众所周知，海水是含盐浓度极高的电解质溶液，是一种腐蚀性较强的天然腐蚀剂。船舶终年漂泊于海上，受到海水的腐蚀无法避免。船舶海水管道是船舶推进保障系统、发电机组保障系统和辅助系统的重要组成部分，其用途广泛，承担着冷却主辅机、消防、压载、清洗等任务，对于保证船舶动力装置、辅助机械和设备的正常工作具有重要的作用中国机械网okmao.com。大多数海水管道处于潮湿、高温的恶劣环境中，安装布置空间狭小，维修保养困难。
管道使用的管材多为金属，其必然面临腐蚀问题。在船舶上，管道的腐蚀和由腐蚀而带来的设备损坏，轻者造成生活不便，重者影响船舶的在航率，甚至影响到船上人员和整船的安全。一项由英国海洋工程营运公司所作的失效分析表明：在所有设施失效的事例中，33% 由腐蚀所造成。一直以来船舶的设计和建造各方不懈地研究并采用各种方式方法来减轻或避免腐蚀，取得了一定的成效。
1 海水管道的腐蚀机理
通过多年来对船舶的海水管道（主要是冷却海水管道）的观察，笔者发现海水管道经常在以下几个位置出现腐蚀问题：管道的拐角处、海底门处、泵的出口处、低温水冷却器海水管出口处。刚开始时出现滴水现象，然后随着压力的变化，泄露口开始变大，如果没能及时发现，将导致严重后果。由于海水的温度、溶氧量、海水流速及海生物等诸多因素的变化，其腐蚀机理也较单一的腐蚀介质（如盐水等）引起的腐蚀复杂得多。海水管道常见的腐蚀形式及其腐蚀机理如下：
（1） 接触腐蚀。2 种不同金属在导电介质，如海水电解质中直接接触时形成的宏观电池腐蚀，或金属本身的不均匀性，产生无数个微电池，在微电池中的阳极区产生电化学腐蚀。
（2） 冲击腐蚀。指金属表面受到电化学腐蚀，同时还受到流体冲击作用而遭到破坏的腐蚀现象。
（3） 应力腐蚀。金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下的破坏，是一种危险的腐蚀形态。裂缝形态有沿晶界扩展和穿晶破裂或其混合型。
（4） 空泡腐蚀。指流体高速流动，产生紊流，在物体内负压区产生的气泡受到压缩，并在高内压下破裂，对周围金属产生连续激烈的锤击，并与其它腐蚀共同作用导致管道损坏，即以空泡的机械破坏为主，其它腐蚀为辅的综合腐蚀类型。此外，还有晶界腐蚀、选择腐蚀、氢腐蚀、脱层腐蚀等。
2 海水管道的腐蚀因素
2.1 管道材质
管道材质的耐蚀性是影响海水管道腐蚀破坏的主要因素，也是管道的固有特性。常用的海水管道材料耐蚀性递增顺序为：钢、镀锌钢、铝黄铜、铜镍合金、70-30 铜镍合金。不同金属材质在静水中的腐蚀速度如表1 所示。
金属在静水中的腐蚀速度
2.2 腐蚀环境
在使用期间，船舶海水管道遭受流动海水的冲刷作用；在关闭期间遭受海水侵蚀或潮湿海洋大气的作用。经常停泊于淡水港内或内河港内的船舶管道，由于易遭有机物质的沉积和受污染的海水或者河水的作用，不仅遭受沉积腐蚀的可能性增加，而且可能导致硫酸盐还原菌腐蚀，加速管道的破损。南海或赴南海使用较长时间的舰船，其管道腐蚀发生的时间早，产生的问题也严重。这是因为南海的海水和大气温度高，且气候变化交变。随着海水温度上升，海水中氧的溶解度降低，导电率增加，金属的稳定电位向负方向移动，导致金属的腐蚀电流增加，腐蚀速度加快。
2.3 海水流速
