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船体防腐技术:船舶的“金钟罩”
来源:中国船舶在线 【 2011-09-27 10:54 】
 

船体防腐技术:船舶的“金钟罩”

技术人员为船舶进行防腐施工

    有些船舶采用的是金属外壳,而金属在海洋环境中,受海水温度、海水含盐度、海洋大气温度、海洋大气湿度的影响,腐蚀程度很严重,不仅降低了船舶钢结构的强度,缩短了船舶的使用寿命,还会使航行阻力增加,航速降低,影响使用性能。
    更为严重的是,一旦出现穿孔或开裂,还会导致海损事故的发生,造成惊人的损失,这引起了国内外防腐专家的极大关注,并积极研究探索解决金属腐蚀的各种防护技术方法和措施。
    船体防护系统是保护船体免受腐蚀侵害的系统,主要有两大系统组成:防腐蚀涂漆系统和外加电流或牺牲阳极的阴极保护系统。
    目前,船舶涂料的品种有:水线涂料、船壳涂料、甲板涂料、油舱涂料、饮水舱涂料、压载水舱涂料、防污涂料等。
    船体的阴极保护技术有牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种。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金属块,以保护作为阴极的船体钢板不被腐蚀。目前,船体使用的牺牲阳极有锌–铝–镉三元合金、高效铝合金阳极、铁合金阳极等。
    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。该外加电流保护系统由恒电位仪也就是外加电源、参比电极、不溶性辅助阳极构成。整个系统使船体电位始终保持在保护电位范围内。

    防止不当操作
    有些船舶的船体会发生异常快的腐蚀穿孔。发生异常腐蚀的原因有可能是钢板的质量差,耐腐蚀性不好,更经常的原因是电腐蚀引起的。电腐蚀也叫电解腐蚀,这种腐蚀是人为造成的,主要原因有以下几种:
    单线焊接。海水是电解质,导电性好,当船舶停靠码头进行焊接作业时,焊接技术人员错误地认为,从码头电焊机上拉一根导线到船上,另一根线可以用海水作为回路代替。由此作业时,从焊机来的电流顺焊条进入船体,并从水下船体表面流出,经过海水在进入钢制码头(或水泥码头的钢桩或露头钢筋),经过导线回到焊机。靠近码头一侧的船体就会发生强烈的腐蚀。
    不正确的双线焊接。如果在焊接时,直接从焊机的正负两极接两根导线到待焊接的船上去,这样一来,焊接的电流直接通过导线回到电焊机上去,就不会有电流通过水下船体了。但是如果导线多处漏电,与码头绝缘性差,也可能有部分电流从水下船体通过,造成电腐蚀。
    其他不正确的焊接施工。有一些不规范的焊接施工也会在船体表面产生杂散电流,导致船体电腐蚀。如用同一部焊接电源对两艘船同时焊接时,当其中一艘船的电流回路有故障或电阻较大,这艘船的焊接电流有可能通过海水进入另一艘船,再从另一艘船回到焊机。

    涂料更加节能环保
    随着修造船业的迅速发展,技术水平不断提高,机械化程度日益提高,这对船舶涂料的综合性能、表面处理工艺、涂装工艺及设备的要求越来越高。为了满足船东和修造船厂的要求,船舶涂料向着高性能、节能、施工方便、高效、符合环保要求的方向发展。具体来说,采用厚浆型、快干或无溶剂涂料来达到高效节能的目的;使用不含铅、铬等重金属颜料,降低涂料中有机溶剂含量;不使用有机锡、焦油等有害物质来达到环保卫生的要求。
    表面预处理技术。为实现环保,传统干喷砂工艺受到限制,船厂逐渐采用水喷砂和高压水除锈的工艺。水喷砂是将磨料与水混合后,喷射到所要喷砂的物体上。高压水除锈利用专用设备产生高压水(70–170MPa)和超高压水(170–300MPa)喷射需表面处理的物体上。该技术不产生粉尘、废渣,噪音低,非常环保。同时不产生溶解盐,不污染处理的表面,不影响涂料的防锈效果。
    表面溶解盐的分析和处理。大多数船厂位于海边,海洋大气中的盐雾会沾染到船体的表面,另外喷砂所用磨料中盐分也会沾染船体的表面。表面的溶解盐对涂料的防腐性能影响非常大。因此国际上已制定相关的表面溶解盐的标准。
    喷涂设备。为了适应新型涂料的不断推出,喷涂设备制造商也在不断提高喷涂设备的性能。喷涂设备制造商已开发出压缩比高达70∶1的高压无空气喷涂机,适用于高粘度、厚浆型的涂料体系。随着高性能双组分环氧、聚氨酯涂料的日益广泛使用,喷涂设备制造商又开发出双组分高压无气喷涂机,适用于不同配比的双组分体系,同时漆料还可预热,降低物料的粘度,保证喷涂效果。高性能涂装设备是实现涂料高性能的必备条件,这也是各大公司日益重视对涂装工艺和涂装设备开发的原因。
    把阴极保护功能和涂膜的屏蔽功能融合为一体的新型防腐蚀技术,得到了广泛的关注,并在实际中得到了较好的应用。由于锌具有良好的牺牲阳极而被腐蚀,可以有效地保护钢铁基体的特点,所以以锌为主体的防腐蚀课题,在科研中不断涌现,大体上可以分为以下几种:含锌或高锌底漆,如环氧富锌底漆、无机磷酸盐富锌(铝)涂料、无机硅酸盐底漆、富锌带锈自干型涂料、水性型无机双组分富锌涂料和以纳米材料改性的无机富锌(水性)涂料等等。其他种类的有高富锌、电镀锌、热镀锌、电弧喷锌、热渗锌(粉末渗锌)、达克罗含Cr和无铬(如交美特)涂料等。

 
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