XE036船AirCLR冷卻主機(jī)空冷器海水側(cè)出口管腐蝕穿孔，孔徑達(dá)17mm，已無法再繼續(xù)使用。XE038船壓載泵出口海水管路也同樣發(fā)生孔蝕，從外觀看，管路側(cè)面有明顯穿孔，內(nèi)彎處有大面積腐蝕產(chǎn)物。

1.2海水管法蘭面處間隙腐蝕

根據(jù)腐蝕相態(tài)基本理論判斷此類腐蝕應(yīng)屬于間隙腐蝕，推測其形成原因是管路上螺栓未完全上緊，導(dǎo)致法蘭密封面海水泄漏，與在法蘭外邊緣未涂塑處的金屬直接接觸而發(fā)生腐蝕。

1.3冷卻器海水出口支管全面腐蝕

10000TEU船運(yùn)營期間，船員反饋中央淡水冷卻器海水出口支管化學(xué)反沖洗座嚴(yán)重腐蝕，從外觀看，整段支管已被全面腐蝕；后提供可更換管材，至現(xiàn)在沒有再出現(xiàn)二次反饋。此處海水管路同樣設(shè)計為涂塑管，后經(jīng)確認(rèn)，船員反饋該故障管路內(nèi)部涂層已遭破壞，。其腐蝕原因應(yīng)是管路支管涂層遭到破壞后，海水與金屬管壁直接接觸而發(fā)生進(jìn)一步腐蝕，涂層被破壞的支管實(shí)際充當(dāng)犧牲陽極的角色，更加劇腐蝕。

2、機(jī)艙海水管路腐蝕機(jī)理

海水管主要組成部分主要是金屬材料。按金屬腐蝕機(jī)理不同，腐蝕可分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。金屬腐蝕的機(jī)理相同，但在不同的實(shí)際環(huán)境下，其腐蝕形態(tài)不同。

2.1船舶海水管系腐蝕因素及分析

海水一般含鹽量為3.2～3.7%，通常取3.5%（相應(yīng)氯度為19%）作為大洋性海水的平均鹽度。海水是典型的電解質(zhì)，是一種復(fù)雜的多種鹽類的平衡溶液，經(jīng)常遇到的海水腐蝕形態(tài)有電偶腐蝕、點(diǎn)蝕、潰瘍腐蝕、縫隙腐蝕、沖刷腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞。在海水環(huán)境下的腐蝕比較苛刻，是造成惡性事故和縮短使用壽命的主要原因，它是典型的電化學(xué)腐蝕類型。

2.2鹽度

鹽度是指100克海水中溶解的固體鹽類物質(zhì)的總克數(shù)。一般在相通的海洋中總鹽度和各種鹽的相對比例并無明顯改變，但海水的鹽度波動卻直接影響到海水的比電導(dǎo)率，比電導(dǎo)率又是影響金屬腐蝕速度的一個重要因素，同時因海水中含有大量的氯離子，破壞金屬的鈍化，所以很多金屬在海水中遭到嚴(yán)重腐蝕。

2.3含氧量

海水腐蝕是以陰極氧去極化控制為主的腐蝕過程。海水中的含氧量是影響海水腐蝕性的重要因素。氧在海水中的溶解度主要取決于海水的鹽度和溫度，隨海水鹽度增加或溫度升高，氧的溶解度降低。如果完全除去海水中的氧，金屬是不會腐蝕的。

3、機(jī)艙海水管路防腐蝕設(shè)計

在對海水管系的管材進(jìn)行防腐蝕設(shè)計的過程中，防護(hù)的過程是一個十分復(fù)雜的問題，這一問題的出現(xiàn)需要對海水管路出現(xiàn)腐蝕的原因進(jìn)行詳細(xì)的考察，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，造成這一問題的原因是多方面的，還有可能是眾多因素相互結(jié)合在一起的結(jié)果，由此可知，如果只是單純的將其中存在的一個原因消除了，那么剩下的原因依然會對管路造成腐蝕性的影響，在此基礎(chǔ)上，要想從根本上解決問題，就需要對所有的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，在發(fā)生AS狀況以后，一般情況下只是為其提供適當(dāng)?shù)膫淦?，這一解決手段只是暫時性的，根本無法從根本上解決問題，所以需要進(jìn)行更加深入的分析，其影響因素是多方面的，例如材料、工藝以及環(huán)境等。

