海洋工程结构与船舶防腐蚀技术措施研究
2022-03-04 14:15:51 作者:许君男 来源:现代商贸工业 分享至:

随着我国经济实力与科学技术水平的逐步提高,我国增强开发海洋的力度,海洋是资源储藏和维护国家安全的宝地,其开发工作得到相关部门的重视。我国为提高开发海洋的进程,在“十二五”规划时,就制定出详细而明确的开发纲要。在我国出台的发展规划与发展战略等文件中进行全面部署,促进海洋工程装备的全方位发展。海洋 发 展 是 国 家 经 济 发 展 的 一 部 分,已将海洋科技列入到国家战略规划中。研究与探索海洋工程结构以及船舶防腐蚀的实际情况和完善战略,对于提高海洋工程装备的意义特别重大。


1 我国海洋工程结构和船舶腐蚀目前的情况


海洋腐蚀现象给海洋工程与产业带来无法估算的危害与损失。海洋占地球面积的70%以上,现在人类活动逐步延伸到海洋的各个角落,海洋产业与航海业成为推动 世 界 经 济 发 展 的 支 柱 性 产 业。 海 洋 运 输 为90%以上的国际贸易提供动力,应该说海洋运输是国际贸易得以持续发展的基础。海上作业平台是开展海洋石油、天然气开发的关键环节,海上风电设备让清结能源为人类提供服务。所以,海洋为人类带来巨大的产出效益。


目前对开发海洋资源造成最大困扰的是船舶和工程结构的腐蚀问题,每年因此而导致的损失都会占我国 GDP总数的5%。很多基础设备与设施因腐蚀而报废,是海洋设备损坏最重要的原因。我国现在腐蚀损失的程度要远远超过发达国家的损失,世界上通常认为海洋腐蚀导致的经济损失要高于自然灾害带来的经济损失。运用科学有效的方式,降低海洋腐蚀导致的经济损失,具有特别巨大的潜力空间。


海洋具有特别恶劣的环境,尽管现在腐蚀损 失 的权威、详细数据还比较缺乏,但因为海水中含有大量的氧气、微生物、盐分,这些因素为高腐蚀提供必须条件,造成特别严重的海洋腐蚀现象。按照我国划分的环境腐蚀等级,最严重的一类是海洋腐蚀,因为海水飞沫中的盐分含量特别大,以至于海岸线200米范围内的腐蚀现象都比较严重。船舶和海洋工程结构处于海洋的深处,一定会面临着大量腐蚀,影响到设备的使用效果和寿命,以至于船舶和海洋工程结构的可靠性与安全性遭受巨大的挑战,特别需要增强船舶与海洋工程结构的技术水平,寻找到性能更好的防腐材料,让海洋中设备的安全性及可靠性得到全面保障。


我国拥有广阔的海洋面积、漫长的海岸线,我国在海洋石油天然气开发平台、船舶运输、海底管线等行业中投入的设备量不断增加,大部分材料由混凝土和金属构成,如果预防海洋腐蚀的方法不到位,在很短的时间内就会产生较为严重的腐蚀现象和经济损失,甚至造成设备报废。所以,全面维护船舶和海洋工程设备、设施,提高防腐措施是特别关键的基础性工作。


2 防护海洋工程结构和船舶腐蚀的趋势及策略


海洋工程结构通常分为混凝土或钢结构的海岸工程,海洋储 运、采 油、钻 井、平 台 等 近 海 平 台 和 深 海 平台,水线以上、压载舱、船体等船舶,简称船舶以及海洋工程结构。此结构腐蚀的主要形式有海生物污损、磨损腐蚀、应力腐蚀、均匀腐蚀等。和国外相 比,我 国 海洋防腐技术还具有较大差距,应该通过不断学习提高防腐技术。我国发展防腐技术和防腐材料要遵循易施工、高性能、高安全性、环保型、低成本等原则,妥善完成船舶与海洋工程结构的防腐工作,在以下方面完成对设备的防腐保护。


2.1 研究防腐涂层


在船舶和海洋工程设施腐蚀控制方面,选择 防 腐涂层实施腐蚀控制是重要方式,开展防腐涂层工作就是运用海洋防污涂料和防腐涂料两种方式进行防腐。海洋防腐涂料主要包括应用于钢结构和非钢结构两种材质上的防腐涂料。非钢结构防腐涂料是对混凝土结构进行必须的防腐,根据混凝土的材质特点和结构特点开展的防护工作。


