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摘要：船舶由于长期处于盐度较高的海洋环境中，腐蚀极为严重，腐蚀不但能够降低船舶钢结构的强度，缩短船舶寿命，还会增加航行阻力， 降低航速，影响船舶性能和航行安全。因腐蚀导致结构损坏和破坏，财产甚至生命的损失屡见不鲜，可以说船舶腐蚀是影响其寿命的最大的因素之一。
关键词：船舶；海水腐蚀；微生物腐蚀；机理；防护
中图分类号：F426.474
舰船处于海水环境和海洋大气环境之中，其各个结构遭受着不同程度的腐蚀危害。而且如果不采取有效的防护措施，腐蚀会越来越快。人们根据腐蚀原理，将舰船的腐蚀分为了化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。海洋中的舰船多发生电化学腐蚀，由于舰船水线一下部分，长期受到海水的直接作用，腐蚀最为严重。
1.船舶的腐蚀类型
在海洋环境中，船舶腐蚀主要有电化学腐蚀、微生物腐蚀、机械作用腐蚀和化学腐蚀等，最为主要的是电化学腐蚀，而微生物腐蚀越来越受到重视，成为研
究热点。
1.1电化学腐蚀
电化学腐蝕主要有海水中的腐蚀、大气腐蚀、电偶腐蚀、微电极腐蚀和涂膜下的腐蚀。电化学腐蚀机理是原电池作用的结果。微生物腐蚀机理主要有阴极去极化理论、局部电池机理、代谢产物腐蚀机理、酸腐蚀机理和阳极固定机理。
1.2微生物腐蚀
由微生物生命活动引起或促进的船体材料的腐蚀称为微生物腐蚀。目前海洋微生物约有1500多种，在船舶上已发现和钢铁腐蚀有关的微生物腐蚀主要有硫酸盐还原菌、铁细菌、氧化硫杆菌等。
2.海水及海洋大气对船舶腐蚀的影响因素
2.1盐度
盐度是指100克海水中溶解的固体盐类物质的总克数。一般在相通的海洋中总盐度和各种盐的相对比例并无明显改变，在公海的表层海水中，其盐度范围为3.20%～3.75%，海水的盐度波动却直接影响到海水的比电导率，比电导率又是影响船体腐蚀速度的一个重要因素，同时因海水中含有大量的氯离子，破坏船体的钝化，所以很多船体在海水中遭到严重腐蚀。
2.2 含氧量
海水腐蚀是以阴极氧去极化控制为主的腐蚀过程。海水中的含氧量是影响船舶腐蚀性的重要因素。氧在海水中的溶解度主要取决于海水的盐度和温度，随海水盐度增加或温度升高，氧的溶解度降低。如果完全除去海水中的氧，船体是不会腐蚀的。对碳钢、低合金钢和铸铁等，含氧量增加，则阴极过程加速，使船体腐蚀速度增加。
2.3 CO2、碳酸盐的影响
海水中的CO2主要以碳酸盐和碳酸氢盐的形式存在，并以碳酸氢盐为主。CO2气体在海水中的溶解度随温度、盐度的升高而降低，随大气中CO2气体分压的升高而升高。海水中的碳酸盐对船舶腐蚀过程有重要影响。碳酸盐通过pH值的增大，在船体表面沉积形成不溶的保护层，从而对腐船体蚀过程起抑制作用。
2.4 温度的影响
海水的温度随着时间、空间上的差异会在一个比较大的范围变化。从两极到赤道，表层海水温度可由0℃增加到35℃，海底水温可接近0℃，表层海水温度还随季节而呈周期性变化。温度对海水腐蚀的影响是复杂的。从动力学方面考虑，温度升高，会加速船体的腐蚀。另一方面，海水温度升高，海水中氧的溶解度降低，同时促进保护性碳酸盐的生成，这又会减缓钢在海水中的腐蚀。但在正常海水含氧量下，温度是影响腐蚀的主要因素。这是因为含氧量足够高时，控制阴极反应速度的是氧的扩散速度，而不是含氧量。对于在海水中钝化的船体，温度升高，钝化膜稳定性下降，点蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀的敏感性增加。
