• 涂層在船東腐蝕策略及船舶服役期中扮演著核心角色

    2020-10-22 00:59:47 hualin 6

    船東有話講:涂層在船東腐蝕策略及船舶服役期中扮演著核心角色

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    海水中含有大量的溶解鹽,因此對鋼鐵具有很強的腐蝕性,處于海洋環境中或其附近的基礎設施和資產特別容易受到腐蝕。隨著腐蝕解決方案的大力開發與行業實施,緩解海洋環境腐蝕仍在持續推進,這其中就包括使用高質量的涂層系統,防止資產發生腐蝕問題。


    以下采訪問答由NACE國際兩位會員提供,他們分別是雪佛龍航運公司的結構和腐蝕工程師Johnny Eliasson、思多而特郵輪公司的涂層和材料專家Massimo Rubesa。兩位就影響貨輪特別是油輪的腐蝕挑戰,分享了自己的見解以及對此的解決方案。


    問:油輪上可能會遇到哪些類型的腐蝕問題?


    答:我們在化學品油輪上發現最常見的幾種腐蝕有:均勻腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、電蝕和微生物腐蝕。你能想象到任何一種生活中發生的腐蝕,在船上都有。船上有整座城市里出現的每一種腐蝕,只是速度更快、情況更為嚴重。


    問:是否由于服役環境或裝載貨物的原因,一些油輪比其他更容易受到腐蝕?


    答:是的,很多因素都會造成油輪的腐蝕。油輪常見的裝載貨物約有1000種,其中一些比其他貨物更具侵蝕性。舉個例子來說,化學品油輪常常運載一些腐蝕性很強的貨物,如硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)和硝酸(HNO3),而其他貨物,如原油,則沒有那么強的腐蝕性。此外,一些貨物由于受熱,也會造成許多種腐蝕。


    問:油輪上是否某些區域出現的腐蝕可能比其他區域的更嚴重?


    答:由于裝載貨物中有會引起腐蝕的材料、貨艙和壓載艙因此特別容易受到腐蝕。如前所述,貨艙中運輸的材料造成腐蝕。而就壓載艙而言,它對船舶的服役期至關重要,不斷地經歷排空和海水重新填入這個過程,這就加快了腐蝕速率。溫度的變化同樣也會產生影響。船舶上的污水箱也可能會有腐蝕,所處環境具有侵蝕性,其中就有細菌的存在。微生物產生的酸性物質會侵蝕水箱壁。


    主甲板雖然不像壓載艙和貨艙那樣容易受到腐蝕,但也會有腐蝕出現。由于含鹽空氣和海水的共同作用,船上一般環境的腐蝕性很強。此外,整個主甲板,包括安裝在上面的所有管道和支架,每晚都會被含鹽的露水覆蓋,而露水中含有引起腐蝕的氯離子。然后再加上白天熱量使得溫度升高,腐蝕的能力就更強了。


    問:解決腐蝕問題的策略是?


    答:首要的策略是做到對船舶的預期服役時長心中有數。通常情況下,船舶的設計服役期限是以最低成本滿足25年。在設計階段,會做出分析來決定是投資成本較高的材料以降低維護成本,還是先使用更經濟的材料、再對整個服役期間較高的維護成本有所規劃,確定最能盈利的一個。這一策略解決了船舶從始至終的服役問題。確定初始建造成本后,預期情況及其成本會隨時間變化逐漸清晰。然后選擇最經濟的方法保證船舶得以順利使用25年。這一方法需要合理的經濟政策、并對可能產生的情況做出合理預測。


    材料選擇是解決腐蝕問題的一種策略。船舶設計階段就應考慮到腐蝕控制問題。例如,油輪的甲板上可安裝約3公里長(2英里)的管道,通常是由不銹鋼(SS)構成的。不過,SS對船舶的支架和構架上使用的碳鋼(CS)來說是陰極,這意味著CS作為SS管道的陽極,會先發生腐蝕來保護SS管道。理想情況下,管道材料應該這樣設計,使得從陰極(SS)到陽極(CS) 的電流密度降低,防止船舶甲板腐蝕。涂層是非常好的電阻,在思多而特郵輪公司的船上,SS都有涂層來降低電流密度。CS支架和構架也要進行涂層,以保護它們免受腐蝕環境的影響。


    使用高質量的涂層系統是對抗船舶腐蝕的另一策略。主甲板采用高級組合式復合涂層系統進行保護。首先是富鋅底漆, 然后是以鋁粉顏料為第二層的環氧涂層,再之后是聚氨酯(PUR)涂層的面漆。富鋅底漆的作用是為了增強附著力,使涂料能夠附著在金屬表面。環氧涂層起到保護金屬表面的屏障作用,并減少水、氯化物和其他污染物進入金屬表面而引起腐蝕問題。PUR面漆起到防曬作用,保護環氧不受紫外線的影響。否則,環氧涂層將粉化出現材料問題。PUR是有色的, 也為甲板提供了美觀的表面。


    帶有鋁粉顏料的環氧涂層也被用來保護壓載艙。雖然國際海事組織(IMO)的防護涂料性能標準目標比較具體,即海水壓載艙涂層的目標服役期限為15年,但思多而特郵輪公司的目標是超越上述標準,要滿足壓載艙25年的服役期限。為此,公司采用這樣兩層的環氧涂層系統來保護CS壓載艙。


    由于大多數貨艙均由SS建造,它們通常是沒有涂層的。但也有些是CS建造的。在這種情況下,思多而特郵輪公司為其配備了三層環氧酚醛涂層系統,包括底漆、中涂漆和面漆,每層的干膜厚度(DFT)為100微米(4密耳);三層環氧異氰酸酯涂層系統,每層的DFT為90微米(3. 5密耳);一層硅酸鋅涂層,DFT為80微米(3密耳);或兩層環硅環氧涂層系統,DFT為 150微米(6密耳)。


    問:在緩蝕方面是否有用一些特別的行業標準?這些標準對緩蝕有什么幫助?


    答:現有的腐蝕行業標準為船舶規劃和建造階段的防腐設計提供了指南,也提出了在船舶整個服役期間維護防腐系統 所應遵循的條款。這方面使用的標準有很多。例如,涂層維護標準涵蓋了表面處理、涂料施工、涂裝檢驗以及如何確定涂層劣化等方面。這些標準明確了要求的內容,使參與船舶建造和維護的各方對相關要求都能有所理解。最常用的標準是 ISO 8501的4個部分,如“油漆及其相關刷涂前的鋼基材準備--表面清潔度目測評估”,以及ISO 4628的多個部分,如“油漆和清漆--評估涂層的劣化--缺陷的指定數量和大小以及外觀均勻變化的強度”。沒有標準,就無法完成船舶的建造和維護。


    問:您對涂層系統在施工、性能、服役期限和投資回報方面的期望是什么?


    答:預期或期望的涂層服役期限會根據涂層在船舶區域的分布而有所不同。我們遵循涂層不同條件要求的維護規定和準則。而且,根據船舶區域的不同,適用的規定和準則在滿足要求方面也會有所不同。在某些區域,為保持指定的涂層狀況可能需要比其他區域投入更多的工作。


    在海上與腐蝕做斗爭時雖然需要考慮船舶設計和維護的許多方面,但仍有許多工具和技術可以幫助海事行業經濟地實現船舶的理想服役期限。思多而特郵輪公司的策略是:以“看到生銹就去處理生銹 ”的理念積極維護其船舶涂層,而不是等到涂層退化成為問題時才進行維護。

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