船舶海水管系的腐蝕問題其防止措施

萬愛波

（中遠(yuǎn)船務(wù)（啟東）海洋工程有限公司 江蘇南通 226251）

摘要：船舶終年漂泊在高含鹽濃度的海水中，受到海水的腐蝕度就會(huì)更加嚴(yán)重。海水的溫度、溶氧量、海水流動(dòng)及海洋生物等各種現(xiàn)象的轉(zhuǎn)變，都會(huì)影響到海水腐蝕性，并使它的腐蝕過程變得更加復(fù)雜，甚至是海水的pH值，這些都嚴(yán)重影響了行駛在海上的船舶。文章首先由海水管系的腐蝕原理出發(fā)，然后分析了海水管系的腐蝕的原因，最后對(duì)這些原因提出了相應(yīng)的有效措施。

關(guān)鍵詞：船舶海水管系；腐蝕問題；措施

引言

輔助系統(tǒng)、船舶推進(jìn)的保障系統(tǒng)、壓載系統(tǒng)，甚至于海水消防系統(tǒng)，以及發(fā)電機(jī)保障系統(tǒng)都是船舶海水管系重要的組成部分，它不僅擔(dān)任著冷卻和消防、壓載和清洗等任務(wù)，還能確保船舶主要設(shè)備能夠正常和安全運(yùn)行。由于海水的腐蝕性極強(qiáng)，造成海水管系的腐蝕嚴(yán)重化，并影響了設(shè)備的正常運(yùn)作和安全行駛，也導(dǎo)致維修上的人力、財(cái)力的損失。而大多的船舶海水管系都處在潮濕惡劣的環(huán)境中，安裝施工空間小，維修保養(yǎng)也很困難，大多數(shù)的金屬材料更是容易腐蝕。船舶海水管系中諸多的問題都面臨著討論與研究。

1海水管系的腐蝕的原理

海水含有的可容性鹽量很大，而它主要是由氯化鈉和硫酸鹽以及一定量的可溶性碳酸鹽組成。海水中含鹽量、含砂量會(huì)溶解空氣，促使海水的腐蝕性增強(qiáng)，對(duì)金屬的傷害更大。而海水中的各種生物也會(huì)使海水的含氧量增加，并經(jīng)過化學(xué)作用會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等氣體使海水酸化，并導(dǎo)致海水腐蝕性很強(qiáng)、通常海水管系腐蝕的形式有以下幾種：

（1） 電化學(xué)腐蝕，由鐵和氧形成的兩個(gè)電極，鐵的電價(jià)高于氧，所以鐵是陽極，氧是陰極，二者組成腐蝕原電池。而生活中鐵在潮濕的空氣中生銹就是電化學(xué)腐蝕。這也是海水管系中最常見的腐蝕現(xiàn)象。

（2） 化學(xué)腐蝕，是金屬物質(zhì)與所接觸到的物質(zhì)發(fā)生了一定的氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致被氧化損耗的過程，它的原理十分簡單。工廠中的，鐵、銅等金屬在氯氣中發(fā)生的反應(yīng)就是化學(xué)腐蝕。

（3） 物理腐蝕，金屬通過一般的物理溶解作用而發(fā)生的損壞，對(duì)金屬的劃傷、碰撞損耗等現(xiàn)象。

2針對(duì)“商城”輪海水管系的具體情況進(jìn)行研究腐蝕的原因及其相應(yīng)的措施

2.1簡介

“商城”輪為我國自行建造之遠(yuǎn)洋集裝箱船舶，自投入營運(yùn)以來，海水管系自出廠4個(gè)月后，即陸續(xù)出現(xiàn)潰爛漏水，一般管子使用8個(gè)月左右即腐蝕穿孔，因此，該輪的海水管系不斷更換，造成人力、物力的損失。為了確保航行安全，減少經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)該輪管系嚴(yán)重腐蝕問題進(jìn)行研究。

2.2實(shí)船試驗(yàn)及調(diào)查的主要內(nèi)容

根據(jù)上述的可能的幾個(gè)原因，進(jìn)行了下述的實(shí)船試驗(yàn)及調(diào)查。

（1）為了確定海水管系是否存在雜散電流腐蝕，選擇了原來腐蝕較嚴(yán)重部位的3種管路（管徑為Dg200，Dg125和Dg50）進(jìn)行自然腐蝕電位的監(jiān)測(cè)。經(jīng)2個(gè)月來對(duì)管路上安裝之Ag /Agcl參比電極的測(cè)試（每天測(cè)試3～ 5次），其結(jié)果如圖：

（2） 為了確定本輪海水管系是否存在氧去極化作用特別強(qiáng)烈而引起的電化學(xué)腐蝕加劇的情況，對(duì)海水管路中的海水溶解氧進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定結(jié)果在6.0～7.3mg /l，處于正常的情況。

