船舶和海洋工程结构的防腐蚀技术分析

船舶和海洋工程结构的防腐蚀技术分析

刘洋,赵恒标,张坤

江南造船（集团）有限责任公司

摘要：作为国家国民经济的基础工程，船舶和海洋工程结构在经济发展中的地位不容置疑。特别是近几年，随着各类新技术的不断涌现和推广，对船舶和海洋工程结构的需求越来越大。在船舶和海洋工程结构建造中，由于经常会用到大量的金属材料，如果不采取防腐措施，将会造成海洋环境中的腐蚀。为了保证船舶和海洋工程结构的正常使用，维护好海洋环境，必须大力开发防锈涂料和防腐蚀技术，同时要使海洋工业得到最大限度的发展。

关键词：船舶；海洋工程结构；防腐蚀技术

引言

海水中含有大量的物质，许多是会侵蚀金属的物质，所以无论是海洋建筑还是船舶，都会采用防锈技术，但这种方法所带来的经济损失是巨大的。海上交通作为世界经济发展的主要推动力，运载能力虽然相对缓慢，但是重量和数量却是其他交通工具无法相比的。随着科学技术的飞速发展，人们对能量的需求量越来越大，其中包括石油、燃气和风力。在进行海上发展时，应特别关注船舶和海洋工程建设的侵蚀问题，这已成为制约我国海上发展步伐的重要因素。

1船舶和海洋工程结构的防腐蚀状况

1.1船舶防腐蚀

由于船体结构复杂，体积大，在恶劣的海洋环境中很容易被腐蚀。船体上层建筑、管道、压载舱等容易生锈。由于各个部位的腐蚀环境不同，腐蚀特性也不同，各个部位的腐蚀形式也不同。除被海水侵蚀外，还需考虑海浪冲击、生物污染等因素的影响;在水线区域，由于波浪和太阳的照射，在氧气充足、干湿交替的环境中，受到更大的侵蚀。在海平面以上，由于海水的蒸发，形成了含盐的大气。这些盐雾附着在船体表面，形成一层电解质，导致船体和上层建筑腐蚀。由于管道材料和腐蚀介质的不同，管道腐蚀有多种形式，如电偶腐蚀、冲蚀腐蚀、缝隙腐蚀等。在干湿交替工况下，船舶压载水舱结构复杂，清洗维护不便，腐蚀严重。此外，船体由于船舶电力或焊接过程的泄漏而成为一个巨大的阳极，这也会引起广泛的腐蚀。

1.2船舶和海洋工程结构的具体状况

船舶和海洋工程结构具有特定的局限性，这与结构的承载能力、强度等内容密切相关。船舶和近海结构包括许多不同种类的部件，它们一起工作才能正常工作。但是在使用过程中由于受力的影响，零件的磨损是不可避免的，长期使用会对零件的强度产生一定的影响。在这个过程中，一些部件会发挥其原有的作用，承受更大的压力，但随着时间的推移，这些部件会越来越损坏，越来越倾斜，最终导致结构的倒塌。在这种情况下，考虑船体和海洋工程结构构件的几何和非线性特性，可以对其施加相应的荷载，增加给定的荷载，并对原有结构进行优化，然后根据构件的损伤情况，获得完整的、特定的极限强度值。

2传统海洋防腐涂料

涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的主要手段。从涂料使用的分类看，涂料可以分为底漆、中间漆和面漆。面漆的作用主要是防止紫外线或大气污染物对涂层的破坏，中间漆则起着增加涂层屏蔽性能和粘结面漆、底漆的作用，而底漆中一般会添加锌粉等颜填料，从而对金属进行保护。涂层的防腐机理包括屏障作用，钝化作用，防锈填料的保护作用等。目前，海洋防腐领域应用的重防腐涂料主要有环氧防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、富锌防腐涂料、丙烯酸防腐涂料、橡胶防腐涂料、氟树脂防腐涂料、有机硅防腐涂料、聚脲防腐涂料、玻璃鳞片防腐涂料等，各种涂料均具有一定的优缺点，其适用范围也不相同。

