海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶防腐蝕技術(shù)探究
目前,我國的綜合實力不斷提升,科學技術(shù)水平逐 步提高。海洋資源開發(fā)工作的重視程度也不斷增加,這 主要是因為海洋在維護國家安全方面具有重要作用,并 且擁有豐富的資源。此外,我國還出臺并頒布了許多與 海洋開發(fā)相關(guān)的政策,并實施了多項規(guī)定,其核心目的 是確保海洋工程緊跟新時代的發(fā)展步伐。船舶與海洋工 程結(jié)構(gòu)建造工作不容忽視,而在具體的設(shè)計和制造過程 中,需要使用大量的金屬材料。如果沒有做好防腐蝕設(shè) 計工作,就會出現(xiàn)海洋環(huán)境中的腐蝕問題。在這種情況下, 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計工作備受關(guān)注。在實 際維護海洋環(huán)境的過程中,應該大力開發(fā)防銹涂料和防 腐蝕技術(shù),并同時最大限度地發(fā)展海洋工業(yè)。海水中存 在著多種物質(zhì),特別是對金屬產(chǎn)生腐蝕作用的物質(zhì)占比 較大。這就要求船舶與海洋工程能夠高效地應用防銹技 術(shù),有效解決船舶與海洋工程建設(shè)中的腐蝕問題,并防 止阻礙我國海上交通事業(yè)發(fā)展的現(xiàn)象發(fā)生。
一、船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的具體狀態(tài)
深入研究船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容,我們會 發(fā)現(xiàn)存在特定的限制,并會受到結(jié)構(gòu)承載力和強度等因 素的影響。實際上,船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)包括多種類型 的零件。在這些零件的共同作用下,船舶能夠正常運行。然而,在具體的使用過程中,這些零件極易受到受力情 況的影響而磨損,并且長時間的使用會直接影響零件的 強度 [1]。有些零件能夠承受更大的壓力,久而久之,零 件的損傷問題將變得更加嚴重,甚至可能導致構(gòu)件傾斜 加劇并崩潰。針對這些情況,我們應全面認識船舶與海 洋工程結(jié)構(gòu)的幾何與非線性特征,在實際操作過程中應 將其應用于相應的荷載,并盡可能提高給定荷載的水平。同時,我們還需要合理優(yōu)化原有結(jié)構(gòu),結(jié)合構(gòu)件的具體 損傷情況,準確確定極限強度值,并確保結(jié)構(gòu)的完整性 和特定性。
二、海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶防腐蝕技術(shù)應用中的挑戰(zhàn)
2.1 海水中的隱含成分腐蝕性強
將海洋環(huán)境與其他類型的環(huán)境進行對比,我們會發(fā) 現(xiàn)海洋環(huán)境具有惡劣的特點,并且海水中含有許多隱含 成分,如氧氣、鹽分和微生物等。如果沒有意識到這些 物質(zhì)的危害性,就無法及時采取措施進行管控,很容易 產(chǎn)生“溫床腐蝕”問題。這不僅會加劇各種材料的腐蝕 程度,還會導致嚴重的海洋污染問題。此外,海水飛沫 中含有較多的氯化鈉成分,具有強烈的腐蝕性且侵蝕范 圍廣,會對海岸帶百里以內(nèi)的地區(qū)造成侵蝕。船舶在海 上長時間作業(yè),腐蝕問題的發(fā)生概率較高。此外,船舶 在海上作業(yè)的時間也非常長,這會加劇腐蝕問題的嚴重性,埋下安全隱患,并影響船舶的使用效果。