防腐涂料的类型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,环氧类防腐涂料是目前应用范围 最 广 的 海 洋 工 程 结 构 防 腐 涂 料。实 际 应 用中,涂料可以分为面漆、中间漆、底漆。面漆 包 括 乙 烯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等;中间漆包括环氧玻璃鳞片、环氧云铁等;底漆包括热喷涂铝漆、富锌底漆(无机类的硅酸依稀、有机类的环氧富锌)等。今后海洋工程结构防腐涂料要向着功能化、高性能化、节约资源化、无重金属化、水性化、弱溶化、高固化等方向发展。


2.2 耐腐蚀材料


船舶和海洋工程结构以钢材为主要建设材 料,怎样提高钢材的耐腐蚀研究特别重要。现在的耐腐蚀材料涉及的钢材类型比较广泛,主要有高分子材料、耐海水腐蚀钢、钛合金、耐腐蚀钢筋等,在船舶和海洋工程结构上,主要成份是金属和混凝土。提高金属耐腐蚀程度的方式是调整金属的化学元素、改变金属微观结构和腐蚀产生膜的特性等,充分减少电化学腐蚀的面积与反应速度,全面完善金属材质的防腐蚀功能。


2.3 防污涂料


船舶和海洋工程结构建设在海洋管线、钢桩、平台等部分,一定会面临着海洋污损生物的侵害与腐蚀,此生物污损而导致的后果特别严重,是广泛存在的腐蚀类型。因为 海 洋 微 生 物 可 以 依 附 在 工 程 设 备 的 表 面上,既影响设备外观,也对船舶的正常行驶造成影响,出现提高燃油成本等问题。防污涂料可以比较全面的保护船舶和海洋工程结构,降低和避免海洋生物对其的污损和附着。在实际使用过程中,防污涂料对海洋生物而言是一种有毒制剂,此防污剂能够有效的将海洋工程结构表面上的海洋生物清理掉。防污涂料包括无机类和 有 机 类 两 种。其 中 有 机 类 包 括 有 机 锡 化 合物、有机氧化合物等;无机类包括氯化锌、氧化亚铜、氧化汞等。


2.4 浪花飞溅区域实施的包覆技术


海洋浪花中盐成分的含量很高,造成浪花 飞 溅 过程中提高对船舶和海洋工程结构的腐蚀程度,通过隔离材料与切断腐蚀介质,进而达到控制浪花飞溅区金属腐蚀的目的。日本在此方面的分析研究在全球都处于领先地位。日本制造出的耐腐蚀、包覆蒙乃尔合金体现出优秀的防控浪花飞溅区腐蚀的性能,经过一系列的升级和调整,逐步形成规范化、产业化发展。我国经过不懈的研究,在此方面也取得丰富的成果。在青岛跨海大桥保护浪花飞溅区工程结构方面,侯保荣院士学习和借鉴外国成功经验,并根据自身实际情况,独立完成了对浪花飞溅区的腐蚀防护工作,全面推动我国在海洋浪花飞溅区完善包覆技术的全面发展。另外,在船舶和海洋工程结构上开展材质 改 性 和表面处理,实施全面的电化学保护,有效运用缓腐剂等防腐方式上进行全面创新,并获得较突出的成果。不管选择哪种腐蚀防护方式,都会向着安全可靠、容易施工、价格低廉、环保的方向不断发展。


3 结束语


船舶与海洋工程结构中大量使用金属与 混 凝 土,在海洋环境中容易受到严重的腐蚀,而避免船舶和海洋工程结构腐蚀是艰巨而长期的工作。要全面发展我国海洋产业,就是科学、合理的减少海洋产业投资,不断提高海洋防腐涂层、耐腐蚀材料、防污涂料、浪花飞溅区域实施的包覆技术等防腐材料和技术的开发、研究力度,为海洋资源开发提供全面、持续的保障。


参考文献


[1]李风波.海洋工程焊接技术浅析[J].金属加工(热加工),2013,(02).

[2]张波,方志刚,李向阳等.铝合金船舶的腐蚀防护技术现状与展望[J].中国材料进展,2014,(07).

[3]江洪,王微.国内外船舶用钢初探[J].新材料产业,2014,(07).

[4]韩恩厚,陈建敏,宿彦京等.海洋工程结构与船舶的腐蚀防护———现状与趋势[J].中国材料进展,2014,(02).

[5]侯保荣.海洋钢结构浪花飞溅区腐蚀防护技术[J].中国材料进展,2014,(01).

[6]陈麒,倪礼忠.船舶防腐涂料研制关键技术的探讨[J].涂料技术与文摘,2008,(01).

[7]刘登良.中国船舶和重防腐涂料发展回顾和展望[J].中国涂料,2007,(02).

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