船舶海水管系腐蝕的原因及防腐措施

蔡復新

摘 要：海水是一種含鹽份特別高的天然腐蝕劑，具有很強的腐蝕性。常年在海上漂泊的遠洋船舶及一些潛艇，海水對其產生的腐蝕是不能避免的，特別是對船舶海水的管系會產生相當巨大的腐蝕作用。做為船舶運行的發電機保障、推進保障與輔助系統的組成部分，船舶的海水管系其作用很大，擔負著整個船舶的消防、主輔機冷卻、以及貨艙、壓載與甲板的清洗等重要任務，對船舶的輔助機械與設備及動力裝置的正常運行作用巨大。然而大部分的海水管系，都被安裝在狹小的空間內，處在高溫、潮濕的環境之下，對其進行保養與維修也十分的困難，必然出現腐蝕問題 。本文對船舶及潛艇的海水管系其腐蝕的形式、原因等進行了分析，并針對管系特點提出相應的保護方法。

關鍵詞：船舶 海水管系 腐蝕原因 防腐措施

1.對于海水管系其腐蝕機理的分析

在所有的海水管系中都有不同程度的腐蝕，但一般會在一些特殊位置其腐蝕會更加嚴重：如海水管系的閥門、出口及泵出口、匯流及分流、拐角、異徑以及海底門等部位。這些位置因為其形狀的變化、快速開合的閥門及轉換，都會導致管內部發生水流速度的急劇變化，使得管內部壓力也隨之變化，引起水擊現象。這種現象發生的時候，管內部的壓力變得特別大，且頻率也很高，致使腐蝕的速度加劇，甚至會使得水管發生爆裂現象。

海水中存在著很多的可溶性鹽，一般鹽度會在百分之三十二到百分之三十七點五之間變化，鹽的主要構成成分是硫酸鹽、氯化鈉與一部分可溶性的碳酸鹽，當中約有百分之五十五的氯離子，其會對金屬的鈍化產生妨礙與破壞的作用，堪稱為金屬病毒。而且海水中如果是含砂與含鹽量較高的話，其一般溶解有空氣，這種海水對金屬會產生特別強的腐蝕性。海水中存在的海生物會使得海水的含氧量增大，還會產生二氧化碳等氣體，繼而酸化周邊的海水，這些都會增大海水管系的腐蝕速度。另外，海水PH值也會對腐蝕的速度產生直接的影響。與此同時，海水的流速、海洋生物的存在、海水的溫度及溶氧量等等都會影響到海水的腐蝕，其腐蝕的機理遠遠要比單純的鹽水腐蝕要復雜很多。

2.海水管系產生腐蝕的原因及其自身原因分析

2.1依照環境進行分類

可分為三類：干蝕、溫蝕及微生物的腐蝕。干蝕包括硫腐蝕與高溫氧化所產生的腐蝕等；溫蝕包括化學藥品、大氣以及水溶液（淡水、海水及其它溶液）等；微生物的腐蝕包括藻類、真菌、細菌腐蝕等。

2.2依照腐蝕的形態進行分類

可分為兩類：全面腐蝕與局部的腐蝕。全面腐蝕是指在發生在整體表面上的均勻腐蝕；局部的腐蝕是指點、縫隙及晶間的腐蝕等。

2.3依照腐蝕的原因及現象進行分類

可分為四種：電偶的腐蝕、晶間的腐蝕、縫隙的腐蝕以及積物的腐蝕等。

（1）電偶腐蝕也叫做接觸的腐蝕，是指不相同的兩種金屬，在導電的介質（比如海水電解質）當中進行直接接觸后，所發生的宏觀電池的腐蝕，或者因為金屬自身所存在的不均勻性質，所形成的很多個的微電池中其陽極區所發生的電化學腐蝕。

（2）晶間的腐蝕是指存在于金屬微小晶粒周圍的腐蝕，其危害性相當巨大，會引發應力的集中，導致應力腐蝕的開裂等，還可能致使金屬產生粉狀或者片狀的脫落。

（3）縫隙的腐蝕：是指金屬表面存在縫隙的位置產生的腐蝕，如焊接縫的縫隙位置、螺釘或者鉚釘的接頭位置等。這種腐蝕是一種危害性特別大，且具有普遍性的腐蝕。

（4）積物的腐蝕包含沉積的固體與積液等兩種，例如在海水管系當中的泥沙與海水，還有海藻尸體與海生物附著在上面所造成的腐蝕，因為這些殘留物其分布的不均勻，使得海水管系發生位置不同、程度不一的腐蝕。

