1 、引言

隨著各國航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展和效率的需要，高速客運(yùn)船舶越來越多的使用了鋁合金為船體結(jié)構(gòu)和材料。由于防銹鋁的屈服強(qiáng)度一般只是普通低碳鋼的二分之一，抗拉強(qiáng)度是普通低碳鋼的三分之二，疲勞性能較差，而且鋁合金船體的外板較薄，一般只有5～6mm左右，所以要盡量避免鋁合金發(fā)生腐蝕。鋁合金的腐蝕對高速客運(yùn)船舶造成很大危害，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。所以我們有必要對鋁合金的腐蝕和防護(hù)進(jìn)行研究。鋁的腐蝕形式主要有電化學(xué)腐蝕、泥敷劑腐蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕幾種。一般由于船用鋁合金韌性比較好，所以很少產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。點(diǎn)腐蝕是上述幾種腐蝕形式的具體表現(xiàn)，我們就從點(diǎn)腐蝕開始分析。

2 、腐蝕類型

2.1 點(diǎn)腐蝕。點(diǎn)腐蝕又稱為孔腐蝕，是在金屬上產(chǎn)生針尖狀、點(diǎn)狀、孔狀的一種為局部的腐蝕形態(tài)。點(diǎn)腐蝕是陽極反應(yīng)的一種獨(dú)特形式，是一種自催化過程，即點(diǎn)腐蝕孔內(nèi)的腐蝕過程造成的條件既促進(jìn)又足以維持腐蝕的繼續(xù)進(jìn)行。裸露的鋁暴露在海洋大氣中會出現(xiàn)凹坑并在整個(gè)表面形成很淺的沙礫狀的白色粉末。由于粉末很淺，因而對金屬沒有什么害處，而且一段時(shí)間后腐蝕就會停止（除非把粉末清理掉才會再次發(fā)生這種腐蝕反應(yīng)）。實(shí)際上單純鋁合金船體的腐蝕程度很低，而且一般鋁合金船體外表面均會有油漆保護(hù)，很少見到如鋼質(zhì)船體上很普遍的涂層起泡現(xiàn)象。因?yàn)殇X合金表面油漆的附著性比鋼表面更強(qiáng)，并且局部的涂層劃傷并不會引起腐蝕，也不會引起鄰近油漆剝落，所以一般塢檢時(shí)見到的鋁合金高速船均有較好的油漆保護(hù)，但當(dāng)涂層局部剝落時(shí)，在電化學(xué)腐蝕影響下，點(diǎn)腐蝕這種腐蝕形式在鋁合金船體外表面還是可以見到的，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致船體穿孔。另外，在鋁合金船體的內(nèi)表面，如機(jī)艙、空調(diào)間，也可以見到這種典型的腐蝕形式，因?yàn)檫@些艙室一般有海水冷卻管系，有時(shí)會有些海水滲漏出來，導(dǎo)致在沒有涂層保護(hù)的鋁合金船體內(nèi)表面產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕，即可見到鋁合金表面有一層白色粉末（氧化層）覆蓋，可以采用近觀檢查的方式觀察氧化層的厚度，如比較輕微，可不采取措施。

2.2 電化學(xué)腐蝕。由于鋁是電極電位很低的金屬，所以幾乎所有普通船用金屬，只要和鋁合金間存在濕潤導(dǎo)電接觸，都會導(dǎo)致鋁的電化學(xué)腐蝕。例如，所有銅合金在潮濕的環(huán)境下都會引起鋁的嚴(yán)重腐蝕，低碳鋼和鋁合金接觸時(shí)的情況要好一些。鋁合金高速船機(jī)艙里的海水管系大多使用銅合金或不銹鋼，只是在船體上一小段使用鋁合金（因?yàn)殂~合金和不銹鋼均不可以和鋁合金直接焊接），通過銅質(zhì)截止閥、法蘭和機(jī)艙海水管系連接。由于這些管系中流淌的是海水，所以在這個(gè)由鋁合金、銅或不銹鋼管系（法蘭）組成的管系內(nèi)壁形成了電位差，導(dǎo)致船體端鋁合金管系內(nèi)壁嚴(yán)重電化腐蝕，由于這種腐蝕是由內(nèi)到外的，現(xiàn)場驗(yàn)船師和船員很容易忽視，等發(fā)現(xiàn)時(shí)往往已經(jīng)爛穿了。在鋁合金高速船檢驗(yàn)中，船體端鋁合金海水管的腐蝕是最普遍的現(xiàn)象，這種腐蝕的間接后果就是導(dǎo)致機(jī)艙內(nèi)鋁合金船體的點(diǎn)腐蝕以及海水浸透船體內(nèi)表面的耐火襯墊后導(dǎo)致的泥敷劑腐蝕。