（3） 為了解該輪海水管路是否存在產(chǎn)生渦流、沖蝕和空泡剝蝕的條件，對(duì)管系進(jìn)行了全面的調(diào)查。

2.3產(chǎn)生腐蝕的原因

（1） 管系材質(zhì)。管系材質(zhì)的耐蝕性是影響海水管系腐蝕破壞的主要因素，是管系的固有特性，因海水管道材料大都與輸送介質(zhì)直接接觸。常用的海水管路材料耐蝕性能遞增順序?yàn)椋轰?、鍍鋅鋼、鋁黃銅、銅鎳合金，見表1。

（2）腐蝕環(huán)境。船舶長期行駛在海中受到海水的沖擊，而在淡水港內(nèi)或是河口港內(nèi)停留的船舶由于沉積物和被污染的水源中，腐蝕的速度就會(huì)加快，還會(huì)促使硫酸鹽還原菌腐蝕，加速對(duì)管系的破損。隨著海水溫度的增加，海水中的溶解度就會(huì)降低，促使導(dǎo)電率、腐蝕電流增加，腐蝕速度會(huì)變快。

（3）海水流速。管系使用時(shí)，海水在管內(nèi)是流動(dòng)的，流速越高，越容易發(fā)生紊流，尤其是含鹽量及含砂量高的海水，會(huì)加劇管系的磨蝕和腐蝕。海水流速越大，管路腐蝕也就越嚴(yán)重，腐蝕速度與靜止?fàn)顟B(tài)相比，顯著增加。常用金屬在各種速度下空泡腐蝕程度見表2。

（4）海生物影響腐蝕的原因。一是使水層中含氧量增加；二是海生物活動(dòng)中放出CO或殘余的海生物分解出HS，從而使周圍海水酸化，二者都導(dǎo)致海水管系腐蝕速度增加。海水溫度上升又使海水中微生物增多，進(jìn)一步加速了管系的腐蝕。不同的金屬和合金在海水中被海生物污染的程度是不同的，銅及其合金被海水物污染的速度就比鋼小得多。

（5）管系的維護(hù)保養(yǎng)。當(dāng)管系腐蝕被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行防護(hù)時(shí)，就不會(huì)使管系問題嚴(yán)重化了，而海水管系一般經(jīng)過處理也會(huì)比較耐用。

2.4結(jié)論

從上述對(duì)冷卻海水管系產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕原因的分析，可以得出以下結(jié)論：

（1） 根據(jù)本輪海水管系所用材料不能承受高流速，故造成管路的平均腐蝕速度高于正常情況下的腐蝕速度。而局部破損腐蝕要比平均腐蝕率大好幾倍，甚至數(shù)十倍。此為本輪造成如此嚴(yán)重腐蝕的主要原因。

（2） 本輪海水管系存在著氣蝕、沖蝕等條件，也是促使管系腐蝕加速的原因之一。

3解決管系嚴(yán)重腐蝕的建議

根據(jù)實(shí)船試驗(yàn)及對(duì)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕原因的分析，為解決本輪海水冷卻管系嚴(yán)重腐蝕問題，提出如下幾點(diǎn)建議：

3.1采用改善管內(nèi)流速方法。在條件允許的情況下，可以擴(kuò)大管徑，減小流速，將海水流速降到1.5m/s以下，以及改進(jìn)彎曲半徑等措施，也可大大改善嚴(yán)重腐蝕的情況。

3.2 涂層保護(hù)。在海水管系的表層要適當(dāng)?shù)氖褂猛繉颖Ｗo(hù)，有利于管系的長期使用。涂層保護(hù)就是使用鋼管熱浸鋅等方法，在鋼管內(nèi)外表面形成一層覆蓋層的方法，讓被保護(hù)的鋼管與腐蝕介質(zhì)的海水隔離開來，這樣可以使管系的耐腐蝕性有所提高。當(dāng)然需要注意的是，在鍍鋅前管道必須徹底除銹除油，否則保護(hù)鍍層就容易脫落。

3.3維護(hù)保養(yǎng)措施。熟練的維護(hù)保養(yǎng)船舶技術(shù)，有利于降低海水管系腐蝕性。在維修的過程中要先對(duì)新的材料進(jìn)行防腐處理，可以用涂層的方法加一層保護(hù)膜，使用的材料要與原有的使用材料相同。檢查海水管系時(shí)要認(rèn)真、細(xì)心，多次檢查。

4結(jié)語

目前船舶海水管系的腐蝕現(xiàn)象是一個(gè)無法完全能夠解決的問題。不僅有船舶整體造價(jià)的原因，還有設(shè)計(jì)和技術(shù)以及建造過程中的施工的問題。也正是各種各樣的原因，促進(jìn)了船舶海水管系的發(fā)展與進(jìn)步。船舶海水管系的防腐要從運(yùn)力著手，通過設(shè)計(jì)、施工安裝、海水流速等方面考慮，進(jìn)行全面預(yù)防；同時(shí)對(duì)施工過程中，施工方法及管系做到保護(hù)到位。才能提高降低腐蝕性，增加船舶的使用期限。

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