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关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析

张冠东

江苏新扬子造船有限公司,江苏靖江,214532

摘要: 海洋工程建设是国民经济发展的重要项目之一,也是一项作业环境极其特殊的工程,由于海洋具有独特的环境特点,在施工作业过程中相关设备极容易受到腐蚀。海水的含盐量极高,海水内含有充足的氧气,再加上存在大量的微生物,更大程度加剧了腐蚀现象的发生。
关键词: 船舶与海洋工程;防腐蚀技术;分析探讨
DOI:10.12721/ccn.2025.157014
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1海洋工程结构与船舶防腐蚀现状

1.1海洋工程

海洋工程是一项比较大的工程作业,其施工作业环境存在多种影响腐蚀性的因素。下面从钢结构的角度出发,针对不同施工作业环境特点可以将其进行四种分类。主要体现在:一是海泥区。海泥区的腐蚀性因素,主要是海泥区的土壤能够对海洋工程起到一定的腐蚀作用。在进行海洋工程作业时,海泥区的土壤由于盐分较高和其他腐蚀性成分较多,通过渗透的方式则对海洋建筑物构成了一定的影响和威胁;二是海水浸没区。这个区域钢结构的施工特点主要是此环节作业施工必须长期处于海水中作业,这就会引发由于钢结构在海水中浸泡太久而极易受到腐蚀,最终影响钢结构的使用。三是浪溅区。由于这个区域的海水氧气比较充足,在氧化作用的影响下,海浪与泥沙会对钢结构的建筑物的外层进行冲刷和破坏,这个过程则是加速了建筑物的腐蚀速度。四是海洋大气区。在这个区域运行的海洋工程设备,要面对湿度较大且含盐量高的大气环境,非常容易发生电解质反应,推动电化学腐蚀的发生,通常在海洋大气区长期运行的钢结构装备比内陆同纬度地区运行时会发生速度快四倍以上的腐蚀现象。

1.2船舶防腐

船舶本身结构复杂庞大,严酷的海洋环境使船舶极易腐蚀。船舶易腐蚀部位主要有船壳、船体上层建筑、管路、压载舱等。每个部分因其所处腐蚀环境的不同,腐蚀特性也有所差别,腐蚀类型呈多样性。浸入水下的船体部分除了海水的侵蚀外,还应考虑波浪冲刷和生物附着对船体腐蚀的影响;水线区域的船体受浪花飞溅和阳光曝晒的影响,处于供氧充分、干湿交替的易腐蚀环境,又有漂浮物的冲击,遭受腐蚀较为严重。在海平面以上,由于海水的蒸发形成含有大量盐分的大气环境,盐雾会沾染到船舶表面,在船体表面上生成一层电解液薄膜,使水面以上的部分船壳和上层建筑遭受腐蚀的侵袭。管路在船舶的各个部位都有分布,因管材不同,腐蚀介质不同,使得管路的腐蚀复杂多样,电偶腐蚀、冲刷腐蚀、缝隙腐蚀等都有体现。船舶的压载水舱处于干湿交替的环境下,而且结构复杂,清洁维护不方便,也是腐蚀比较严重的部位。另外,由于船上供电或电焊时产生漏电,船体变成一个巨大的阳极,也会产生大规模的腐蚀。

2海洋工程结构防护与船舶防腐蚀的对策

海洋工程结构通常是以混凝土与钢材料等作为核心,其已经运用到海上资源平台中。另外,船舶零件基本上都是以钢材料为主。所以在这一背景下,如果对材料防护不到位或不科学,就容易出现较为严重的损失。一般来讲,海洋工程腐蚀问题出现的原因多种多样,如生物污损或机械腐蚀等,我国海洋工程结构与船舶的防腐蚀模式和措施与国外相比较存在不健全、不完善的问题。所以,为进一步利用好海洋资源,需要相关工作人员不断开发和学习,以此来有效减少因海洋工程结构损坏或船舶腐蚀造成的经济损失。

2.1 细致分析防腐涂层

在海洋工程结构与船舶设施腐蚀控制中,合理选择防腐涂层十分关键,这一控制措施较为重要。防腐涂层主要是运用海洋防腐涂料进行防腐处理,针对于海洋防腐涂料而言,其主要包含应用于钢结构与非钢结构的材质,非钢结构防腐涂料即为对混凝土结构进行防腐处理,在过程中需要依照混凝土材质特征与结构特征来开展工作。防腐涂料类型主要分为有机硅树脂涂料、环氧类涂料、聚氨醋类防腐涂料等,其中环氧类涂料在海洋工程结构防腐处理中的运用较为广泛,在实际运用时,涂料可以划分为面漆、中间漆以及底漆。面漆应包含乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚氨醋;而中间漆则应包含环氧玻璃鳞片、环氧云铁;最后底漆应包含热喷涂铝漆、富锌底漆。海洋工程结构与船舶防腐涂料需要向着功能化与节约资源化以及水性化等方向发展,以此来促进我国经济的发展。

