船舶的腐蚀类型
2017-02-02 11:41阅读：
在海洋环境中，船舶腐蚀主要有电化学腐蚀、微生物腐蚀、机械作用腐蚀和化学腐蚀等，最为主要的是电化学腐蚀，而微生物腐蚀越来越受到重视，成为研究热点。
1电化学腐蚀
电化学腐蚀主要有海水中的腐蚀、大气腐蚀、电偶腐蚀、微电极腐蚀和涂膜下的腐蚀。电化学腐蚀机理是原电池作用的结果。微生物腐蚀机理主要有阴极去极化理论、局部电池机理、代谢产物腐蚀机理、酸腐蚀机理和阳极固定机理。
2微生物腐蚀
由微生物生命活动引起或促进的船体材料的腐蚀称为微生物腐蚀。目前海洋微生物约有1500多种，在船舶上已发现和钢铁腐蚀有关的微生物腐蚀主要有硫酸盐还原菌、铁细菌、氧化硫杆菌等。
海洋对船舶的腐蚀原因与机理
海水腐蚀环境
海水是一种复杂的多组分水溶液，海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。海水是一种含盐量相当大的腐蚀性介质，表层海水含盐量一般在3.20％-3.75％之间，随水深的增加，海水含盐量略有增加。相互联通的各大洋的平均含盐量相差不大，太平洋为3.49％，大西洋为3.54％，印度洋为3.48％。海水中的氧含量是海水腐蚀的主要影响因素之一，正常情况下，表面海水氧浓度随水温大体在5~10mg/L范围内
变化。海水温度一般在
-2℃-35℃之间，热带浅水区可能更高。海水中氯离子含量约占总离子数的55％，海水腐蚀的特点与氯离子密切相关。氯离子可增加腐蚀活性，破坏船体表面的钝化膜。
海洋大气腐蚀环境
大气腐蚀一般被分成乡村大气腐蚀，工业大气腐蚀和海洋大气腐蚀。乡村地区的大气比较纯净；工业地区的大气中则含有SO
2，H
2S,NH
2和NO
2等，与之相比海岸附近的大气与其他大气环境有明显不同。海洋大气是指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。此种大气中盐雾含量较高，对船体有很强的腐蚀作用。与浸于海水中的钢铁腐蚀不同,
海洋大气腐蚀同其它环境中的大气腐蚀一样是由于潮湿的气体在物体表面形成一个薄水膜而引起的。这种腐蚀大多发生在海上的船只、海上平台以及沿岸码头设施上。我国许多海滨城市受海洋大气的影响，腐蚀现象是非常严重的.普通碳钢在海洋大气中的腐蚀比沙漠大气中大50倍～100倍。除了在强风暴的天气中，在距离海岸近的大气中的船体材料，特别是在距海岸200m以内的大气区域中，强烈的受到海洋大气的影响，离海岸24m
处钢的腐蚀比240m处大12倍，海洋大气中船体材料腐蚀速率明显变化发生在距海岸线15km到25km之间。因此，海洋大气的影响范围一般界定为20km左右。海洋大气中相对湿度较大，同时由于海水飞沫中含有氯化钠粒子，所以对于海洋钢结构来说，空气的相对湿度都高于它的临界值。因此，海洋大气中的钢铁表面很容易形成有腐蚀性的水膜。薄水膜对钢铁的作用而发生大气腐蚀的过程，符合电解质中电化学腐蚀的规律。这个过程的特点是氧特别容易到达钢铁表面，钢铁腐蚀速度受到氧极化过程控制。空气中所含杂质对大气腐蚀影响很大，海洋大气中富含大量的海盐粒子，这些盐粒子杂质溶于钢铁表面的水膜中，使这层水膜变为腐蚀性很强的电解质，加速了腐蚀的进行，与干净大气的冷凝水膜比，被海雾周期饱和的空气能使钢的腐蚀速度增加８倍。
2.
机械作用腐蚀。机械作用的腐蚀包括腐蚀作用和机械磨损，二者相互加速。其中包括冲击腐蚀，这是由于液体湍流或冲击所造成；空泡腐蚀，高速流动的液体，因不规则流动，产生空泡，形成“水锤作用”，常常破坏船体表面的保护膜，加速腐蚀作用，如螺旋浆、泵轴等处易发生；微振磨捐腐蚀，两个紧接着的表面相互振动而引起的磨捐；应力腐蚀开裂，是在拉伸应力和腐蚀介质作用下的船体船体腐蚀破坏，船体内会产生沿晶或穿晶的裂纹。
3.
