海洋防腐工藝技術及應用探究

莫非 鄧宏

摘 要：隨著近些年全球資源問題的日益加劇，海洋資源的開發與利用成為了陸地和近海資源逐漸匱乏這一大背景下的重要發展方向，越來越多的國家開始啟動海洋開發的戰略與計劃。然而，海洋資源儲藏較為豐富的同時，也由于水深造成的低溫、高壓、環境惡劣、作業條件復雜等客觀屬性，使得在海洋資源開發工程中的技術難點與瓶頸也尤為明顯。其中，海洋防腐問題一直以來都是影響海洋工程發展速度、海洋工程裝備應用的重要因素。在這樣的形勢背景下，對海洋防腐工程及其技術進行一番深入的探究，具有十分重要的科學意義和應用價值。因此，本文主要論述了海洋防腐工藝技術，就其應用效果展開分析，并對海洋防腐工藝技術及應用的未來發展進行思考與展望，供參考。

關鍵詞：海洋防腐；工藝技術；應用效果；發展展望

中圖分類號：TE11 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0065-02

隨著海洋產業在國民經濟中的比重日益增長，海洋材料成為了海洋工程中不可或缺的組成元素，也必將發展成為我國未來的新興戰略型支柱產業。而海洋材料的使用及壽命周期與海洋環境密切相關，海洋材料的腐蝕就是海洋自然條件下的產物。為了緩解和避免海洋材料的腐蝕，提高海洋材料的使用壽命，確保海洋工程及資源開發的高效開展，做好海洋防腐工作，其重要性由此可見一斑。雖然海洋防腐工作在海洋工程中意義重大，但發展過程中對工藝技術探索與應用情況卻仍不容樂觀。如何有效的豐富海洋防腐工藝技術的創新發展、如何促進海洋防腐工藝技術在工程中的應用效果、如何不斷的提高海洋防腐的質量與發展的連續性等一系列問題都亟待解決。基于這樣的發展現狀及眼睛目標，本文從海洋防腐工藝技術及其特點、海洋防腐工藝技術的應用與效果、海洋防腐工藝技術及應用發展展望等方面對海洋防腐工藝技術及應用這一問題展開剖析與探究，并總結報告如下。

1 海洋防腐工藝技術及其特點

海洋工程中金屬材料與設備使用量大，而海洋環境中的大氣腐蝕、細菌腐蝕、二氧化碳腐蝕以及海水腐蝕使得海洋防腐工作困難重重。究其原因，不同的環境下腐蝕情況及腐蝕程度均不一樣，侵蝕、縫隙腐蝕和點腐蝕以及應力腐蝕破裂等不同的腐蝕機理使得防腐方案的規劃以及防腐技術的應用都具有較大的差異。一般而言[1-3]，比較常見的防腐蝕方案是在金屬表面涂防腐涂料。由于海洋平臺及設備材料防腐的特殊性，海洋防腐也并非普通的涂料可以處理的。目前，國內外的研究機構都研制推出了多種海洋防腐涂料，歐美等發達國家先后掌握了較為先進的海洋防腐工藝技術，并發展了多種海洋防腐涂料。這些防腐涂料產品在應用上具有不同的特征特點，使得其應用的設備材料也各不相同。其中，水性涂料應用十分簡便，同時應用后如果需要清除也較為容易；油性涂料則具有較好的滲透性，廣泛應用于溫和的大氣條件下；醇酸涂料的防腐性雖然較好，但是對化學物質卻無法進行有效防腐；氨基甲酸酯涂料的防磨損性和防腐蝕性均較好；乙烯基涂料不容易變濕和粘著，有著較好的防酸堿液性能。除此之外，氯化橡膠、環氧（樹脂）涂料、鋅涂料、煤焦油等各種防腐涂料在海洋工程的防腐應用中都具有不同的功能。根據不同性能的防腐涂料，在防腐工程中還需采取相對應的防腐工藝，發展形成了金屬封閉保護層、非金屬“封閉”等一系列防腐工藝技術與措施，使得設備材料的涂覆系數能夠達到防腐的基本性能指標，進而保證海洋防腐工程的完備性。