2.3 泥敷劑腐蝕。這是鋁合金船體一種特殊的腐蝕形式，多發(fā)生在船體內(nèi)表面或內(nèi)部結(jié)構(gòu)上。所謂泥敷劑是指泥敷狀的物質(zhì)，如污垢（油泥）、木頭浸泡在海水中析出的樹液或灰塵之類。典型的情況是，當(dāng)濕木料和裸露的鋁合金接觸時(shí)，析出的樹液會嚴(yán)重腐蝕鋁合金，在接觸區(qū)會滲出大量的粘性白色氫氧化物，這種腐蝕生成物的體積驚人，并能連續(xù)不斷的發(fā)生腐蝕，直至木料完全腐朽。

2.4 縫隙腐蝕縫隙腐蝕是鋁合金在海水中常見的另一種腐蝕形式，船體水線以下結(jié)構(gòu)或裝置的縫隙是縫隙腐蝕產(chǎn)生的主要部位，縫隙腐蝕同樣易產(chǎn)生于鋁合金表面的沉積物、附著的硬殼海生物周圍。因?yàn)檠鯕怆y以或者根本無法進(jìn)入這些縫隙中，因此會在縫隙中迅速地發(fā)生相異充氣的原電偶。在原電偶中凹陷部位的鋁合金是陽極，從而遭受嚴(yán)重腐蝕，從腐蝕的結(jié)果看有點(diǎn)類似于電化學(xué)腐蝕，但是發(fā)生的機(jī)理卻是不一樣的?？p隙腐蝕一般在縱深形成，腐蝕初期靠外觀檢查很難發(fā)現(xiàn)，所以破壞性特別大。以往采用鉚接方式連接船體外板時(shí)，由于船體外板接縫邊緣不嚴(yán)密，海水從邊緣侵入內(nèi)部，會在夾層內(nèi)形成水袋，形成原電偶而造成嚴(yán)重的腐蝕，腐蝕產(chǎn)生的氫氧化鋁體積膨脹會使鉚釘接縫松弛。現(xiàn)在幾乎沒有采用鉚接形式的船體了，但是并不表示這種腐蝕形式在焊接鋁合金船體結(jié)構(gòu)上就消失了。舉一個(gè)簡單例子，在雙體鋁合金高速船的艏部設(shè)計(jì)水線位置，一般都設(shè)有V型壓浪板，通常而言，壓浪板和船體是連續(xù)焊接的，但是有時(shí)連接角焊縫會滲漏，甚至開裂，或者存在滲漏氣孔，從而在空心的壓浪板和船體間形成水袋而導(dǎo)致縫隙腐蝕。另外，鋁合金船體的內(nèi)部骨架和外板間多采用間斷焊連接，當(dāng)海水進(jìn)入船體內(nèi)部，并進(jìn)入骨架和外板的間隙時(shí)，縫隙腐蝕也會發(fā)生。雖然海水進(jìn)入船體的機(jī)會不多，但是，應(yīng)注意船體內(nèi)海水冷卻管路及附近船體結(jié)構(gòu)的狀況，檢查是否存在滲漏跡象和縫隙腐蝕。

3 、防腐對策

3.1涂防銹漆鋁合金船體上應(yīng)避免使用木質(zhì)護(hù)舷。在艙內(nèi)仍有使用木料的處所，檢驗(yàn)中應(yīng)予以注意，如在機(jī)艙內(nèi)設(shè)置有可拆裝的木鋪板，應(yīng)檢查其與鋁合金船體結(jié)構(gòu)接觸處的腐蝕情況。另外還要注意機(jī)艙內(nèi)船體表面的耐火材料狀況，如發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重銹蝕或發(fā)現(xiàn)耐火材料內(nèi)有粘性白色氫氧化物出現(xiàn)，應(yīng)要求拆除耐火材料檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，如發(fā)現(xiàn)有腐蝕，應(yīng)予以清洗，并在鋁合金表面涂上防銹漆，木鋪板最好也能刷上油漆。預(yù)防這種現(xiàn)象的最好方法就是在艙底鋁合金表面涂上防腐漆。但是應(yīng)該注意，鋁合金船體上絕對禁止使用銅基防腐漆、水銀基防腐漆、鉛基防腐漆或含有其他高電解電位金屬元素的油漆。