2.5 海水流速的影响
海水腐蚀是借助氧去极化而进行的阴极控制过程，并且主要受氧的扩散速度的控制，海水流速和波浪由于改变了供氧条件，必然对腐蚀产生重要影响。另一方面，海水对船体表面有冲蚀作用，当流速超过某一临界流速wc时，船体表面的腐蚀产物膜被冲刷掉，船体表面同时受到磨损，这种腐蚀与磨损联合作用，使钢的腐蚀速度急剧增加。对于在海水中能钝化的船体，如不锈钢、铝合金、钛合金等，海水流速增加会促进其钝化，可提高耐蚀性。
2.6 海生物的影响
海生物在大多数情况下是加大腐蚀的，尤其是局部腐蚀。海水中叶绿素植物可使海水中含氧量增加，海生物放出的CO2使周围海水酸性加大，海生物死亡、腐烂可产生酸性物质和H2S，这些都可使腐蚀加速。此外，有些海生物会破坏船体表面的油漆或镀层，有些微生物本身对船舶就有腐蚀作用。
2.7 干湿交替的影响
暴露于海洋大气环境下的船体材料表面常常处于干湿交替变化的状态中，干湿交替导致船体表面盐浓度较高从而影响船体材料的腐蚀速率干湿交替变化的频率受到多种因素的影响。另外降雨、风速对船体表面液膜的干湿交替频率也有一定的影响。在海洋大气区船体表面常会有真菌和霉菌沉积，这样由于它保持了表面的水分而影响干湿交替的频率从而增强了环境的腐蚀性。
2.8光照条件
光照条件是影响材料海洋大气腐蚀的重要因素。光照会促进铜及铁船体表面的光敏腐蚀反应及真菌类生物的生物活性，这就为湿气和尘埃在船体表面贮存并腐蚀提供更大的可能性。在热带地区船体受到日光的强烈照射，同时珊瑚粉尘和海盐混合在一起使船体的腐蚀极为严重。另外，海洋大气中的材料背阳面比朝阳面腐蚀更快。这是因为与朝向太阳的一面相比，背向太阳面的船体材料尽管避开太阳光直射、温度较低，但其表面尘埃和空气中的海盐及污染物未被及时冲洗掉，湿润程度更高使腐蚀更为严重。
3.船舶防腐措施
船舶的防腐措施主要是防海水腐蚀和防微生物腐蚀。其中，可以采用多中方法防止各种腐蚀的发生，将损失和危害降低到最小。
3.1防腐蚀涂料技术
采用合适的船舶涂料，以正确的工艺技术，使其覆盖在船舶的各个部位，形成一层完整、致密的涂层，使船舶各部位的钢铁表面与外界腐蚀环境相隔离，以防止船舶腐蚀的措施，称之为船舶的涂层保护。
3.2阴极保护技术
对于船舶中与海水直接接触的部位，采用比钢铁的电。极电位更负的船体或合金与钢铁船体电性连接，使其在整体上成为阴极；或给钢铁船体不断地加上一个与钢铁腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电，同样可使其在整体上成为阴极且得到极化，便可使钢铁船体免受腐蚀，即得到保护，对于这样的保护措施，称为船舶的阴极保护。对于船舶的阴极保护来说，主要有牺牲阳极保护和外加电流保护两种：（1）牺牲阳极保护技术；（2）外加电流保护技术
3.3船舶防微生物腐蚀的措施
根据微生物的生理特性、腐蚀活动规律和作用对象等因素，可采取下列措施：
使用杀菌剂或抑菌剂学方法；改变环境条件彻底抑制其生长；覆盖保护层；电化学方法杀菌，将电位控制在-0.950V以下才能有效防止硫酸盐还原菌的腐蚀。
4.结语
船舶的腐蚀问题日益受到人们和有关部门的关注，研究人员对船舶的腐蚀机理和防腐措施进行了大量的研究。相信随着科学技术的发展和研究的深入，人类对腐蚀机理的更深刻的认识，防腐技术的持续发展，船舶的防腐问题会逐步的得到更好的预防和控制，对世界航海业的发展起到促进作用。
参考文献：
[1]马青华，周建奇，杨青松.系泊码头海船水下船体腐蚀与防护[J].中国修船.2010，23（5）.