除了在海洋工程平臺及設備上涂覆防腐涂料這一基本工藝措施之外，海洋防腐工作根據海洋防腐工程的需求，圍繞著海洋工程腐蝕防護這一核心，對海洋防腐工藝技術與應用手段進行了深入探究，并構建了較為完善的海洋防腐技術與系統。以我國海洋腐蝕防護工程技術研究中心的防腐技術與工藝為例，基于海洋工程腐蝕防護和腐蝕狀態監/檢測等基礎性和共性技術問題，開發以鋼結構浪花飛濺區腐蝕防護技術、海洋鋼筋混凝土結構腐蝕防護與修復補強技術、海洋工程陰極保護優化和腐蝕監/檢測技術、海洋工程安全評價與壽命預測技術、海洋生物污損防治技術為主的工程技術，同時涵蓋海洋大氣腐蝕監測及防護技術、海洋生物腐蝕和污損技術、鋼結構的環境敏感斷裂與氫滲、犧牲陽極保護技術在內的集成化海洋腐蝕防護技術。這些防腐的核心技術不但具有良好的應用前景，同時也促進了防腐技術在工程實踐中進行系統化、配套化和工程化的發展與進步，使得海洋防腐工程的技術應用進入一個較為成熟的工藝體系。由此可見，海洋防腐工藝技術對保護海洋工程平臺及設備材料的使用具有重要價值，持續探究并發展海洋防腐工藝技術，促進海洋防腐工藝技術的應用發展，其重要性不言而喻。

2 海洋防腐工藝技術的應用與效果

基于海洋工程環境、海洋防腐設備材料的差異化，在海洋防腐工程中需制定不同的防腐方案，應用不同的海洋防腐工藝技術，進而確保海洋工程在設計、使用周期內的科學、安全與高效。對于海洋機械設備的防腐工作來說：首先，我們需要充分的了解機械設備材料的腐蝕形態，例如：不同鋼材料在海水中的腐蝕情況以及腐蝕機理與成因。然后，根據海洋機械設備腐蝕的狀況采取適當的海洋防腐工藝技術。以在海洋工程中使用最為廣泛的鋼結構和鋼材料為例[4-5]，由于金屬內部結構和材質的原因，使得不同的金屬材質在海洋環境中的腐蝕快慢程度具有較大的差異，不同的鋼材結構在不同的海域的腐蝕性也不同。因此，改變鋼材料的金屬材質組成，進而提高設備中鋼結構的防腐性能。一般而言，我們可以通過制造各種耐腐蝕的合金，如在普通鋼鐵中加入鉻，鎳等制成不銹鋼等方式，用來提高海洋工程中設備的金屬結構，同時在實踐應用中也成為了防腐的重要手段。同時，鋅加防腐蝕保護技術也是海洋設備中對鋼結構進行防腐防護的有效策略。相對于一般的涂覆涂料防腐技術，鋅加防腐蝕保護技術有更強的陰極保護作用和涂層保護雙重作用，其耐腐蝕能力高于常規的富鋅底漆5-6倍，防腐蝕保護年限可達到25-30年。究其原因，這是由于在鋼結構上加入電解鋅粉后，含鋅量高的鋼結構材料形成了較好的保護層，在腐蝕過程中，鋅材料能夠在鋼結構表面發生緩慢的氧化作用，進而形成一層鋅鹽層作為屏障保護，進一步的減慢材料氧化的速度的同時，讓鋼結構具有了良好的機械與化學性能，抗腐蝕性也由此大大提高了。電化學保護法，作為一種通過化學反應來實現對機械設備材料進行防腐的技術，在海洋工程也取得了良好的應用效果。具體而言，電化學保護法就是通過在設備材料中添加活潑金屬材料作為陽極，把海洋工程中需要進行防腐蝕的材料作為陰極，根據電化學中原電池的原理，這種方法可以有效的消除保護材料的腐蝕。究其原因，是通過犧牲陽極的活潑金屬，使得機械設備中的材料在空氣或海水中不受腐蝕。總的來說，在工程實踐中已經發展形成了豐富的海洋防腐工藝技術，并取得了良好的應用效果，在海洋工程防腐工作中的重要性由此可見一斑。

