海洋飛濺區鋼結構的防腐蝕技術分析

秦明君，張 雨，袁 磊（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266520）

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海洋飛濺區鋼結構的防腐蝕技術分析

秦明君，張 雨，袁 磊
（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266520）

摘 要：由于海洋環境苛刻，在海洋中的基礎設施鋼鐵等金屬材料與周圍環境中的介質產生的一系列化學反應而受到嚴重的腐蝕現象。由于飛濺區在海洋鋼結構的特殊區域位置，所受腐蝕的程度最為嚴重，以及在造成實際使用當中的喪失防腐蝕保護措施的能力。本文就海洋鋼結構的飛濺區所面臨的腐蝕現象及防腐蝕技術進行粗略的描述。

關鍵詞：飛濺區；海洋鋼結構；防腐蝕技術

0　引言

目前我國正大力拓展海洋資源的開發和利用，許多海上基礎設施建設不斷的出現，港口碼頭、跨海大橋、海洋采油平臺、燈標等大量興建，大批的金屬材料也被投入利用。在實際的投入使用過程中，這些金屬材料面臨海洋特殊環境條件下空前絕后的嚴峻挑戰，位于海洋環境中的鋼結構建筑設施與海洋環境中的其它物質產生的化學反應，使得海洋鋼結構承受著一系列的腐蝕損害。因浪花飛濺區所處的特殊位置，鋼結構受到多種因素干擾，如表面長時間的與海水接觸、干濕交替、接觸海洋面積范圍大以及巨大浪花沖擊等，對不具備鈍化特性的鋼材來說，該區域是海洋設施材料被腐蝕情況最嚴重和防腐蝕措施最容易失效的區域。鑒于未來海洋資源的開發利用工作可持續發展，實施海洋鋼結構防腐蝕的保護措施，有著十分重要的意義。

1　飛濺區腐蝕的現象

一般海洋鋼結構會根據海洋環境特點分為五個區域，既大氣區、飛濺區、海泥區、潮位區、浸泡區［1］。飛濺區的取值范圍在平均海水潮位以上海浪能夠濺浸到的區域，通常飛濺區的鋼結構表面會受到海浪不間斷的更新以及持續的飛濺。飛濺區不僅會受到海鹽以及海水等周圍環境中物質的腐蝕，同時還會受到日光強弱、大氣風化、溫度濕度等大范圍的地理環境因素影響。除此之外，飛濺區的下部還有會受到來自月球引力作用下的潮汐影響。

受海水的稀釋影響，通常飛濺區的位置都會大量的海鹽粒子運動，長時間的浸泡以及干濕條件的頻繁變換，都會對飛濺區的鋼結構引來腐蝕效果。飛濺區受腐蝕的程度以及速度都要大于其它區域，在不同的海域以及海水潮位，相同的腐蝕位置高于潮位的飛濺區。這是因為海水與大氣的氧氣交替產生的作用，該區域的氧供應最為充足，氧化作用得到了極大發揮，從而促發海洋鋼結構的銹化。同時海浪不間隙的有力濺打，破壞了鋼結構的保護膜，使得腐蝕情況加重加深。

鋼結構在飛濺區不同時間不同水平位置都會受到不同程度的腐蝕，在飛濺區的鋼結構中被腐蝕的現象有以下幾種：

腐蝕面勻：其主要特點是：海洋鋼機構的表層受到均勻的腐蝕程度、腐蝕面積。和其它表層產生的腐蝕狀況不同的是，該腐蝕情況被腐蝕的區域通常在陰陽兩極難分軒輊的地方。

任意性腐蝕：海洋鋼機構表層有局部點上的或稍微有些許面積的腐蝕被稱作為任意性腐蝕，其隨機特點造成腐蝕情況的不可預判，給防腐蝕保護帶來較大的影響［2］。通常產生這種腐蝕情況的發生是因為鋼結構表層受來自不同環境的各類物質以及環境條件所造成的，如海水飄浮類雜物中的金屬，以及太陽輻射的穿透。