3加强船舶和海洋工程结构防腐技术的对策

3.1防锈涂料

在船舶和海洋工程结构建造中，建筑材料主要为钢材，对其耐腐蚀性需要进行全面而细致的分析，以便推动我国海洋工程结构的发展。国内的技术和材质都有了很大的提高，抗腐蚀的材料也有了很多不同的选择，最常见的是铝合金、耐蚀钢筋等材料。对于船舶和海洋工程结构来说，由于其主要由金属和混凝土构成，因此必须提高其抗腐蚀性能，并对其化学成分进行深入分析和研究，并对其进行合理的调整，从而提高其抗腐蚀性能。在船舶及海洋工程结构设备的腐蚀防治中，选用防锈涂层进行防腐蚀控制是主要方法，而进行防锈处理的主要方法是采用海洋防污漆和防锈漆。海洋防腐蚀涂层主要是用于钢铁和非钢铁建筑材料的防腐蚀涂层。非钢结构防腐蚀涂层是针对混凝土结构进行必要的防腐处理，并依据其材料特性及结构特性而采取的防护措施。防腐涂料的种类主要包括有机硅树脂涂料、环氧类涂料、聚氨酯类防腐涂料等。在工程实践中油漆分为面漆、中间漆和底漆3种。涂料包括乙烯、丙烯酸、聚氨酯等；中间涂料由环氧玻璃鳞片、环氧云铁等组成；底漆由热喷涂铝漆、富锌底漆（有机硅酸依稀、有机环氧富锌）等组成。未来的海洋工程结构防腐涂料应朝着功能化、性能化、资源化、重金属化、水性化、弱溶化、高固化等方向发展。

3.2镀层防腐工艺

海浪是船舶和海洋工程结构腐蚀的主要原因，海浪中含有大量的盐分，如果船舶的钢材和其他金属材料被海浪冲击，很可能会导致船舶和结构的腐蚀。所以，可以采用镀层防腐技术，对各类腐蚀介质进行有效的切割、隔离，从而保证海水中的盐分不会侵蚀到船舶和海洋工程结构。所以必须要使用合适的材料，才能防止海水的冲击。近年来，国内在这一领域有了一定的研究成果，比如有些城市的跨海大桥，就是在借鉴国外的先进技术之后，根据实际情况，对海浪飞溅的地区进行了有效防腐。另外，还可以改变材料的特性，强化表面的科学处理，从而达到电化学防护的目的，并采取缓蚀剂等方法，不断地进行实验和创新，从而提高防腐能力。无论采用何种防腐方法，其最终目的是为了安全、可靠、高效。

3.3防腐蚀涂料研究

海洋环境的防腐主要是针对钢结构和非钢结构，而非钢结构则是混凝土，在施工的时候，要根据混凝土的特性进行保护。在实际应用中油漆分为乙烯、丙烯酸、聚氨酯等；中间漆（环氧玻璃鳞片、环氧云铁）、底漆（热喷涂铝漆、富锌底漆等）。此外，在海洋工程结构和船用防腐蚀漆时，应遵守功能化和节约利用、不含重金属的原则。在船舶和海洋工程结构中建筑材料的使用大多为钢结构，提高其抗腐蚀性能显得十分必要。目前钢结构的种类很多，包括高分子材料、耐海水腐蚀钢、钛合金等。就船舶和海洋工程结构而言，选用的原材料钢材应具有良好的金属性能。通过调整钢材的化学组成、改变其金属性质，可以大幅度地改善钢材的抗腐蚀性能，并在其表面镀上一层防腐蚀薄膜，从而减缓其反应速率。

结束语

船舶和海洋工程结构以钢材为主，钢结构具有很高的极限承载力，超过极限时，会发生断裂，从而造成安全隐患。要对船舶和海洋工程结构进行合理的建模，提高其整体强度。作为船舶和海洋工程专业人员，必须加强对工程和材料的研究，并根据国外先进技术，结合我国发展，开发出适合我国船舶和海洋工程结构的防腐技术。只有通过这种方式，船舶制造企业才能从根本上减少成本，促进我国船舶和海洋工程结构的可持续发展，从而为国家创造更大的经济效益，为社会带来更大的利益。

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