船舶海水管系的腐蚀及其防护

崔文璟

大连中远海运川崎船舶工程有限公司   辽宁省大连市    116041

摘要：作为我国探索海洋的重要载体之一，船舶在海洋探索中发挥着十分重要的作用。而在船舶航行的过程中，不可避免地会受到海水的腐蚀。在船舶实际腐蚀情况当中，海水对海水管系的腐蚀影响最为严重。海水对海水管系的腐蚀不仅影响着船舶的顺利航行，更影响着以科研为目的船舶的数据精准性，影响着社会公众通过船舶出行的出行安全，对社会公众的人身安全和财产安全造成了一定的危险。基于此，本文将对船舶海水管系的腐蚀及其防护对策进行分析。

关键词：船舶；海水管系；腐蚀及其防护

1 对于海水管系其腐蚀机理的分析

在所有的海水管系中都有不同程度的腐蚀，但一般会在一些特殊位置其腐蚀会更加严重：如海水管系的阀门、出口及泵出口、汇流及分流、拐角、异径以及海底门等部位。这些位置因为其形状的变化、快速开合的阀门及转换，都会导致管内部发生水流速度的急剧变化，使得管内部压力也随之变化，引起水击现象。这种现象发生的时候，管内部的压力变得特别大，且频率也很高，致使腐蚀的速度加剧，甚至会使得水管发生爆裂现象。

海水中存在着很多的可溶性盐，一般盐度会在百分之三十二到百分之三十七点五之间变化，盐的主要构成成分是硫酸盐、氯化钠与一部分可溶性的碳酸盐，当中约有百分之五十五的氯离子，其会对金属的钝化产生妨碍与破坏的作用，堪称为金属病毒。而且海水中如果是含砂与含盐量较高的话，其一般溶解有空气，这种海水对金属会产生特别强的腐蚀性。海水中存在的海生物会使得海水的含氧量增大，还会产生二氧化碳等气体，继而酸化周边的海水，这些都会增大海水管系的腐蚀速度。另外，海水PH值也会对腐蚀的速度产生直接的影响。与此同时，海水的流速、海洋生物的存在、海水的温度及溶氧量等等都会影响到海水的腐蚀，其腐蚀的机理远远要比单纯的盐水腐蚀要复杂很多。

2 腐蚀原理

(1)根据腐蚀的机理，可分为电化学腐蚀、化学腐蚀和物理腐蚀。这几种腐蚀形式接触的介质不同，化学腐蚀是纯化学反应造成的，接触的是非电解质；物理腐蚀是因固体颗粒的物理溶解，对金属引起的划伤磨损破坏；电化学腐蚀是海水管路最普遍、最常见的腐蚀种类，接触介质为电解质。

(2)根据金属的腐蚀破坏特性，金属腐蚀又分为均匀腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀通常不易预测，危险性更大，容易造成严重的事故。常见的局部腐蚀有点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、湍流腐蚀及空泡腐蚀等。

(3)弯头处由于海水流向发生改变，对弯头内壁有较大冲击力，既加速了腐蚀产物的迁移，又加剧了电化学腐蚀，造成管壁明显变薄或有马蹄形蚀坑，甚至断裂，即还发生了冲击腐蚀和湍流腐蚀。

(4)法兰在安装中，螺栓上紧过程中可能存在受力不均，连接处的焊缝也存在残余应力，除了电化学腐蚀外还发生了应力腐蚀等；由于法兰、螺栓、钢管三者间为异金属连接，存在小面积的阳极大面积阴极，造成腐蚀加剧。由此可见，管路的海水腐蚀种类繁多，由于海水的电阻率低，在金属表面容易形成微电池和宏观电池，腐蚀范围较广，发生腐蚀种类也比较多，同时存在均匀腐蚀和多种局部腐蚀。

3 避免海水管系受到腐蚀的措施

3.1 电绝缘隔离措施

电绝缘隔离这种方法，其主要运用在异种金属进行连接的地方，在这种情形下很容易产生电腐蚀。虽然已经对船舶或潜艇上的海水管路其管材做出最好统一的要求，然而在实际过程中还是很难做到。像紧固件与管路间、设备与管路间都会存在着异种金属进行连接的现象发生，因而在这些场合要利用电绝缘进行隔离。一般的措施是在构件与紧固件、两构件间进行不透性的塑料衬套或垫圈的安装。

