遠(yuǎn)洋運輸集裝箱新型防腐措施

朱梟胡

集裝箱作為全球主要的運輸設(shè)備，在國際貨物運輸中發(fā)揮著極其重要的作用。遠(yuǎn)洋運輸是集裝箱運輸?shù)闹饕绞街唬h(yuǎn)洋運輸集裝箱在海洋環(huán)境下使用的時間較長，尤其是裝載于集裝箱船舶甲板上的集裝箱容易受到海洋大氣環(huán)境的腐蝕，從而會縮短集裝箱的使用壽命，增加集裝箱的維護(hù)費用。本文針對海洋大氣環(huán)境的特點，結(jié)合海洋大氣對金屬腐蝕原理分析，運用相關(guān)物理和化學(xué)方法改善遠(yuǎn)洋運輸集裝箱周邊的環(huán)境條件，以減少海洋大氣對遠(yuǎn)洋運輸集裝箱的腐蝕作用，從而達(dá)到保護(hù)集裝箱設(shè)備和延長其使用壽命的目的。

1海洋大氣環(huán)境對金屬的腐蝕

1.1海洋大氣環(huán)境的腐蝕特點

海洋大氣中的鹽霧含量較高，對金屬有很強的腐蝕作用。從腐蝕的角度來看，海洋大氣環(huán)境可以分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、海水潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海底泥土區(qū)等5個腐蝕區(qū)帶。從圖1可見，海洋大氣區(qū)靠近浪花飛濺區(qū)的區(qū)域?qū)饘俚母g影響程度最大，而遠(yuǎn)洋運輸集裝箱正處于該區(qū)域；因此，對遠(yuǎn)洋運輸集裝箱的防腐保護(hù)尤為重要。

1.2海洋大氣環(huán)境腐蝕的影響因素

1.2.1相對濕度

海洋大氣的相對濕度較大，空氣的相對濕度高于其臨界值；因此，海洋大氣環(huán)境中的金屬表面易形成腐蝕性水膜。金屬表面水膜的厚度對其海洋大氣腐蝕有重要影響，直接影響金屬腐蝕速率和腐蝕機理。與一般的大氣腐蝕相比，海洋大氣環(huán)境具有較高的濕度，易使金屬表面形成較厚的水膜。隨著水膜厚度的增加，腐蝕速度加快。試驗結(jié)果表明：如果空氣相對濕度保持在70%以下，對金屬的腐蝕作用就很輕微；如果空氣相對濕度超過70%，則對金屬的腐蝕速度加快。

海洋大氣中因富含大量海鹽粒子，形成含有大量鹽分氣體的環(huán)境，這是與其他大氣環(huán)境的重要區(qū)別。鹽粒子雜質(zhì)溶于金屬表面的水膜中，使水膜變?yōu)楦g性很強的電解質(zhì)，從而使腐蝕加速。與干凈大氣的冷凝水膜相比，被海霧周期飽和的空氣能使金屬的腐蝕速度增加數(shù)倍。

暴露于海洋大氣環(huán)境下的金屬材料表面常常處于干濕交替變化的狀態(tài)，導(dǎo)致金屬表面鹽濃度較高，從而影響金屬材料的腐蝕速率。金屬材料表面干濕交替變化的頻率受多種因素的影響，其中包括空氣相對濕度和日照時間：前者通過影響金屬表面的水膜厚度來影響干濕交替的頻率；后者如果過長會加快金屬表面水膜的消失速度，縮短表面的潤濕時間，從而使腐蝕總量減小。

2遠(yuǎn)洋運輸集裝箱新型防腐措施

2.1減少集裝箱表面水膜量

2.1.1調(diào)整集裝箱零件結(jié)構(gòu)

調(diào)整集裝箱零件結(jié)構(gòu)，方便零件及時排水，減少集裝箱表面水膜量。例如，盡量將集裝箱主體零件結(jié)構(gòu)設(shè)計為如圖2所示的排水型結(jié)構(gòu)，通過船舶航行過程中的搖擺和顛簸，使零件表面的附著水膜更易于流動排除，從而減少零件表面的成股水滴，改善集裝箱零件表面的水膜形成環(huán)境。

