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新聞動態

亞大豐暉 海水全浸區鋼鐵的防腐蝕技術研究進展【鋼結構防腐】

發布時間:2023-12-19

海水全浸區為海底泥土之上海水低潮線以下的常年海水覆蓋區,海水的平均NaCl質量分數為3.5%,是一種天然的具有強腐蝕性的介質,很多海洋工程及裝備由于海水的腐蝕而被損壞,嚴重影響海洋工程及裝備的服役壽命,海洋工程用鋼防腐蝕技術的研究一直備受腐蝕工作者的廣泛關注。分析了海水全浸區鋼鐵腐蝕的腐蝕機理和影響因素,針對目前海水全浸區鋼鐵腐蝕常用的涂層防護技術、海洋生物防污技術、犧牲陽極陰極保護技術、外加電流陰極保護技術和選用耐海水腐蝕鋼5種技術進行了總結概括,闡述了各類防腐蝕技術的創新性研究成果,包括采用了合成材料、納米填料和超疏水表面的新型涂層防護技術,實現了仿生功能和超光滑表面的海洋生物防污技術,具有高耐蝕性能的犧牲陽極材料,選用經過表面氧化處理和表面激光蝕刻的耐海水腐蝕鋼等。分析了5種防腐蝕技術在海水全浸區使用的優缺點,提出單一防腐蝕技術在海水全浸區對鋼鐵材料難以實現長期保護。最后,基于當前各類防腐蝕技術的研究現狀,對未來關于海水全浸區鋼鐵防腐蝕技術的研究方向進行了展望,整合各類防腐蝕技術,優勢互補,實施聯合防護,實現海水全浸區鋼鐵的長效防腐,開發新型防腐材料和新型防腐蝕技術,以期為海洋環境中鋼鐵防腐蝕技術的研究與設計提供思路。

隨著中國海洋工程建設的快速發展,大量的鋼鐵材料應用于海上的各類工程建設,但海洋是一個復雜的環境體系,海水中除了含有鈉、鎂、鉀、溴、碘等元素的鹽類外,還溶解有氧氣、二氧化碳等多種氣體,其中氧氣是海洋環境下金屬構件腐蝕的主要原因。海水溫度還具有周期性變化的特點,隨著海水溫度的上升,鋼鐵等金屬制品的腐蝕也會更加嚴重,除此之外,海水中的微量元素和營養物質也給海洋中的污損生物帶來了良好的繁衍環境,污損生物的表面附著進一步增加了鋼鐵等金屬制品發生腐蝕的風險,從而導致鋼鐵構件力學性能的下降,各類裝備在海洋中的服役壽命和安全運行受到影響,給海洋工程帶來巨大的經濟損失。為了確保海工設備使用的鋼鐵材料在整個使用周期中的安全運行,需要更可靠、更持久的防腐蝕技術。

雖然腐蝕是一個不可避免的過程,但針對海洋工程裝備所用鋼鐵材料的腐蝕問題,可以通過使用涂層技術、生物防污技術、陰極保護技術及耐海水腐蝕鋼等技術在一定程度上減緩腐蝕。本文對近幾年來海洋環境鋼鐵的防腐蝕技術研究成果進行了系統的總結和分析,介紹了各種防腐蝕技術的優缺點,并對如何有效提高海洋環境鋼鐵的防腐蝕設計水平和防腐蝕效果進行了探討,旨在為開展海洋工程鋼結構的防腐蝕設計和有效提高海洋工程鋼結構的防腐蝕水平提供參考。

目前廣泛使用的幾類防腐蝕技術因海洋環境、材料性能、自身優缺點等因素而無法實現長期防腐的目標,需要不間斷的維修保養,耗費大量人力物力。未來防腐蝕技術想要朝著超長壽命方向發展,需要總結幾類防腐蝕技術的優缺點,將防腐蝕技術進行整合,實現優勢互補。陰極保護技術和涂層防護技術的結合、外加電流和犧牲陽極法的雙重防護等聯合方式,相比單一的防腐蝕技術,各類技術的聯合防護能夠對鋼鐵材料實現更加長效的保護,同時也降低了對單一防腐蝕技術的嚴苛要求。除了各類防腐蝕技術的整合以外,積極開發和使用各類防腐材料,結合實際需求創新開發出新型防腐蝕技術和方法仍然在不斷推進中,進而降低海洋工程的建造和維護成本,有效推動海洋事業發展,為社會發展和經濟價值的提升作出更大貢獻。

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