由于光照、温度、化学介质、磨损或机械损伤等某一原因引起的破坏。光照会使涂层老化、粉化；过高的温度以致超过高聚物所能承受的极限温度时会出现发软或龟裂、熔化等问题；化学介质会使涂层溶胀或溶解、脆化等；机械损伤会造成涂层破裂。
4.
介质渗透后使涂层下船体表面发生电化学腐蚀所引起的破坏。当漆膜有电解质透过后，发生了电化学腐蚀，会使漆膜下呈碱性，当漆膜不耐碱时，就会对涂膜造成破坏。水的渗透使涂层体积增加所引起的破坏。有些涂层在水的浸泡过程中因吸收水分使体积增加而产生内应力，这时，在任何粘附得较差的点上的涂层就会脱离船体并隆起成泡。
三海水及海洋大气对船舶腐蚀的影响因素1
盐度
盐度是指100
克海水中溶解的固体盐类物质的总克数。一般在相通的海洋中总盐度和各种盐的相对比例并无明显改变，在公海的表层海水中，其盐度范围为3.20％～3.75％，海水的盐度波动却直接影响到海水的比电导率，比电导率又是影响船体腐蚀速度的一个重要因素，同2含氧量
海水腐蚀是以阴极氧去极化控制为主的腐蚀过程。海水中的含氧量是影响船舶腐蚀性的重要因素。氧在海水中的溶解度主要取决于海水的盐度和温度，随海水盐度增加或温度升高，氧的溶解度降低。如果完全除去海水中的氧，船体是不会腐蚀的。对碳钢、低合金钢和铸铁等，含氧量增加，则阴极过程加速，使船体腐蚀速度增加。
3CO
2、碳酸盐的影响
海水中的CO
2主要以碳酸盐和碳酸氢盐的形式存在，并以碳酸氢盐为主。CO
2气体在海水中的溶解度随温度、盐度的升高而降低，随大气中CO
2气体分压的升高而升高。海水中的碳酸盐对船舶腐蚀过程有重要影响。碳酸盐通过pH
值的增大，在船体表面沉积形成不溶的保护层，从而对腐船体蚀过程起抑制作用。
4
温度的影响
海水的温度随着时间、空间上的差异会在一个比较大的范围变化。从两极到赤道，表层海水温度可由0
℃增加到35℃，海底水温可接近0℃，表层海水温度还随季节而呈周期性变化。温度对海水腐蚀的影响是复杂的。从动力学方面考虑，温度升高，会加速船体的腐蚀。另一方面，海水温度升高，海水中氧的溶解度降低，同时促进保护性碳酸盐的生成，这又会减缓钢在海水中的腐蚀。但在正常海水含氧量下，温度是影响腐蚀的主要因素。这是因为含氧量足够高时，控制阴极反应速度的是氧的扩散速度，而不是含氧量。对于在海水中钝化的船体，温度升高，钝化膜稳定性下降，点蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀的敏感性增加。
5
海水流速的影响
海水腐蚀是借助氧去极化而进行的阴极控制过程，并且主要受氧的扩散速度的控制，海水流速和波浪由于改变了供氧条件，必然对腐蚀产生重要影响。另一方面，海水对船体表面有冲蚀作用，当流速超过某一临界流速wc
时，船体表面的腐蚀产物膜被冲刷掉，船体表面同时受到磨损，这种腐蚀与磨损联合作用，使钢的腐蚀速度急剧增加。对于在海水中能钝化的船体，如不锈钢、铝合金、钛合金等，海水流速增加会促进其钝化，可提高耐蚀性。
6
海生物的影响
海生物在大多数情况下是加大腐蚀的，尤其是局部腐蚀。海水中叶绿素植物可使海水中含氧量增加，海生物放出的CO
2使周围海水酸性加大，海生物死亡、腐烂可产生酸性物质和H2S
，这些都可使腐蚀加速。此外，有些海生物会破坏船体表面的油漆或镀层，有些微生物本身对船舶就有腐蚀作用。
7
干湿交替的影响