2.2 耐腐蚀材料

船舶与海洋工程结构应以钢材为核心建设材料,相关企业已经认识到提升钢材料耐腐蚀性的重要性。当前,耐腐蚀性材料的钢材料类型涉及面较广,包含了高分子材料、耐海水腐蚀钢材以及耐腐蚀钢筋等诸多材料。针对于船舶在海洋工程结构发展中的运用来讲,其成分组成主要为金属与混凝土。所以想要有效提升金属耐腐蚀性就需要有效调整金属的化学元素,并在这一基础上改变金属的围观结构,以此来减少电化学腐蚀面积和反应速度,进而提升金属材料的防腐蚀性能。

2.3 防污涂料

海洋工程结构与船舶经常会受到海洋中各种物质的侵害进而对其造成侵害,因为海洋中的生物污染会对我国经济发展造成极大的影响。需要对经常会遇到的腐蚀情况与原因来进行分析,海水中的盐分较高,在对海洋工程结构与船舶进行防污处理时,应对涂料的性能进行思考。另外,在船舶行驶阶段,因为海洋中有诸多微生物,这些微生物都会对船舶的安全性与稳定性以及外观造成影响,最为重要的是会对海洋环境造成严重威胁。在这一基础上,需要强化针对海洋工程结构与船舶防污涂料的研究。当前,我国在这一方面的防污涂料主要为有机涂料和无机涂料2种,有机涂料的使用即为有机锡化合物与有机氧化合物;无机涂料的使用则为氯化锌与氧化亚铜等。

2.4 包覆防腐蚀技术

海洋工程结构与船舶出现腐蚀的主要原因即为飞溅的浪花,浪花也有着极高的盐分,如果合船舶钢结构等金属物质长期被浪花拍打,会造成海洋工程结构与船舶出现腐蚀问题。因此,可以运用包覆防腐蚀技术,有效切断和隔离各种腐蚀介质,以此来保障浪花盐分不会对海洋工程结构与船舶造成腐蚀。针对于这一防腐蚀技术的开发来讲,其是借鉴日本的耐腐蚀技术,包覆防腐蚀技术其中的蒙乃尔合金可以有效控制和隔离飞溅浪花的腐蚀性,其主要是从化学角度来开发的技术,可以有效保护海洋工程结构与船舶。

2.5 电化学保护

海洋工程结构与船舶建设会使用诸多钢结构,想有效提升其耐腐蚀性,可以运用电化学保护方式,以此来保护船舶。在过程中,工作人员可以运用牺牲阳极或外加电流阴极的模式来对海洋工程结构与船舶重要构件来进行保护。针对于牺牲阳极来讲,其主要是将电位负于保护部件的金属与被保护位置的相连性,然后在将其放入在相同的电解质环境中,借助这样的方式可以有效保护金属结构,使其不会与海洋物质产生化学反应。另外,这种方式还可以有效避免对外加电源的使用,不会出现较大的干扰。在阳极材料出现反应之后,应确保通电状态,外加电阴极保护的原理就是借助被保护材料处在的低电位来实现,这种方式在大型部件保护中有着较好的效果。

3结语

在海洋工程的建设中将使用大量的材料,其中也包括钢铁、混凝土以及复合材料等,其中,钢筋混凝土和钢铁用量最大,不同的施工材料具有不同的特性。要保证海洋工程的安全性和稳定性,必须依据材料的特性采用有效的防腐蚀防护技术,才能提高防腐蚀的效果,充分保障海洋工程结构与船舶的安全稳定性。

参考文献

[1]董志刚,张雪珍,丁欣.油套管腐蚀影响因素与防腐蚀技术研究[J].设备管理与维修,2021(14):115-116.

[2]陈红均.绿色化学与防腐蚀技术的发展方向[J].清洗世界,2021,37(07):66-67.

[3]杨宏启. 海洋工程防腐涂层/碳钢体系的力学化学行为研究[D].大连理工大学,2017. 

姓名:张冠东,性别:男,出生年月:1983.4,民族:汉,籍贯:江苏睢宁,学历:本科,职称:工程师,研究方向:船舶与海洋工程;