管道使用时，海水在管内流动，流速越高，越容易发生紊流，尤其是含盐量及含砂量高的海水，会加剧管道的磨蚀和腐蚀：其一，对钢管内壁形成较大的冲刷作用力，会冲刷掉金属表面的各种保护膜；其二，使空气中的氧扩散到金属表面的流速加快，管壁处的氧供应量得到充分保证，因而氧的去极化作用一直处于高峰状态，加剧了电化学腐蚀；其三，海水流速超过一定极限后，与海水接触的管道表面不断有空气泡或蒸汽泡形成和破灭，其冲击压力很大，形成气蚀，加剧电化学腐蚀。总之，海水流速越大，管道腐蚀也就越严重，腐蚀速度与静止状态相比，显著增加。在不同海水流速下，常用金属的空泡腐蚀程度如表2 所示。当海水流速达到或超过一定范围时，冲击和空泡腐蚀将加剧。
表2 在不同海水流速下，常用金属的最大可能腐蚀速度（μm/a）
在不同海水流速下，常用金属的最大可能腐蚀速度
注：空白处表示缺乏分析资料。
2.4 气蚀
船舶海水管道由于海水的扩散、旋涡、流道过窄及振动，在流体中形成低压区，在金属管壁与海水的界面上，由于无数气泡的不断破裂，使管壁产生机械损伤而形成气蚀。由于气蚀的存在，管壁产生了马蜂窝状的麻孔。
2.5 管道构型及布置
管道构型是影响海水管道腐蚀的重要因素。流体容易紊乱的部位，如分流处、汇流处、弯管处、管径变化处等最易发生冲击腐蚀。在同样海水流速下，直管部位可能只遭受全面均匀腐蚀，而在上述部位会发生明显的马蹄形蚀坑或管壁明显变薄。海水流到这些部位，容易发生紊乱，对管材内壁造成较大的冲击，使得管子连接处出现形状不太规则的凹坑或管壁变薄的现象，这些部位容易出现局部腐蚀。在弯头处，除通常的水流、沙石冲击外，还存在“空泡”引起的腐蚀。含沙百分之一的海水以每秒米的流速连续冲刷涂覆弯头，6 个月后即可磨光100 μm 涂覆层。船舶海水管道的连接方式严重影响海水管道的腐蚀：管道连接之间的缝隙处易因缝隙腐蚀而破损；管道连接处的下段易形成湍流而破损；异金属连接也影响海水管道的腐蚀，如纯铜管与装有铜镍合金管道的冷凝器连接时，会加速管道腐蚀。管道一般采用法兰连接，焊接处焊缝要进行特殊处理，否则会加重腐蚀。
2.6 海生物的影响
海生物的影响：一是使水层中含氧量增大；二是海生物活动中放出CO2 或残余的海生物分解出H2S，从而使周围海水酸化，二者都导致海水管道腐蚀速度加快。海水温度上升又使海水中微生物增多，进一步加速了管道的腐蚀。不同的金属和合金在海水中被海生物污染的程度不同，铜及其合金被海生物沾污的速度比钢被海生物沾污的速度要小得多。
2.7 管道的维护保养
管道的腐蚀速度与船员的维护保养密切相关。船员的维护保养技术较差是影响腐蚀的重要因素，在海水管道腐蚀初期，不采取任何防腐措施，放任管道腐蚀，将造成严重后果。
3 防腐措施
海水管道的防腐蚀是个综合性问题，应综合考虑以下几方面内容。
3.1 合理选材
选用海水管道材料时，应首先注意到各种管材的最大允许流速值，如表3 所示。
各管材的最大允许流速
对于受流动海水作用较小的管道来说，最大允许流速可适当提高，纯铜可以为1.5 m/s，90-10 铜镍合金和镀锌钢可为4 m/s。对于受流动海水作用时间少于500 h 的管道来说，通常无最大允许流速的规定。最大允许流速系指正常水流的稳流状态下的流速，当水流特别平稳时可提高30%，当水流特别紊乱时，应降低3%。以B10 镍铜为例，英国舰船轮机规范提出了最大流速的限制值（见表4）。
B10 镍铜管最大允许流速
B10 镍铜管应注意以下几点：
（1） 选用B10 镍铜管作为海水管道材料，应按现行国际通用的规格系列进行选择，尽量避免系列外规格。
（2） 应控制B10 镍铜管的流速，尤其应考虑带泥沙等杂质的海水和过滤管道的影响。
（3） B10 镍铜管与配件宜采用手工氩弧对接焊连接。