鋼結(jié)構(gòu)是船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)中常見的形式。在實 際劃分海洋工程過程中,我們可以將各種類型的施工環(huán) 境作為劃分依據(jù),包括海泥區(qū)、海水浸沒區(qū)、浪濺區(qū)和 海洋大氣區(qū)。每個區(qū)域海洋工程發(fā)生腐蝕問題的情況都 不同。海泥區(qū)具有土壤鹽分非常高的特點,在海洋工程 作業(yè)期間,腐蝕成分是其中重要的因素。一旦滲透問題 出現(xiàn),就會嚴重影響海洋建筑物的安全性 [2]。海水浸沒 區(qū)與之不同,鋼結(jié)構(gòu)會長時間被海水淹沒,這是腐蝕問 題的重要原因,難以保證結(jié)構(gòu)的安全性符合標準要求。浪濺區(qū)的特征明顯,海水含有養(yǎng)分,鋼結(jié)構(gòu)建筑物難以 避免地會受到海浪和泥沙的破壞。一旦發(fā)生氧化反應, 就會加速腐蝕。海洋大氣區(qū)具有一定的特殊性,如發(fā)生 電解質(zhì)反應的概率非常高,這無疑是引發(fā)腐蝕問題的關(guān) 鍵原因。經(jīng)過深入研究和分析,我們發(fā)現(xiàn)大氣區(qū)中鋼結(jié) 構(gòu)的腐蝕速度更快。海洋工程和船舶本身的結(jié)構(gòu)非常復雜。如果在海洋 中長時間運行,腐蝕問題將變得非常嚴重。一般情況下, 船殼、上層建筑和壓載艙是出現(xiàn)腐蝕問題的主要部位。然而,由于不同部位與海水接觸的時間不同,各個部位 的腐蝕程度存在差異。
2.2 被腐蝕的海洋工程數(shù)量呈現(xiàn)出逐步上漲的趨勢
現(xiàn)階段,我國科學技術(shù)水平不斷提升,人類的生產(chǎn) 活動也在逐步增多,使得能源需求狀況發(fā)生較大變化。海洋中儲存著風能、天然氣、石油等多種資源,我們對 這些能源的需求也越來越高 [3]。為了加大海洋資源開發(fā) 力度,在海洋工程建設(shè)過程中需要充分考慮多個方面的 內(nèi)容,以保證各個環(huán)節(jié)的工作有序進行。目前,海洋工 程結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢,包括混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、 復合材料的海岸工程等。為了提升海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶 的安全性,我們應根據(jù)具體需求,高效地開展研發(fā)性能 優(yōu)良的抗腐蝕材料和技術(shù),從而為提升我國海洋產(chǎn)業(yè)發(fā) 展水平奠定基礎(chǔ)。與其他國家相比,我國具有較長的海 岸線,擁有許多海港和碼頭。在這種情況下,我們應確 保各個方面的基礎(chǔ)建設(shè)有序進行,尤其是不能忽視海洋 資源開發(fā)工作,因為它直接關(guān)聯(lián)著海底管線和運輸行業(yè) 的實際發(fā)展情況。同時,海洋資源開發(fā)也會對一些海洋 工程結(jié)構(gòu)和船舶產(chǎn)生不同程度的腐蝕影響。因此,在實際落實海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶防腐蝕技術(shù) 和材料研發(fā)工作時,應嚴格遵循施工簡單、保障安全、 性能優(yōu)異等多項原則。同時還需要結(jié)合環(huán)境保護和降低 成本等多項原則,既要顯著提高設(shè)備的防腐蝕能力,又 要在確保有足夠資金的前提下解決實際問題。這樣才能為后續(xù)推動我國海洋產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ) [4]。
三、高效應用海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶防腐設(shè)計技術(shù)的方式