[2]许友林，姚智刚，张汝政.船体防腐蚀技术应用及发展趋势[C].真空技术与表面工程第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集.
[3]姜信德，李言涛，杜芳林.海底管线腐蚀与防护的研究进[J].材料保护.2010，43（4）.
关键词：船舶；海水腐蚀；微生物腐蚀；机理；防护
中图分类号：F426.474
舰船处于海水环境和海洋大气环境之中，其各个结构遭受着不同程度的腐蚀危害。而且如果不采取有效的防护措施，腐蚀会越来越快。人们根据腐蚀原理，将舰船的腐蚀分为了化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。海洋中的舰船多发生电化学腐蚀，由于舰船水线一下部分，长期受到海水的直接作用，腐蚀最为严重。
1.船舶的腐蚀类型
在海洋环境中，船舶腐蚀主要有电化学腐蚀、微生物腐蚀、机械作用腐蚀和化学腐蚀等，最为主要的是电化学腐蚀，而微生物腐蚀越来越受到重视，成为研
究热点。
1.1电化学腐蚀
电化学腐蝕主要有海水中的腐蚀、大气腐蚀、电偶腐蚀、微电极腐蚀和涂膜下的腐蚀。电化学腐蚀机理是原电池作用的结果。微生物腐蚀机理主要有阴极去极化理论、局部电池机理、代谢产物腐蚀机理、酸腐蚀机理和阳极固定机理。
1.2微生物腐蚀
由微生物生命活动引起或促进的船体材料的腐蚀称为微生物腐蚀。目前海洋微生物约有1500多种，在船舶上已发现和钢铁腐蚀有关的微生物腐蚀主要有硫酸盐还原菌、铁细菌、氧化硫杆菌等。
2.海水及海洋大气对船舶腐蚀的影响因素
2.1盐度
盐度是指100克海水中溶解的固体盐类物质的总克数。一般在相通的海洋中总盐度和各种盐的相对比例并无明显改变，在公海的表层海水中，其盐度范围为3.20%～3.75%，海水的盐度波动却直接影响到海水的比电导率，比电导率又是影响船体腐蚀速度的一个重要因素，同时因海水中含有大量的氯离子，破坏船体的钝化，所以很多船体在海水中遭到严重腐蚀。
2.2 含氧量
海水腐蚀是以阴极氧去极化控制为主的腐蚀过程。海水中的含氧量是影响船舶腐蚀性的重要因素。氧在海水中的溶解度主要取决于海水的盐度和温度，随海水盐度增加或温度升高，氧的溶解度降低。如果完全除去海水中的氧，船体是不会腐蚀的。对碳钢、低合金钢和铸铁等，含氧量增加，则阴极过程加速，使船体腐蚀速度增加。
2.3 CO2、碳酸盐的影响
海水中的CO2主要以碳酸盐和碳酸氢盐的形式存在，并以碳酸氢盐为主。CO2气体在海水中的溶解度随温度、盐度的升高而降低，随大气中CO2气体分压的升高而升高。海水中的碳酸盐对船舶腐蚀过程有重要影响。碳酸盐通过pH值的增大，在船体表面沉积形成不溶的保护层，从而对腐船体蚀过程起抑制作用。
2.4 温度的影响
海水的温度随着时间、空间上的差异会在一个比较大的范围变化。从两极到赤道，表层海水温度可由0℃增加到35℃，海底水温可接近0℃，表层海水温度还随季节而呈周期性变化。温度对海水腐蚀的影响是复杂的。从动力学方面考虑，温度升高，会加速船体的腐蚀。另一方面，海水温度升高，海水中氧的溶解度降低，同时促进保护性碳酸盐的生成，这又会减缓钢在海水中的腐蚀。但在正常海水含氧量下，温度是影响腐蚀的主要因素。这是因为含氧量足够高时，控制阴极反应速度的是氧的扩散速度，而不是含氧量。对于在海水中钝化的船体，温度升高，钝化膜稳定性下降，点蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀的敏感性增加。
2.5 海水流速的影响
