船舶海水管系腐蚀与防护

船舶海水管系腐蚀与防护

慕林江，滕晓岩，盛春明

黄海造船有限公司，山东荣成 264309

摘要：作为我国海洋综合研究的一部分，一些学者还对海水管系统的腐蚀现状进行了更深入的研究。对研究结果的分析表明，诸如管道材料、海水流速、腐蚀环境、管道结构和海洋生物等因素对船舶海水管的腐蚀影响。在这方面，本文根据影响海水管道腐蚀的主要因素，深入探讨了控制海水管道腐蚀的方法。

关键词：船舶航行；海水管系；腐蚀情况；防护情况

船舶海水管系是船舶推进系统、发电机系统和辅助系统的重要组成部分，在船舶电力设施和辅助机械的正常运行中发挥着重要作用。海水管系履行诸如制冷、消防、压载和清洗主要辅助机械等任务，对主要船舶设施的正常运行和安全以及船舶平衡发挥着重要作用。由于海洋管道输送海水，它们不可避免地面临严重的腐蚀问题，严重影响设备的正常运行和船舶的安全运行，而且大量维修造成巨大的人员和财产损失。因此，必须分析海水管道的腐蚀状况，并提出有效的养护措施。

1. 影响海水管系腐蚀的主要因素。

1.材质的影响。由于海水管系中的大多数材料与输送环境直接接触，管道内的腐蚀在很大程度上取决于材料本身的耐蚀性。常用管道材料耐蚀性的递增顺序顺序为钢、镀锌钢、铝合金、镍铜合金、铜镍合金。

2.气蚀效果。由于海水扩散、漩涡、河流过窄和振动。流体形成低压区、金属管壁和海水边界，大量气泡不断断裂，对管壁表面膜造成机械损伤。形成气蚀。由于气蚀，管壁被腐蚀马蜂窝状的麻孔^[1]。

3.海水的速度。海水的流动加速空气中氧气向金属表面的传播，同时使金属表面形成的各种保护膜曲。当海水流速增加时，水流进入湍流状态，充分保证了管壁的氧气量，使氧气极化保持在峰值状态，腐蚀电流增加。在流动系统中，腐蚀介质和金属表面的相对运动导致金属腐蚀。金属表面与腐蚀性液体之间的高速运动对金属造成的损害称为流动腐蚀，是机械脱附与电化学腐蚀相互作用的结果。此外，与海水接触的管道表面会产生气泡和蒸汽，从而增加冲击压力并加速管道损失。

4.腐蚀环境性质的影响。船舶的海水管道得到动态海水和冲刷。关闭期间受到海水侵蚀，暴露在潮湿的海洋大气中。经常在淡水港口或河口潜水的船只易受有机物积聚和海水及河流污染的影响。不仅增加了沉积过程中的腐蚀风险，而且还导致硫酸盐还原菌的腐蚀，加快了材料的损坏。船只的地理位置和腐蚀性程度各不相同。

5.管道构型。流体紊乱的位置最容易受到腐蚀冲击的影响，例如通过分流处、汇流、弯管、管道直径等，如果流速相同，则管道的右侧只能完全均匀地调整。这些地方可能会出现马蹄腐蚀孔或太薄的管壁。船舶海水系统的腐蚀也直接受到连接方式的影响，管连接部分之间的间隙可能受到间隙腐蚀的损害，管连接部分的下部易受湍流的影响。接触异质金属也会影响海底管道的腐蚀。将铜管连接到铜镍合金电容器会加速管的腐蚀。连接风管时，管件(例如大小头、三通、四通、弯头)不一定都是相同的管径直管。当海水流入这些地方时，会造成混乱，对管道内壁的影响更大，管道连接部分有不规则的空隙，管道外壁变薄，从而容易受到局部腐蚀。船舶海水系统的腐蚀也直接受到这些系统连接方式的影响。管道通常由法兰连接，在焊接方面需要特殊处理。否则，与异种金属腐蚀接触的恶化也会影响海水管道的腐蚀。

