高速铝合金船腐蚀特征及防腐措施

第18卷  第3期                      中  国  水  运                        Vol.18          No.3 2018年    3月                    China Water Transport                      March                2018
收稿日期:2017-11-20
作者简介:冯少雄,南海救助局救助船队。
高速铝合金船腐蚀特征及防腐措施
冯少雄
摘  要:以铝合金所特有的性质为基础,对近些年来大量铝合金船腐蚀问题进行全面的分析和研究,重点对铝合金船的防腐体系进行介绍,并且提出全寿命期防腐链的观点,希望可以给相关行业带来一定借鉴作用。 关键词:铝合金船;腐蚀与防护;防腐链
混合交换中图分类号:U671.71          文献标识码:A          文章编号:1006-7973(2018)03-0009-02
由于铝合金重量小、无磁性,并且具有较好的工艺性能和耐水性等特点,在降低空船重量、提高铝合金船的载货能力,提高航行速度等方面具有一定的优势。与钢质船进行比较,铝合金船具有节能、高速、成本低等优势,已在建造船体中得到普遍运用。
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模具导柱一、铝壳船腐蚀特征
(1)铝壳船在维修过程中,发现存在外板点腐蚀现象,并且在钢船中发生的腐蚀程度较为均匀。在进行涂层之前,未发现有异常现象,但是铲除漆膜后腐蚀现象还是很明显,其隐秘性较强。
(2)铝壳船异种金属接触后,腐蚀现象很明显。船上的非铝质推进器和铝质船体的接触位置存在较为严重的腐蚀现象。
(3)铝壳船的缝隙、转角处经常发生平直腐蚀现象,并且对其容易进行忽视,从而加重辐射情况。
(4)未涂装的铝壳船内舱存在大量的白斑点,并且南方船体出现的斑点较多。
(5)个别船只由于在建造或者维修时,会出现较为密集的腐蚀点。
(6)其他意外或者工作人员的疏忽会使得铝壳船发生腐蚀现象。若为对船上或者坐墩外存在的硬质海生物未进行及时清理,使得受到一定的挤压而使得传统油漆出现破碎,从而发生腐蚀现象;未及时剥离悬挂阳极的导线两端的绝缘套,或者对端部接触位置的氧化物未及时进行刮除;未按照涂装工艺来对涂层的破碎位置进行修补[1]。
二、工程案例
该船是用作出口的冷藏船,其规格为300,000 cubft ,船体装在的货物以海鲜以及水产品为主,由广东的一家某船厂来实施建设生产。整个船体共有4个载货舱,每一个货仓都有两层甲板,并且每一个中间甲板的大小尺寸都一样。中间甲板舱盖的设计借助钢索自重关闭型的舱口盖设计来进行规划,钢索由装配在主甲板上的电动绞车来提供动力,并与主甲板舱口盖共同使用这一动力。下文就此中间甲板舱口盖架构的规划、舱盖运作环节当中开和关闭力度的计算、设施
配置等舱盖规划重点开展对应的分析与研究。
三、铝壳船防腐结构设计 1.铝壳船防腐设计原则
通过对铝壳船的腐蚀特点和腐蚀类型进行分析考虑,在进行防腐材料的选择过程中,需要选择耐蚀金属材料,并且对船体的结构进行颗粒的设计,并且采用对船体进行涂层、阳极保护、异种金属接触等方式来避免出现电流腐蚀现象。
2.铝壳船防腐结构设计
(1)结构型式的选择及主尺度的确定
舱口盖的结构种类一般可以分成开式架构、闭式架构以及部分关闭式的架构三种。因为该船货舱在绝缘层面上有一定的需求,舱口盖的内部要求装铺对应的隔热材料,因此中间甲板舱盖选用的是开式的
架构体系。开式结构舱口盖大致是由以下这些构件所组建而成,分别是:顶板、侧板、横梁、纵梁以及扶强材等[3]。
依照使用者具体的装载状况与使用需求来看,将中间甲板舱口盖设置成埋入式的口盖,也就是将舱口盖的板顶与中间甲板调整到平齐的位置,详情参见图1。中间甲板下部的舱口纵桁腹板实际长度是350mm ,除掉密封橡胶配置所要求的高度,能够确立舱盖的实际架构高度(舱盖顶板和舱盖梁腹板之间的间距)是280mm 。中间甲板舱口水平方向的长度是8,100mm ,除掉密封橡胶所要用到的宽度,以此来确定其具体的所处位置。
图1  典型横剖面节点
在初步确立盖板分块以及盖板主尺寸之后,要求开展其具体位置的测算,以此来确保舱盖开启之后的开合大小能够满足业主的实际装卸的需求。该船船东所要求的货仓实际大