3.2 进行合理的设计

对海水管系的管道构件进行合理设计，进而减少由于海水管系设计不合理导致的腐蚀。首先，生产厂商在进行船舶海水管系的设计时应当采用统一的符合国际标准的直管道和管子构件，保证海水管系内部的管道都采用统一的直径以及构建。其次，对于部分出现了不同材质金属构件组合的海水管系，生产厂商在进行关系搭建时应当以涂抹绝缘层等方式杜绝关系之间的金属反应。

在进行管系设计时，应该防止因为布置与设计不当而引起的腐蚀，应该尽可能地运用标准化的管构件与直管系，少用或不用套管连接。在设计时，每条的管道的线路都要最短，少用弯管，必须用的弯管其半径需要进行统一；另外，把管路的接头数量减少，尤其是可拆接头的数量更要少，以减轻扰动流体，避免发生腐蚀。

3.3 阴极保护

利用阴极保护的方式对船舶的海水管系进行防护。阴极保护是我国不断研究的一种海水管系保护方式，其主要方式为工作人员每隔几米的距离就在船舶的海水管系上安装电极，通过电极来对整个海水管系进行保护。该方法的优点是能够有效的缓解海水管系的腐蚀情况，但是其缺点也十分明显：由于电极需要每隔几米就进行一次安装，因此使用该方法的海水管系开孔极多，并且部分特殊构造和直径的海水管系管道根本无法进行电极开口，该部分的海水管道无法得到有效的保护。

3.4 电解防腐

通过电解防腐的方法对船舶的海水管系进行防护。该方法是20世纪日本学者提出的防护方法。在日本学者的调查研究中，铁元素对以铜合金为主要管材的船舶海水管系有着较好的防腐蚀效果，因此学者通过对海水管系注入铁硫酸溶液的方式来对整个海水管系进行防腐工作。这种方式虽然能够提升海水管系的耐腐蚀性并进行有效的防腐蚀工作，但是铁硫酸的污染性较高，一旦海水管系的管道出现破裂铁硫酸注入到海水中会对海水造成较大的污染，在目前我国环境保护理念不断重视的背景下，电解防腐法的缺点导致其无法大面积使用。

3.5 合理选择金属材料

生产厂商在进行海水管系金属材料的选择时，应当尽可能地选择耐腐蚀性能好以及氧化程度低的金属材料。根据上文所述的研究报告以及相关调查数据，在海水管系的金属材料选择中添加了一定铁元素的铜镍合金是最佳的金属材料选择之一。除此之外，部分钢合金在防腐蚀性能以及抗氧化性能上也表现出了较好的特征，其性能较为稳定不易受海水的腐蚀以及空气的氧化。在海水管系金属材料的选择中，生产厂商应当尽可能地避免选择单一金属材质的管材，应当以合金为主，合金能够结合不同金属的优点，是我国目前海水管系管材选择的重点之一，也是未来海水管系管材的发展方向。

3.6 维护保养措施

熟练的维护保养船舶技术有利于降低海水管系腐蚀性，在维修的过程中要先对新的材料进行防腐处理，可以用涂层的方法加一层保护膜，使用的材料要与原有的使用材料相同。船员日常对船舶或者潜艇的海水管系做出及时的保养与维护，是可以起到减少海水管系腐蚀的作用的。在安装之前，要对新管做出运用镀锌及刷防锈漆等防腐的处理，还要定期地对管面进行补漆及防锈的处理，并且对附着物等进行有效的清理，可以减慢管系的腐蚀。

4 结束语

近些年来，随着高科技技术的发展，耐腐蚀性的材料越来越多，在当今的船舶行业得到广泛应用。随着相应部门对船舶海水管系腐蚀问题的深入研究，海水管系腐蚀问题在一定程度上也得到了解决，虽然如此，但是防腐措施还并不完善，今后还要继续研究和探索，从而在根本上解决船舶海水管系腐蚀问题，促进船舶行业发展。相信随着技术的进步，设计和建造水平的提高，腐蚀问题一定会得到更好的解决。

参考文献：

[1]张敏丽.船舶海水管系腐蚀的原因及其防护[J].全面腐蚀控制,2010,24(06):5-9.DOI:10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2010.06.005.

[2]洪理平,胡强生.船舶海水管系的腐蚀及其防护[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2002(01):66-68.

[3]曾晓燕,陈全权.船舶海水管系的腐蚀与防护[J].交通部上海船舶运输科学研究所学报,1997(01):49-55.