縫隙腐蝕：海洋鋼結構由于材料的特殊性，在海洋中靠海水與大氣中的氧來維持鈍性狀態，對縫隙腐蝕極強的敏感性，極大提高縫隙腐蝕情況發生的概率。

沖擊腐蝕：海洋鋼結構其材料特性不僅對縫隙腐蝕敏感，同時也對海水水流的的沖擊激化也具有極強的敏感性。在海水流速達到某個臨界點時，便會產生快速銹化的作用導致腐蝕。在海水湍急的情形時，往往會有氣體被卷入海水中形成氣泡，在高速流動下對海洋鋼結構產生巨大的沖擊力給保護層造成破壞，從而受到沖擊性的腐蝕。

氣泡腐蝕：在海水氣壓低于海水本身溫度時，容易產生海水氣泡，海水活動性高流動性強，會造成氣泡的循環產生。海水氣泡在受到大氣壓壓縮時破裂，不斷對海洋鋼結構表層造成反復的抨擊，促使鋼結構表層的壓制性損害，結構上的碎片被海水中的電解質解化成新的鐵化物，暴露在腐蝕性的介質中。由此可見海水中的氣泡腐蝕對鋼結構的破壞往往是在機體性能上，同時造成腐蝕損壞，這種破壞往往會形成鋼結構表層的腐蝕面呈蜂窩狀。

2　 防腐蝕技術分析

海洋飛濺區的鋼結構長期處于嚴峻的腐蝕環境中，其后期維護作業的難度系數以及風險系數都極大，大大提高了維護的成本價格，所以在防腐蝕的技術工藝上，嚴格規定只能使用高性能的防腐涂料。

對于鋼結構材料的海洋設施的防腐蝕作業首先是底層涂漆，對底漆的要求是：與基材之間的吸附性粘合力強，防銹能力強，并且要具備良好防腐功能。

底層涂漆通常有環氧目鋅和無機富鋅，鋅粉主要有兩個作用，一是對陰極保護作用，二是鋅的腐蝕產物比較穩定且能起到封閉、堵塞鋼結構基材漆膜孔隙的作用。含鋅的涂料還有著較強的附著力，與其它涂料的粘合性具有配合作用。另外轉化型帶銹底漆是一種對表面處理要求不高的涂料，選擇它作為實驗對象是考慮海洋鋼結構設施的現場施工環境差、海岸空氣濕度大、鋼鐵材料表面處理后容易返銹。以上三種涂料，都在海洋鋼結構設施防腐技術上得到廣泛使用，其中轉化型帶銹底漆表面處理和施工工藝要求都不高，但其只是作為長期海洋鋼結構設施防腐蝕用的基本涂料。中層涂料的防腐蝕作用決定了海洋鋼結構的壽命，由此可見它的重要性。中層涂漆要求防滲透能力強、綜合防腐蝕能力強（耐鹽堿，耐電離等），具有較高的硬度，以及附著力，以及柔韌性、抗沖擊例。中層涂漆絕大部分采用的是環氧系涂料，其對鋼結構具有良好的屏蔽性和陰極保護性，與其它涂層配合具有極強的防腐蝕能力，已在海洋鋼結構的防腐蝕中得到廣泛的認可與應用，面漆是指在底層漆和中層漆提供一個保護層，抑制水汽及化學活性電離子的滲入，還具有抗沖擊性、抗老化性和抗溶解性。鑒于目前海洋飛濺區鋼結構防腐蝕狀況，已經形成不可避免的建設發展現實問題，應當加強對涂層技術的發展，研發更為先進的涂料以及更為有效的涂漆操作，為現在和未來海洋鋼結構的提供更好的防腐蝕保護措施。

參考文獻：

［1］侯保榮.海洋鋼結構浪花飛濺區腐蝕防護技術［J］.中國材料進展，2014（01）：26-31.

［2］張彥軍，韓文禮，白玉潔等.海洋鋼結構飛濺區防腐蝕技術現狀［J］.全面腐蝕控制，2012（05）：8-10.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.014