海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶長時間處于海洋環(huán)境中,因此 腐蝕是海洋工程發(fā)展過程中需要重點處理的問題。為了 解決這個問題,需要結(jié)合海洋工程的高產(chǎn)出、高附加值、 高風險和高投入特征,制定安全可靠的建設(shè)方案,高效 地應用船舶防腐蝕技術(shù)和材料。這既能提高海洋環(huán)境中 的防腐工作效果,也能減少損失,保障安全,為我國海 上交通事業(yè)的長遠發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
3.1 提高防腐涂層技術(shù)應用效果,對腐蝕成分進行隔絕
為了提升海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶的防腐蝕設(shè)計效果, 需要實際應用防腐蝕技術(shù)。通過仔細分析和研究“防腐 涂層”,我們可以了解到,主要內(nèi)容是將具有防腐功能 的材料涂敷在需要保護的表面上,主要目的是隔離表面 和周圍腐蝕性介質(zhì)。按照標準步驟操作,不僅能形成相 應的保護層,還能提高防腐效果和保護結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定 性。與其他類型的材料相比,防腐涂層具有較強的特殊性, 同時具備良好的電絕緣和隔水性能,在船舶防腐方面的 應用能夠取得顯著效果。此外,防腐涂層在防腐蝕結(jié)構(gòu) 表面的應用價值充分發(fā)揮,不僅形成了良好的附著力, 還可以防止化學破壞,并具備較強的機械強度,對降低 腐蝕問題發(fā)生率有著重要意義。
1)在實際應用防腐涂層技術(shù)過程中,首先需要將涂 料涂抹在被保護結(jié)構(gòu)的表面,形成相應的保護層,以增 強保護面和涂料之間的粘結(jié)力。2)瀝青、環(huán)氧樹脂和聚 烯烴涂層是目前應用較廣的材料,它們能夠有效提升防 腐蝕效果。3)保護層的包扎帶是非常重要的第三層涂料, 它能夠穩(wěn)固地固定保護層,并具有較大的機械強度,有 助于進一步提高保護層的穩(wěn)定性。這樣就能夠避免施工 期間涂層受損和防腐蝕效果差的問題。
完成防腐涂層涂抹操作后,應對保護層進行嚴格檢 測。在耐沖擊性、抗剝離性和電絕緣性等方面的檢測工 作中需要投入充足的時間和精力,只有當各項檢測結(jié)果 符合規(guī)范要求時才能開始使用。對防腐對象材質(zhì)和腐蝕 機理的差異進行分類,可以將防腐材料具體分為鋼結(jié)構(gòu) 和非鋼結(jié)構(gòu) [5]。從鋼結(jié)構(gòu)的角度進行研究,各種類型的 海洋工程設(shè)施,如碼頭鋼鐵設(shè)施和集裝箱輸油管道,都 需要選擇相應的防腐涂料;而非鋼結(jié)構(gòu)實際上指的是混 凝土構(gòu)造物,在充分發(fā)揮應用價值的同時,對混凝土結(jié) 構(gòu)和腐蝕成分進行隔離。無論使用哪種類型的防腐材料, 都需要結(jié)合實際情況進行分析和研究,重點考慮混凝土結(jié)構(gòu)的特征,并制定出具有實用性和有效性的保護方案。
3.2 保證防污涂層發(fā)揮作用,使材料表面滿足光滑和清潔要求
在海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶設(shè)計的防腐蝕過程中,高效 應用防腐技術(shù)時不能忽視防污涂層技術(shù),并確保防污涂 料能夠充分發(fā)揮自身優(yōu)勢。為了有效減少海底微生物附 著的發(fā)生頻率和降低污染程度,需要保持海洋建筑物和 船舶材料表面的清潔和光滑狀態(tài),這有助于提升安全穩(wěn) 定性。可以肯定的是,防污涂料在滿足上述要求的同時, 能夠顯著提升海洋浸水結(jié)構(gòu)的安全性。在實際應用防污 材料時,會在防銹底漆上進行涂抹,以形成一層具有殺 菌作用的表面層,其主要目的是消滅已經(jīng)附著在涂膜上 的海洋生物,以確保防污效果符合預期要求。氧化亞銅和氧化鋅是兩種應用率較高的防污涂料, 在具體應用過程中不僅需要充分考慮其防污性能,還 需要結(jié)合環(huán)境保護要求進行操作。然而,需特別注意 避免使用可能導致污染問題的防污原料 [6]。在海洋工 程和船舶的使用過程中,一定程度上會附著一定數(shù)量 的生物,但具體的附著機理和導致的損失問題的嚴重 程度存在差異。因此,在實際研究中需要投入更多的 時間和精力。通過有效開展這項工作,可以更好地控制 海洋生物與材料的接觸情況,最大限度地減少附著,從 而提高防腐效果。