3.1合理選材

通常情況下，船舶海水管系選擇的材料本身要具有良好的抗腐蝕性能。目前國內(nèi)船舶上的海水系統(tǒng)管路主要還是用金屬材料。在選材時，要依據(jù)以下幾個原則：

（1）材料的力學(xué)性能要滿足使用要求（船級規(guī)范有明確要求）；

（2）材料的化學(xué)穩(wěn)定性滿足使用要求（船級規(guī)范有明確要求）；

（3）材料的熱穩(wěn)定性要滿足使用要求（使用溫度的要求）；

（4）材料使用持久性、可靠性；

（5）材料的可加工性；

（6）材料的經(jīng)濟(jì)性。

3.2合理設(shè)計

加強(qiáng)合理化的設(shè)計是十分有必要的，因?yàn)楹Ｋ诠芟抵胁粩嗔鲃拥倪^程中，會造成管系的進(jìn)一步腐蝕以及磨蝕，主要的原因在于海水在流動的過程中會加劇對金屬表面的沖撞，又或者在去極化反應(yīng)的作用下，電偶出現(xiàn)腐蝕性的概率增大。還有可能是海水中經(jīng)常會夾雜一些泥砂，也會對管系表面造成一定的沖撞。鑒于以上影響因素，設(shè)計時，必須考慮相應(yīng)管材、管徑所適用的許用流速標(biāo)準(zhǔn)值。在條件允許的情況下，可以采用擴(kuò)大管徑，減小流速，將海水流速按已有設(shè)計經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)降低，以及改進(jìn)彎曲半徑等措施，以改善管系腐蝕狀況。

4、不足與展望

當(dāng)然，船舶管路在海水管系的防腐蝕問題在當(dāng)前的設(shè)計過程中還存在很大的不足，需要在設(shè)計的過程中思考很多問題，這些問題是相當(dāng)復(fù)雜的，并不是簡簡單單就能得到解決的。因此只有從根本上找出腐蝕性產(chǎn)生的原因，才能有針對性的找出解決的辦法，在進(jìn)行防腐蝕性設(shè)計的過程中，需要注意的問題有很多，例如整個設(shè)計過程，在進(jìn)行施工安裝的過程中以及在后續(xù)的維修階段等，都是需要經(jīng)過慎重考慮才能得到更加準(zhǔn)確的信息，由此找出綜合預(yù)防的措施。

在當(dāng)前預(yù)防腐蝕性的設(shè)計過程中，主要采用的方式是在管路的外側(cè)增加電流防腐蝕的措施，這一措施在業(yè)界已經(jīng)獲得了一定的成績，但是在使用方面的經(jīng)驗(yàn)還存在一定的不足，所以在今后對海水管路的防腐蝕設(shè)計過程中，應(yīng)該加以更多的關(guān)注，并且在船廠進(jìn)行船舶建造的過程中，積極的應(yīng)用一些嶄新的科學(xué)技術(shù)成果，將其應(yīng)用在實(shí)際工作中，這樣能夠促進(jìn)船舶機(jī)艙管路系統(tǒng)穩(wěn)定性的進(jìn)一步提升，對于系統(tǒng)的優(yōu)化以及今后的保養(yǎng)等方面的工作都具有十分積極的意義。

5、結(jié)語

綜上所述，本文重點(diǎn)對機(jī)艙海水管路在設(shè)計過程中的防腐蝕性問題展開了進(jìn)一步的論述，這項(xiàng)工作的開展有助于我國海運(yùn)事業(yè)的更好的發(fā)展，未來將會擁有更加廣闊的發(fā)展空間，當(dāng)前的工作中還存在一定的不足，希望在不斷完善現(xiàn)有不足的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)行業(yè)整體水平的提高。

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