摘要：文章对船舶腐蚀的形式及防止船舶腐蚀的方法进行了较为全面的分析，同时对船舶涂料的发展方向进行了探讨。
关键词：钢铁；船舶腐蚀；船舶防腐
0.引言
钢铁制成的船舶，长年累月地在茫茫大海中航行，会受到各种腐蚀介质的侵蚀，发生不同程度的腐蚀。
腐蚀会对船舶带来很大的损害，会降低船体结构的强度。当钢铁腐蚀到一定程度时，船体的强度会下降到不足以抵御风浪的巨大冲击，则海难事故不可避免。当船舶的各种设备腐蚀到一定程度时，设备不能正常运转、工作，由此会产生各种各样的事故，严重时会使船舶在海洋中失去控制，造成不可挽回的损失。
钢铁船舶在海洋中的腐蚀是不可避免的，但其腐蚀速度则是可以控制的，如果能够控制其腐蚀的速度为原来应该发生的腐蚀速度的1/10，则船舶的寿命将延长为原来的10倍，因此船舶必须控制其腐蚀速率，也就是说船舶必须防护。
1 船舶腐蚀的种类
1.1大气中的腐蚀
钢铁在潮湿的空气中，表面会形成一层薄水膜，这层水膜的存在，导致钢铁表面产生电化学腐蚀。钢铁腐蚀的产物，是疏松的铁的氧化物的水合物（铁锈），其不能隔绝钢铁与氧气和水的继续接触，因此，在潮湿的空气中，腐蚀将不断的发展。钢铁表面形成引起腐蚀的水膜与空气的相对湿度有关。当空气的相对湿度达到100%，或者钢铁表面温度低于露点时，潮气就会在钢铁表面结露。但当钢铁表面存在着疏松的铁锈或有易吸湿的固体粒子时，即使不满足上述条件，只要空气的相对湿度超过某一临界值，钢铁的腐蚀也会得到加速。
海洋大气中相对湿度较大，同时由于海水尘沫中含有氧化钠粒子，所以对于船舶和海洋钢结构来说，无论是在甲板结构上，还是在船舱内部结构上，空气的相对湿度都高于它的临界值。因此，在钢铁表面很容易形成腐蚀性的水膜。
薄水膜对钢铁作用发生大气腐蚀的过程，符合电解质中电化学腐蚀的规律，钢在热带海洋气候条件下，腐蚀速率最快。
1.2 飞溅区的腐蚀
在海洋环境中，钢结构物的飞溅区系指因受潮汐和波浪作用而干湿交替的区域。对于海上固定式钢结构来说，我国《海上固定平台入级与建造规范》规定，其范围为从设计高潮位以上波高（为50年一遇的平均波高）的2/3，至设计低潮位以下这个波高的1/3。各海区的海况不同，飞溅区的范围也不同。例如，在渤海，飞溅区的范围约为5-7m，而在莺哥海则为8-9m。
就船舶而言，遭到海水间浸作用的船体处板的轻、重载水线之间及其附近的部位，所处环境条件也类似于海洋固定钢结构物的飞溅区。
飞溅区是一个特殊的腐蚀环境。在这一区域，钢结构物表面由于受到海水的周期润湿，风浪冲击，经常处于干湿交替状态。由于腐蚀介质层的厚度较小，以及在蒸发过程中加强了介质的混合，向钢铁表面供奉的速度也大大加快，从而加速了钢铁的腐蚀。另外，在飞溅区的钢结构上，或在船舶的间浸部位形成的腐蚀产物二价铁，在海水薄膜下的空气中进行强烈氧化，变成三价铁。这个部位的腐蚀产物不能抑制腐蚀过程，相反由于其疏松和易于剥落，会对腐蚀起促进作用。这些原因致使钢结构在飞溅区腐蚀特别严重。
1.3 海水中的腐蚀
海水是具有多种盐类的天然电解质溶液，其中还含有生物悬浮泥砂溶解的气体、腐败的有机物等。影响海水腐蚀性的，既有化学因素，又有物理因素和生物因素，因而它比单纯的盐溶液要复杂得多。这些因素主要包含：盐度、溶解氯、温度、流速、海洋生物等。
1.4船体水上结构的腐蚀
船体水上结构，包括干舷、甲板和上层建筑。主要受到海洋大气、海水飞沫、雨雪、冲洗甲板时所用的海水以及凝结水的侵蚀。水在各种难以维护的地方聚集并长期存在，也是船体水上结构局部腐蚀破坏的重要原因。
海洋大气存在大量氯化物，加剧了凝结水对结构的侵蚀性。海水飞溅到船体水上结构并干燥之后，在表面留下一层吸水的薄盐层，它使结构表面保持潮湿状态，并促使结构腐蚀。
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甲板的形状会影响水在甲板上的集散。在平坦的甲板上很容易形成难于排水的死角。在具有斜坡的甲板上，当用来排除流水的流水孔布置不合理时，会使水聚集在最低部位。甲板在没有排水沟的部位因集水而造成的腐蚀，通常比排水通畅的部位高三倍以上。