3.3 提高耐腐材料應用率,強化防腐性能
目前在工程實施階段,主要采用鋼結(jié)構(gòu)材料,但應 注意提高鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性。現(xiàn)階段存在多種類型的鋼 結(jié)構(gòu),其中高分子材料和鈦合金是關(guān)鍵的 2 種類型。在海洋工程建設(shè)過程中,需要選擇性能優(yōu)良的金屬 鋼結(jié)構(gòu),并持續(xù)改進金屬化學成分,合理調(diào)整金屬特性, 以確保鋼材本身的耐腐蝕性符合標準要求。提升耐腐蝕性有多種可選方法,如金屬表面鍍金技 術(shù),具有明顯優(yōu)勢,表現(xiàn)為不易發(fā)生快速腐蝕反應,提 高海洋工程結(jié)構(gòu)的安全性。通常情況下,工程結(jié)構(gòu)和船 舶航行工程是重要的防腐對象,因此需要高效應用鋼結(jié) 構(gòu)和多種類型的復合材料,盡管大部分船舶零件傾向于 使用鋼材料 [7]。經(jīng)過長時間的發(fā)展,涂料既需要具備強 大的功能性,同時還需充分考慮防腐性,以便為未來資 源節(jié)約和水性化創(chuàng)造條件。
3.4 注重運用電化學方式,提高重要構(gòu)件保護效果
鋼結(jié)構(gòu)是海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶建設(shè)過程中應用廣泛的一種結(jié)構(gòu)。在提升耐腐蝕性方面,可以高效運用電化 學保護方式,為進一步提升船舶的保護效果創(chuàng)造條件。在實際操作中,主要采用犧牲陽極和外加電流陰極作為 主要模式,以更高效地實施重要構(gòu)件的保護工作。對于“犧牲陽極”的深入研究發(fā)現(xiàn),其主要原理是 將具有較低電位的金屬與被保護位置相連,放置在相同的 電解質(zhì)環(huán)境中。這種方式對于提高金屬結(jié)構(gòu)的保護效果起 到關(guān)鍵作用,并且不會與海洋物質(zhì)發(fā)生化學反應。此外, 采用這種方法可以避免使用外部電源,從而減少干擾。在 陽極材料發(fā)生反應后,需要確保其處于通電狀態(tài)。而“外 加電流陰極”的原理則是利用被保護材料處于較低電位的 狀態(tài)來實現(xiàn)保護,特別適用于大型部件的保護工作。
四、結(jié)語
近年來我國海上交通事業(yè)發(fā)展速度逐步加快,在海 洋工程結(jié)構(gòu)和船舶防腐蝕設(shè)計方面提出了非常嚴格的要 求。金屬和混凝土是海洋工程結(jié)構(gòu)和船舶使用的重要材 料,不可避免地對海洋環(huán)境造成污染。為了提高海洋資 源的保護效果,需要投入大量時間和精力進行防腐技術(shù) 和材料的研發(fā)與應用工作,以最大程度地提高防腐設(shè)計 的效果,降低成本,并為我國海洋事業(yè)的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造 條件。目前,防腐涂層技術(shù)、防污涂層技術(shù)、耐腐蝕材 料和電化學方式的利用率較高。在實際進行防腐蝕設(shè)計 工作時,應結(jié)合具體情況進行分析,并制定完善的防腐 蝕設(shè)計方案,從而為海洋資源的開發(fā)提供保障。
五、夢能服務(wù)與支持
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