暴露于海洋大气环境下的船体材料表面常常处于干湿交替变化的状态中，干湿交替导致船体表面盐浓度较高从而影响船体材料的腐蚀速率干湿交替变化的频率受到多种因素的影响。另外降雨、风速对船体表面液膜的干湿交替频率也有一定的影响。在海洋大气区船体表面常会有真菌和霉菌沉积，这样由于它保持了表面的水分而影响干湿交替的频率从而增强了环境的腐蚀性。
8
光照条件
光照条件是影响材料海洋大气腐蚀的重要因素。光照会促进铜及铁船体表面的光敏腐蚀反应及真菌类生物的生物活性，这就为湿气和尘埃在船体表面贮存并腐蚀提供更大的可能性。在热带地区船体受到日光的强烈照射，同时珊瑚粉尘和海盐混合在一起使船体的腐蚀极为严重。另外，海洋大气中的材料背阳面比朝阳面腐蚀更快。这是因为与朝向太阳的一面相比，背向太阳面的船体材料尽管避开时因海水中含有大量的氯离子，破坏船体的钝化，所以很多船体在海水中遭到严重腐蚀。太阳光直射、温度较低，但其表面尘埃和空气中的海盐及污染物未被及时冲洗掉，湿润程度更高使腐蚀更为严重。
四、船舶防腐措施
船舶的防腐措施主要是防海水腐蚀和防微生物腐蚀。其中，可以采用多中方法防止各种腐蚀的发生，将损失和危害降低到最小。
1.
防腐蚀涂料技术
采用合适的船舶涂料，以正确的工艺技术，使其覆盖在船舶的各个部位，形成一层完整、致密的涂层，使船舶各部位的钢铁表面与外界腐蚀环境相隔离，以防止船舶腐蚀的措施，称之为船舶的涂层保护。
2.
阴极保护技术
对于船舶中与海水直接接触的部位，采用比钢铁的电。极电位更负的船体或合金与钢铁船体电性连接，使其在整体上成为阴极；或给钢铁船体不断地加上一个与钢铁腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电，同样可使其在整体上成为阴极且得到极化，便可使钢铁船体免受腐蚀，即得到保护，对于这样的保护措施，称为船舶的阴极保护。对于船舶的阴极保护来说，主要有牺牲阳极保护和外加电流保护两种。
（1
）牺牲阳极保护技术
牺牲阳极阴极保护技术是通过在船体外表面安装充当阳极的被牺牲掉的船体块，以保护作为阴极的船体钢板不被腐蚀。通常提到的阴极保护，是通过外加阴极电流极化，将处于腐蚀状态的船体的电位降低至其免蚀区，达到该船体的热力学稳定状态，从而使船体的腐蚀速率大大降低甚至停止。
（2
）外加电流保护技术
外加电流阴极保护技术是将牺牲阳极保护中的牺牲阳极块更换成只起导电作用而不溶解的辅助阳极，在阳极和钢板之间加一直流电源，并通过海水构成回路。电源向钢板输入保护电流，使钢板成为阴极而得到保护。整个系统使船体电位始终保持在保护电位范围内。3.
船舶防微生物腐蚀的措施
根据微生物的生理特性、腐蚀活动规律和作用对象等因素，可采取下列措施：（1
）使用杀菌剂或抑菌剂学方法
常用的化学方法是投加杀菌剂或投加抑制剂来杀死微生物或抑制微生物的生长繁殖。由于加入杀菌剂会带来二次污染、环境污染以及因长期使用同一种药剂能使微生物产生抗药性而使杀菌性能降低，并且杀菌剂因很难渗透进入生物膜而使微生物杀菌率低.
生物膜中的微生物是导致船体微生物腐蚀的关键，因此所用药物应具有高效、低毒、稳定、价廉和本身无腐蚀等特点，充分将海水附着在船体表面的各种细菌和微生物剿灭。（2）改变环境条件彻底抑制其生长（3）覆盖保护层
(4)
电化学方法杀菌将电位控制在-0.950V以下才能有效防止硫酸盐还原菌的腐蚀。
船舶的腐蚀问题日益受到人们和有关部门的关注，研究人员对船舶的腐蚀机理和防腐措施进行了大量的研究。相信随着科学技术的发展和研究的深入，人类对腐蚀机理的更深刻的认识，防腐技术的持续发展，船舶的防腐问题会逐步的得到更好的预防和控制，对世界航海业的发展起到促进作用。