甲板上的个别区域，如在机舱、锅炉的上面，温度较高，加大了聚集在这些区域水的侵蚀性。
当甲板表面敷有甲板敷料时，如果敷料是易脆或易老化开裂的，或者甲板敷料的敷设工艺不当，使用过程中，甲板敷料会发生开裂，或与甲板表面发生剥离。这会导致敷料下面的钢甲板发生严重的腐蚀破坏。
船体结构在装配制作过程中，通常对钢板采用氧炔焰加热继之以水冷却的方式来校正钢结构的焊接变形。特别是在船舶的上层建筑部位。这种火工校正最为频繁。试验和实践表明，火工校正部位的金属组织结构发生了变化，其耐腐蚀性比其他部位要大大降低。因此，即使表面涂装的涂层膜厚一样，火工校正部位的涂膜破坏比一般部位早，腐蚀速率快。
1.5船体内部结构的腐蚀
根据使用条件不同，船舶内部舱室的腐蚀有很大差异。
工作舱和居住舱，这里通常可以有效地限制水对船体结构的长期作用，所以一般看不到船体结构的明显腐蚀破坏。但是，如发生淤水排泄不畅，如清洗水进入甲板敷层的下面，则也会发生和甲板结构同样的腐蚀。
2 船舶腐蚀的防护
金属的防护有多种措施。除了根据金属所处的腐蚀环境，合理地设计金属的结构，正确地选用腐蚀性较好的金属材料之外，对于大量应用的钢铁材料，还可以用以下方式进行防护。
2.1采用缓蚀剂
所谓缓蚀剂，就是能在腐蚀性的介质中，抑制金属的物质。某些缓蚀剂，在常温下有一定的蒸汽压，它的蒸汽能吸附于金属表面或挥发后在金属表面上成膜，以防止金属的大气腐蚀，这类缓蚀剂就叫做挥发性缓蚀剂或气相缓蚀剂。
2.2电化学保护
电化学保护，亦称为电化学腐蚀控制。是根据电化学原理，防止金属遭受电化学腐蚀的方法的通称。可分为阴极保护和阳极保护两大类。
2.3涂料防护
涂料通常是一种具有流动性的黏稠的液体，涂于物体表面后在常温或加温后干燥硬化，在物体表面形成坚韧且富有一定弹性的薄膜。给物体以保护、装饰或赋予其它特殊功能。
船舶结构复杂，其各个部位保护要求不同，因而所需油漆也就各不相同。由于船舶涂装有其自身的特点，因此船舶涂料具备如下特征：
（1）船舶的庞大决定了船舶涂料必须能在常温下干燥固化。（2）船舶涂装施工的面积大，因此涂料应适合高压无气喷涂作业。（3）船舶的水下部位及海水压载舱通常需要使用阴极保护，因此，用于这些部位的涂料需要有较好的耐电位性、耐碱性。
3、船舶涂料的发展方向
面对造船的速度发展和激烈的市场竞争，涂料发展商开始把主要精力集中到产品的更新换代上，让新产品更能适应国际造船涂装的新要求，更能适应我国当前积极推进的快速造船的理念，现代的涂料必须适应绿色造船、快速造船。总之，当今船舶涂料的发展方向是高效、省力、合理、低毒、安全。当今船舶涂料的发展方向如下：
（1）发展配套性广泛的防锈底漆，旨在使船舶涂层配套系统简单化，即不论船舶的何种部位，不论其中间漆和面漆采用何种类型的涂料，都可采用同种防锈底漆。（2）发展厚膜型超厚膜型涂料，旨在减少涂装次数。（3）开发速干型涂料，旨在缩短涂料固化，干燥时间，进而缩短造船周期。（4）发展不含有机锡的自抛光防污涂料，旨在防止有机锡化合物对港湾和海洋的污染。（5）发展无溶剂或水性防锈涂料，旨在减少有机溶剂对大气的污染，杜绝爆炸、火灾的危险性。（6）发展低毒无毒涂料。
4、结束语
对于船舶而言，防腐防锈是困扰人们的一道全球性难题。为了确保船舶航运的安全可靠，延长船舶的使用寿命，我们每一位行业从业人员都应责无旁贷，全身心投入到船舶腐蚀与防腐研究中，为我国及世界航运事业的发展做出应有的贡献。
论文作者:陈根
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/24
标签：船舶论文; 甲板论文; 涂料论文; 船体论文; 钢铁论文; 部位论文; 表面论文; 《基层建设》2017年第17期论文;