3.2做好絕緣工作3.2.1銅合金對鋁的電化學(xué)腐蝕是最嚴(yán)重的，應(yīng)特別注意鋁合金高速船上使用銅合金的部位，如海水冷卻管系，另外進(jìn)出水閥有時(shí)會使用銅質(zhì)截止閥，并通過鋁質(zhì)管系和外板連接，所以在銅質(zhì)閥體和鋁質(zhì)管路間必須有有效的絕緣，例如橡膠墊圈。銅質(zhì)閥體對管路的腐蝕一般發(fā)生在內(nèi)部而不易被發(fā)覺，所以一般應(yīng)進(jìn)行捶擊檢查管壁厚度，如有懷疑，應(yīng)拆除閥體，對管路作內(nèi)部檢查。3.2.2鋁合金高速船動力裝置與船體也要進(jìn)行絕緣。常用的MTU高速柴油機(jī)與船體的連接是通過鋁質(zhì)墊板及不銹鋼螺栓連接，在鋁質(zhì)墊板和船體間用環(huán)氧樹脂絕緣，以避免機(jī)體和船體間可能造成的電化學(xué)腐蝕。在干燥的環(huán)境下，如客艙內(nèi)的鋼允許和鋁合金直接接觸，而在潮濕的狀態(tài)下，如露天甲板或水下，則必須予以絕緣隔離。

3.3及時(shí)做好清潔有些高電解電位金屬對鋁合金的腐蝕性很強(qiáng)，在潮濕環(huán)境下，即使高電解電位的金屬沒有和鋁合金固定在一起，但只要與鋁合金結(jié)構(gòu)間存在電解質(zhì)，依然會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。所以應(yīng)特別注意機(jī)艙、空調(diào)間等機(jī)器處所的清潔程度，污垢（水性或油性）、灰塵的積聚會導(dǎo)致嚴(yán)重的泥敷劑腐蝕，有時(shí)一只小小的銅質(zhì)螺帽跌落在艙底，也會導(dǎo)致鋁合金船體的局部嚴(yán)重腐蝕，甚至穿孔。如船舶附體使用了不銹鋼，應(yīng)適當(dāng)增加防護(hù)鋅塊的數(shù)量。

3.4注意雜散電流對鋁合金船體的腐蝕當(dāng)船舶?？吭诖a頭時(shí)，應(yīng)使用合成纖維系船索，不允許使用鋼纜，更不允許在直流焊接作業(yè)時(shí)直接將船體接電作為陽極（如修理鋼質(zhì)船舶那樣），否則會導(dǎo)致鋁合金船體嚴(yán)重腐蝕。焊接作業(yè)時(shí)，電焊機(jī)和被焊接構(gòu)件間應(yīng)直接用導(dǎo)線連接。

4 、結(jié)束語

盡管我們通過各種手段來保護(hù)船體的鋁合金，但是要完全避免鋁合金被腐蝕時(shí)不可能的，只能通過及時(shí)地檢修來避免金屬腐蝕對船體造成的巨大危害，保障航行的安全。由于鋁合金表面油漆的附著力大大強(qiáng)于常規(guī)低碳鋼，鋁合金船體發(fā)生普遍腐蝕的可能性很小，而且易對鋁合金船體造成嚴(yán)重危害的腐蝕形式并不是普遍腐蝕，所以在正常情況下鋁合金船體的測厚并不能反映船體外板的真實(shí)情況。如有必要，可鏟除機(jī)艙部位外板的油漆，對外板做進(jìn)一步檢查。這樣可以發(fā)現(xiàn)由內(nèi)而外不易察覺的嚴(yán)重點(diǎn)腐蝕。對鋁合金船體危害最大的應(yīng)該是局部腐蝕，在檢驗(yàn)中應(yīng)特別注意船體外板涂層剝落處的局部腐蝕以及船體內(nèi)部易發(fā)生點(diǎn)腐蝕的海水管路附近的結(jié)構(gòu)腐蝕情況，易發(fā)生泥敷劑腐蝕的設(shè)有木鋪板處所和設(shè)有耐火材料的機(jī)艙部位，以及船體表面存在縫隙的處所，如壓浪板、復(fù)板加強(qiáng)部位，各種舷外出水口的角焊縫周圍以及船體內(nèi)部易受海水浸濕的骨架角焊縫處，都是潛在的容易發(fā)生縫隙腐蝕的處所。

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