6.海洋生物。海洋生物的存在一方面增加了海水中的氧气量，另一方面使C02释放到海洋生物活动中，分解H2S，导致周围海水酸性退化，加速了海水管的腐蚀。微生物腐蚀的特点是局部、缝隙、膜下、脱成分和应力腐蚀开裂，因此更危险。微生物腐蚀敏感金属材料包括碳钢、不锈钢、铜合金、镍合金等。海水中的金属和合金受到海洋生物不同速度的污染。铜及其合金可以有效防止海洋生物污染。快速流动的海水和纯海水含有很少的微生物，对材料腐蚀的影响很小，但当船只大部分停泊时，管系中的海水大量淤泥，污泥成为微生物扩散的繁殖提高温床，其主要原因是腐蚀微生物腐蚀就成为材料失效^[2]。

二、如何提升海水管系的防护情况

目前，我国海水管系的腐蚀因素主要是海水管系本身的金属材料和管道结构，以及海水管系之外的海水波动、海洋生物学状况和海水流动，但必须加以考虑其防护，因此，本研究分析了工厂尽可能选用耐腐蚀和低氧化金属材料的必要性。上述研究和相关调查数据表明，含铁和铜镍合金是海水管系中金属材料选择的最佳材料之一。此外，一些钢合金具有优良的防腐和抗氧化性能，相对稳定，不易被海水和空气腐蚀。在为海水管道选择金属材料时，制造厂应努力避免选择单一金属材料(主要是合金材料)的管道，因为混合不同金属的优势是我国当前海水管道选择的优先事项之一，也是今后海水管道发展的方向合理设计海水管道元件有助于进一步减少海水管道设计不当造成的腐蚀。首先，在设计海水管系时，制造商应采用符合统一国际标准的直管道和管道构件，以确保海水管系中的管道具有统一的直径和结构。第二，对于具有不同材料金属成分的海水管道系统，制造商必须在建立关系时涂抹绝缘层和其他方法抑制关系之间的金属反应。海水管系外部的金属或非金属保护层。以铜管为例进行深入分析。目前，国际社会为铜管提供的主要保护是镀锌、塑料和搪瓷衬里保护膜为主。在这三种保护膜中，镀锌保护膜是防止腐蚀的最佳手段之一，镀锌后水管系统外部可以有效地消除腐蚀，提高管道的耐蚀性，但塑料保护膜也可以提高系统的耐蚀性邮件替身一般用于海水管系，搪瓷衬里优点和缺点比其他两种保护层更明显。其优点是耐热，能承受高温。缺点是抗冲击性低，撞击后，一些陶瓷衬里容易开裂，不能在海水管道系统的保护中发挥作用。阴极保护是我国不断研究的海水管道系统保护方法。主要方法是每隔几米在船舶的海水管道上安装电极，以保护整个系统。这种方法的优点是可以有效地减少海水管道系统的腐蚀，但其缺点是显而易见的:每隔几米安装一次电极，使用这种方法的海水管道系统有许多孔，有些海水管道系统带有而且，这部分海水管道无法得到有效保护。此外，由于巨大的经济开支和制造商的繁重工作量，不能在保护我们的海运管道的框架内进一步发展这种办法。船舶的海水管道受到电解防腐方法的保护

^[3]。

这种方法是日本科学家在20世纪提出的一种保护性方法。日本科学家进行的一项研究对整个海水管道系统进行了防腐蚀，将硫酸铁溶液注入供水系统，因为铁对以铜合金为主要管道的船舶的海水管道系统具有极好的防腐作用。这样可以提高海水管道系统的耐蚀性，进行有效的养护工作，但由于铁酸污染严重，向海水管系注入海水管道破裂的硫酸会造成海水的严重污染，并且电解防腐方法的缺点妨碍了它的广泛应用。

目前，在我国的海上航行中，海水管本身的金属材料，包括管道元件，以及腐蚀的重要因素，如气蚀和空气流动气流和海洋生物。在这方面，本文分析了我国预防和控制海水管系腐蚀的方法，介绍了阴极保护和静电保护、金属保护膜等外部防腐败方法，但这些方法各有利弊，我们的研究人员应加以分析研究。

参考文献：

[1]杨夫杰.舰船海水管系腐蚀风险分析与综合评估方法[J].中国舰船研究,2019,12(03):142-148.

[2]许达.舰船海水管系的腐蚀与防护[J].现代制造技术与装备,2019(05):61-64.

[3]潘贵心.高强钢与典型管系材料B10和TA2之间的电偶腐蚀及其电绝缘[J].腐蚀与防护,2019,38(08):589-592+597.

作者简介：

慕林江（1977.4-），男，汉，籍贯山东省荣成市，本科，单位黄海造船有限公司，职称中级工程师，研究方向船舶轮机管系