2.1.2氣體對流及干燥作用

對于少量通過改進(jìn)集裝箱零件結(jié)構(gòu)仍不能排除的水膜，可以通過氣體對流及干燥作用進(jìn)一步去除，從而達(dá)到徹底消除集裝箱表面水膜的目的。如圖3所示，在集裝箱船上設(shè)置氣流處理裝置，通過對海洋氣流進(jìn)行適當(dāng)處理來產(chǎn)生干燥的氣體，從而改善集裝箱周圍環(huán)境的空氣濕度條件，控制集裝箱表面附著水膜的產(chǎn)生源，以使集裝箱處在相對干燥的穩(wěn)定環(huán)境中，避免水膜對集裝箱表面的腐蝕作用。裝置中的管道吹向集裝箱周圍，在集裝箱周邊形成氣體對流，加速集裝箱上水膜的揮發(fā)，以免水膜對集裝箱產(chǎn)生腐蝕作用。空氣對流裝置的作用在于：一方面，通過集裝箱船舶航行所產(chǎn)生的動力，自然將海洋氣流導(dǎo)向氣流處理裝置，處理后的氣流通過管路吹到甲板上的集裝箱周圍；另一方面，可以為空氣對流增加動力，進(jìn)一步加快空氣流動速度，加強空氣對流的干燥效果。

可見，通過改善集裝箱周圍環(huán)境可以排除和干燥集裝箱表面水膜，從而確保集裝箱表面的干燥狀態(tài)，提升集裝箱防腐性能。

2.2減少氣流的含鹽量及其他腐蝕性離子含量

海洋大氣中富含大量海鹽粒子，其含有對金屬有腐蝕作用的亞硫酸根離子、氯離子等。鹽粒子雜質(zhì)溶于金屬材料表面的水膜中，使水膜變?yōu)楦g性很強的電解質(zhì)，加速對材料的腐蝕作用。為此，可以通過氣流處理裝置對集裝箱周邊氣流進(jìn)行適當(dāng)化學(xué)處理，排除有害的亞硫酸根離子和氯離子，產(chǎn)生干燥的低鹽度氣體，減少海洋氣流對集裝箱表面的化學(xué)腐蝕作用。氣流處理裝置內(nèi)裝填CaO顆粒，與水氣反應(yīng)生成Ca（OH）₂吸附亞硫酸根離子，以降低集裝箱周邊氣流中亞硫酸根離子的含量；氣流通過過濾裝置后濕度降低，含水量減少，氣流中的NaCl隨吸附水分一起析出，降低集裝箱周邊氣流中的氯離子含量。處理后的氣流濾除了對集裝箱具有腐蝕作用的亞硫酸根離子和氯離子，使集裝箱周圍氣流環(huán)境得以改善，從而減輕海洋大氣對集裝箱的腐蝕作用。

氣流處理裝置設(shè)計為循環(huán)流動結(jié)構(gòu)。通過循環(huán)流動和頂部日光照射作用，氣流處理裝置可以重復(fù)吸收氣流中的水分，達(dá)到循環(huán)干燥氣流的作用。

3結(jié)束語

本文從遠(yuǎn)洋運輸集裝箱所處的海洋大氣環(huán)境入手進(jìn)行分析，通過改善集裝箱周圍環(huán)境條件，減少環(huán)境對集裝箱的腐蝕，為后續(xù)研究海洋環(huán)境對集裝箱及其他鋼質(zhì)裝備防腐提供新思路，進(jìn)而達(dá)到延長遠(yuǎn)洋運輸集裝箱使用壽命、減少裝備維護(hù)費用的目的。上述遠(yuǎn)洋運輸集裝箱防腐措施目前仍處于研究探討階段，有待相關(guān)人員的進(jìn)一步研究和試驗。