2.4動態環境當中的腐蝕

（1）沖擊的腐蝕：電化學腐蝕作用于金屬表面時，因為管系內部高速流動的流體或者紊流、渦流及懸浮的顆粒對管系內壁產生相應的沖擊力，致使管內保護層剝離或磨損，讓金屬的表面更直接地在腐蝕介質當中暴露，使腐蝕的速度更加迅速。

（2）應力的腐蝕：金屬在受到環境腐蝕時，會相應地受到應力對其產生的作用，應力有內應力與外應力兩種。金屬在應力下特別容易發生裂縫，而腐蝕還會使金屬的裂縫擴展變得更加迅速，危害巨大。

（3）空泡的腐蝕：這種腐蝕也就是氣蝕，流體在進行高速的流動時會產生紊流，在管內部的負壓區里的氣泡經受壓縮而引起破裂，會發生連續的錘擊，并且與其它共同作用的腐蝕一起使得管路遭到損壞。

（4）疲勞的腐蝕：金屬在反復及長期受到腐蝕與應力作用時，會漸漸產生疲勞的現象，使金屬的強度進一步地降低。

2.5海洋環境不同產生的腐蝕

（1）海上的大氣區域：比海面高出兩米以上的位置，這個部位接觸到較少的海水，使得管系在海洋的鹽霧大氣中暴露出來，例如：甲板上的露天管系就是這種。

（2）飛濺區域：自海面到其以上的兩米的位置，這個部位會常常飛濺到波浪的泡沫，例如：位于干舷甲板上的電纜管與消防管系等。

（3）潮差區域：這是海平面上存在的一段部位，會伴隨著船舶的裝載狀況與潮水的變化而變化，可能會露出海面也可能浸在水里。例如：貨艙區域其甲板的疏排水管的舷側段等。

（4）全浸的區域：這個部位在海平面下面，長期在海水中浸泡，不會接觸到大氣，如海水的總管等。

上面的這些部位由于其所存在的環境的不相同，其發生腐蝕的速度也是不相同的。在干溫的交匯處，由于氧氣比較充足，在海面的上下會構成氧濃度的差電池，空氣中的那部分會因為充足的氧氣變成陽極，形成保護；而浸泡在海水里的一部分會因為缺氧構成陰極，致使腐蝕變快。

2.6海水管系自身的原因

（1）管系的材質因素：海水管系其材質是否耐蝕是其產生腐蝕的重要原因，比較常用的管系材料的按照其耐蝕性遞增從小到大分別為鋼最耐蝕、鍍鋅鋼次之，接下來是鋁黃銅、銅鎳合金。endprint

（2）腐蝕的環境因素：使用船舶或潛艇的海水系管時，會受到流動海水對它的沖刷，在未使用時受到的是海洋潮濕的大氣作用及海水的浸蝕。常常在淡水（河水）港停泊的船舶或艦艇管系，因為容易受到特質沉積作用及被污染河水等的作用，不但其沉積腐蝕增大，還會遭受到酸性海水對其的腐蝕，使得管系破損的速度加快。

3.避免海水管系受到腐蝕的措施

3.1電絕緣隔離措施

電絕緣隔離這種方法，其主要運用在異種金屬進行連接的地方，在這種情形下很容易產生電腐蝕。雖然已經對船舶或潛艇上的海水管路其管材做出最好統一的要求，然而在實際過程中還是很難做到。像緊固件與管路間、設備與管路間都會存在著異種金屬進行連接的現象發生，因而在這些場合要利用電絕緣進行隔離。一般的措施是在構件與緊固件、兩構件間進行不透性的塑料襯套或墊圈的安裝，隔離法見圖1。

3.2進行合理的設計

在進行管系設計時，應該防止因為布置與設計不當而引起的腐蝕，應該盡可能地運用標準化的管構件與直管系，少用或不用套管連接。在設計時，每條的管道的線路都要最短，少用彎管，必須用的彎管其半徑需要進行統一；另外，把管路的接頭數量減少，尤其是可拆接頭的數量更要少，以減輕擾動流體，避免發生腐蝕。

3.3保養與維護的措施

船員日常對管系的保養與維護對海水管系的腐蝕也起著相當大的作用，對船舶或者潛艇的海水管系做出及時的保養與維護，是可以起到減少海水管系腐蝕的作用的。在安裝之前，要對新管做出運用鍍鋅及刷防銹漆等防腐的處理，還要定期地對管面進行補漆及防銹的處理，并且對附著物等進行有效的清理，可以減慢管系的腐蝕。另外，對管系進行局部更換時，應該選用和原管材質相同的管子，避免引發電位差的腐蝕。

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