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小尺寸是7,000mm×8,100mm,中间甲板舱口前后两侧横梁的间距控制在9,800mm,所以该工程的收藏长度非常的富余,舱口盖开启之后盖板之间的夹角要尽可能的选择大夹角,就舱盖自重关闭非常的有利。舱盖全部开启之后的收藏高度距离中间甲板是2,198mm,距离上层甲板地面架构之间的距离也比较大,可以实现其具体的操作需求。
(2)构件尺寸的确定
舱口盖结构规划的核心是确立舱口盖构件,这就是上文当中所提及的构件的大小尺寸与材料。结构规划的形式大致可以分成两种,首先就是将我们的计算法标准化,也就是依照船级的相关要求当中提出的相关计算公式来确立构件的大小,而另外一种就是直接计算法,也就是借助有限元计算系统对其有限元模型开展对应的应力以及应变的计算,以此来确立构件的大小。一般的舱口盖架构规划过程当中,以上两种计算形式都会用到。
四、典型布置分析
1.端铰链装置
端铰链装置装配在主动盖板之上,每对盖板上都配置有3组,详情参见图2。在舱盖打开的环节当中,主动盖板顺着端铰链的轴心旋转,借助中间铰链的动力来将从动盖板进行折叠并逐渐打开就位。
图2  端铰链装置
2.滚轮装置
磁化杯
滚轮装置安装在从动盖板的两边,详情参见图3,在此当中盖板左舷装配有凸缘的滚轮,在舱口盖旋转的环节当中有着导向性作用;盖板右舷配置有对应的平滚轮,以此来规避形变的问题出现。
依照上文对舱盖运动环节的受力研究,能够计算得到滚轮在运作环节当中的受理状况。在方案规划最开始的时候,滚轮最大受力可以选用两块盖板质量的33%,之后依照滚轮受力选择适当规格的滚轮。该工程当中的滚轮受力大致是30kN,所用选用直径规格为D200的滚轮。处于对自重下滑的考虑,滚轮的摩擦系数要求越低越好,因此我们才会选择摩擦系数较低的滚子轴承型式。
图3  滚轮装置
五、建造和维护铝壳船的原则
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1.建造过程
在进行铝壳船建造时,需要全面落实防腐措施,这样才能有效的保证船体的防腐工作发挥作用,这样才能有效的减少或者降低船体发生腐蚀现象的概率。此外,还需要在施工过程中,避免出现施工中腐蚀了船体,一旦腐蚀了船体,其后果不堪想象。
在进行施工前,船厂需要遵循专业人员的建议来指导和监督防腐工作,在进行使用前,需要按照设计图纸来进行防腐工艺的编制,这样才能强化防腐效果。铝壳船在下水试验和施工等工作中,需要密切关注防腐工作,避免出现人为因素为施工产生影响。
2.使用维护铝壳船
在船舶的日常维护工作中,船航行归来后需要及时对船体内的积水进行清除,避免由于海水长时间滞留引起腐蚀现象;在潮湿环境中,需要避免异种金属与船体进行直接接触;在钢船或者码头上的钢质材料中,避免其与船体进行直接的接触;全面监测全船腐蚀情况,如果出现问题第一时间内处理,减少对船只带来的影响。对于破损严重的涂层而言,应遵循具体配套方案来修护破损的涂层。
3.修理铝壳船
在修理铝壳船时,首先需要对已经发生锈蚀的位置或者设备修补和更换,保证其性能达到实际要求,并防腐操作与材料在选择过程中,需要与原建造过程中材料的选择保持一致性。一旦发生异常腐蚀现象,则需要对防腐措施进行分析或者对原有的防腐措施进行优化,确保其防腐性能符合要求。对于油漆、牺牲阳极的品牌和规格不得肆意进行更换,一旦发生腐蚀现象需要对其进行及时更换。
在进行防腐修理时,需要在修理工作进行之前对全船进行全面的检查,并且对防腐系统的有效性和完整性进行检查。此外,还可以有针对性制定防腐修理方案,结合具体实际情况来恢复船体。对于船体推进器附近、转角处的涂装工作进行密切的关注,积极的开展防腐修理工作[2]。对于舱内外积水的低洼处、死角和缝隙处需要对还是进行及时的处理,并且确保防腐操作符合要求,完工之后需要对舱内进行全面的检查;最后,船下水之后,需全面测量船体电位,保证电位达到具体要求。
六、结论
在船舶的建造过程中,需要充分的了解铝合金属的性能和防护方法,并且有针对性的进行船只防腐体系的设置,确保防腐措施发挥功效,并且对船只进行定期定时的维护和保养,一旦发现问题及时进行处理。唯有做好各方面工作,才能够确保船只的正常顺利使用。
参考文献
[1] 刘希燕,蒋健明,陈正涛等.铝合金防腐保护研究进展[J].
现代涂料与涂装,2007,(12):97-99.
[2] 杨铁军,李国明,陈珊等.船用铝合金点蚀及阴极保护研
究仁[J].装备环境工程,2010,(02):88.

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