3 海洋防腐工藝技術及應用發展展望

雖然海洋防腐工藝技術在工程實踐中取得了良好的應用效果，但隨著海洋環境的日益惡化，未來的海洋防腐工作勢必面臨更多的問題和更大的挑戰，持續探索創新的海洋防腐工藝技術，促進海洋防腐工藝技術的應用發展，具有十分重要的價值。因此，本文就如何提高海洋防腐工藝技術水平，保證應用效果提出以下幾點發展思考與展望[4-5]。

（1）加大對海洋防腐工藝技術的探究，促進基礎技術及研究成果在工程實踐中的應用發展。海洋防腐工藝技術的探索，需要結合各方面的人力、物力條件，綜合各工程部門的優勢，提高與科研院所之間的的融合，讓更多的基礎技術能夠與海洋防腐工程實踐問題結合在一起，發展形成更多具有針對性的海洋防腐工藝技術，保證海洋防腐工程的有效性和高效性。（2）基于國內外海洋工程防腐實踐經驗，提高海洋工程防腐技術應用的效率與成本控制。我國海洋資源的開發與利用工程發展速度雖然很快，但起步卻較晚，在防腐技術應用的實踐經驗方面仍存在捉襟見肘或空白的局面，尤其是在復雜多變的海洋自然條件下，影響腐蝕的因素具有多樣性。因此，在海洋工程防腐技術的實踐應用中，我們需要基于具體的海洋工程條件與環境，充分參考國外內香港海洋防腐工程的案例，制定更為系統的防腐方案，為海洋工程防腐技術的成功應用打下堅實的基礎。（3）重視海洋防腐技術及材料對海洋環境的影響，構建綠色環保的海洋工程防腐機制。隨著海洋防腐涂料的不斷豐富，海洋防腐技術在海洋工程中的應用也將取得更多的成績。但在發展過程中，我們在實現對海洋工程平臺與機械設備防腐的同時，也需要重點關注這些新技術、新產品是否會給環境帶來污染，是否會給海洋資源的利用與開發帶來浪費與影響；我們需要在實現防腐的同時，最大程度上的降低污染與破壞，實現工程經濟與綠色環保的共同發展。（4）加強海洋防腐技術人才的培養，提高海洋防腐工程實踐管理與維護的效率。海洋防腐技術的應用并非一勞永逸。在工程實踐中，不斷需要在海洋工程與平臺上有效的應用先進的防腐技術，同時也需要在海洋工程運行的過程中，持續做好工程防腐工作的監管與維護。要想做好這項工作，保證海洋工程防腐的連續性，那么兼有海洋防腐技術與管理經驗的綜合性團隊的建設是首要任務。因此，我們需要在開展海洋資源開發與利用的過程中，加強對技術人才的引進與培養，進而才根本上保證海洋防腐工作的有效性。

4 結語

隨著海洋工業發展的不斷深入，海洋防腐工程的重要性會越來越得以凸顯。海洋防腐工藝技術的探究與發展，是保證海洋工程平臺與設備正常運行的基礎。促進海洋防腐工藝技術在工程實踐中的發展，提高海洋防腐技術與措施的有效性，對于工程質量及效益都具有重要價值。因此，只有不斷的發展海洋防腐技術，構建更為完善的應用體系，那么才能為海洋資源的開發與利用提供有效助力。

參考文獻

[1]張超智，蔣威，李世娟，等.海洋防腐涂料的最新研究進展[J].腐蝕科學與防護技術，2016，28（3）：269-275.

[2]張超智，蔣威，李世娟，等.腐蝕科學與防護技術：海洋防腐涂料的最新研究進展[J].涂料與應用，2017，（1）：29-36.

[3]黃紅雨，宋雪曙.海洋工程重防腐涂料的應用技術現狀及發展分析[J].涂料工業，2012，42（8）：77-80.

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