海水腐蚀是借助氧去极化而进行的阴极控制过程，并且主要受氧的扩散速度的控制，海水流速和波浪由于改变了供氧条件，必然对腐蚀产生重要影响。另一方面，海水对船体表面有冲蚀作用，当流速超过某一临界流速wc时，船体表面的腐蚀产物膜被冲刷掉，船体表面同时受到磨损，这种腐蚀与磨损联合作用，使钢的腐蚀速度急剧增加。对于在海水中能钝化的船体，如不锈钢、铝合金、钛合金等，海水流速增加会促进其钝化，可提高耐蚀性。
2.6 海生物的影响
海生物在大多数情况下是加大腐蚀的，尤其是局部腐蚀。海水中叶绿素植物可使海水中含氧量增加，海生物放出的CO2使周围海水酸性加大，海生物死亡、腐烂可产生酸性物质和H2S，这些都可使腐蚀加速。此外，有些海生物会破坏船体表面的油漆或镀层，有些微生物本身对船舶就有腐蚀作用。
2.7 干湿交替的影响
暴露于海洋大气环境下的船体材料表面常常处于干湿交替变化的状态中，干湿交替导致船体表面盐浓度较高从而影响船体材料的腐蚀速率干湿交替变化的频率受到多种因素的影响。另外降雨、风速对船体表面液膜的干湿交替频率也有一定的影响。在海洋大气区船体表面常会有真菌和霉菌沉积，这样由于它保持了表面的水分而影响干湿交替的频率从而增强了环境的腐蚀性。
2.8光照条件
光照条件是影响材料海洋大气腐蚀的重要因素。光照会促进铜及铁船体表面的光敏腐蚀反应及真菌类生物的生物活性，这就为湿气和尘埃在船体表面贮存并腐蚀提供更大的可能性。在热带地区船体受到日光的强烈照射，同时珊瑚粉尘和海盐混合在一起使船体的腐蚀极为严重。另外，海洋大气中的材料背阳面比朝阳面腐蚀更快。这是因为与朝向太阳的一面相比，背向太阳面的船体材料尽管避开太阳光直射、温度较低，但其表面尘埃和空气中的海盐及污染物未被及时冲洗掉，湿润程度更高使腐蚀更为严重。
3.船舶防腐措施
船舶的防腐措施主要是防海水腐蚀和防微生物腐蚀。其中，可以采用多中方法防止各种腐蚀的发生，将损失和危害降低到最小。
3.1防腐蚀涂料技术
采用合适的船舶涂料，以正确的工艺技术，使其覆盖在船舶的各个部位，形成一层完整、致密的涂层，使船舶各部位的钢铁表面与外界腐蚀环境相隔离，以防止船舶腐蚀的措施，称之为船舶的涂层保护。
3.2阴极保护技术
对于船舶中与海水直接接触的部位，采用比钢铁的电。极电位更负的船体或合金与钢铁船体电性连接，使其在整体上成为阴极；或给钢铁船体不断地加上一个与钢铁腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电，同样可使其在整体上成为阴极且得到极化，便可使钢铁船体免受腐蚀，即得到保护，对于这样的保护措施，称为船舶的阴极保护。对于船舶的阴极保护来说，主要有牺牲阳极保护和外加电流保护两种：（1）牺牲阳极保护技术；（2）外加电流保护技术
3.3船舶防微生物腐蚀的措施
根据微生物的生理特性、腐蚀活动规律和作用对象等因素，可采取下列措施：
使用杀菌剂或抑菌剂学方法；改变环境条件彻底抑制其生长；覆盖保护层；电化学方法杀菌，将电位控制在-0.950V以下才能有效防止硫酸盐还原菌的腐蚀。
4.结语
船舶的腐蚀问题日益受到人们和有关部门的关注，研究人员对船舶的腐蚀机理和防腐措施进行了大量的研究。相信随着科学技术的发展和研究的深入，人类对腐蚀机理的更深刻的认识，防腐技术的持续发展，船舶的防腐问题会逐步的得到更好的预防和控制，对世界航海业的发展起到促进作用。
参考文献：
[1]马青华，周建奇，杨青松.系泊码头海船水下船体腐蚀与防护[J].中国修船.2010，23（5）.
[2]许友林，姚智刚，张汝政.船体防腐蚀技术应用及发展趋势[C].真空技术与表面工程第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集.
[3]姜信德，李言涛，杜芳林.海底管线腐蚀与防护的研究进[J].材料保护.2010，43（4）.