（4） 为了使B10 镍铜管在海水中能形成完整的保护片腐蚀产物膜，确保其预期使用寿命，B10 镍铜管与配件在对接焊前，一定要清除管端的油污，一则保证焊接质量，二则避免管内局部碳膜的形成。
（5） B10 镍铜管道系统在首次接触海水后，应让海水经常不定期流动（在清洁海水中，以大于1 m/s 的流速在管内流动1 星期或30 d），防止因沉积而引起局部保护膜的破坏，导致点蚀发生，从而在B10 镍铜管内表面上形成完整的保护膜。
3.2 合理设计
尽可能采用直管系和标准化的管子构件，少用套管方式连接，禁止使用卷边的法兰连接。
（1） 每一条管道线路都应沿着最短路线通过，尽量少用弯管，弯管半径应统一，弯管段间的直管段长度应不小于1.5~2 倍的管径。
（2） 尽量减少管路沿线的接头数量，特别是可拆接头数量。
（3） 当海水流动方向发生变化时，尽量避免急转。允许在主管道上安装90° 支管，在其它情况下，应考虑海水流动的方向，宜采用Y 形三通。
（4） 应尽可能采用标准异型管配件，严禁现场粗制滥造管配件。
（5） 尽量减少异种金属管子构件的组合，不可避免时应采取金属电绝缘或牺牲阳极保护等措施，以防止接触腐蚀。
3.3 涂层保护
金属表面喷涂、电镀上一层耐蚀性好的金属或非金属，以及将金属磷化、氧化处理，使被保护金属表面与介质机械隔离，以降低金属腐蚀。传统的方法有热浸锌等，现在也用涂塑方法，只是涂塑后的无缝钢管使用中要注意防止涂层损坏，一旦涂层局部损坏将导致管道大面积腐蚀；而且产品在加工过程中一定要严保质量，防止局部裸露形成腐蚀。涂塑方法已在几型船上使用过，也发现了一些问题，主要是因为涂塑质量不过关：有的是涂塑前焊缝未处理好，局部有焊渣、飞溅物等，使涂塑产品出现缺陷；有的是涂塑产品装船后，动火但没有补塑所致。
3.4 电化学保护
常见的电化学保护有阴极保护和阳极保护，船舶海水管道更多采用前者，即采用外加电流阴极保护，将被保护件管路本身接至电源阴极，通以阴极电流，阳极为一个不溶性的辅助件。在阴极电流极化作用下，被保护件处于自身的电化学不均匀所致的原电池腐蚀和外加阴极电流的综合作用下，阴极极化电位降到与阳极电位一样，阳极电流为零，阳极反应停止，电化学腐蚀也就停止。同时管壁产生部分气泡，这与管道中的气泡方向相反，相互抵消，使气蚀及空泡腐蚀大大减轻。根据提供电流的方式，也可采用牺牲阳极法。
3.5 电绝缘隔离
船舶海水管道的管材最好统一，但实际上很难做到，如管路和设备之间，紧固件和管道之间往往存在异种金属连接的现象，电绝缘隔离主要使用在这种场合。通常的措施是在两构件之间或构件与紧固件之间装上不透性塑料制作的填料垫圈和衬套，有时也使用涂料。
3.6 维护保养措施
在船舶运行过程中，正确地维护保养也可大幅降低海水管道的腐蚀问题。在维护过程中，换新管子时避免使用与原材料不同的管子，并且在安装之前对新管子进行防腐处理，可以采用刷涂防锈漆、镀锌和刮胶等方式。
4 结语
船舶海水管道中，腐蚀问题一直是一个不能完全解决的问题，这里有客观和主观两方面的原因：一方面船舶的造价和经济性决定了不可能整船（包括设备和管道）都采用钛之类的耐腐蚀金属或合金；另一方面是设计和建造中的全系统统筹考虑问题，比如可能考虑了电池腐蚀，而忽略了电解腐蚀；设计中考虑到腐蚀问题，但施工过程中也可能存在施工不到位，使设计师的设计思想不能完全体现。近年来，随着高性能抗腐蚀材料的广泛应用，以及对腐蚀问题研究的深入，船舶海水管道的腐蚀问题得到了较好地解决。相信随着技术的进步，设计和建造水平的提高，腐蚀问题一定会得到更好地解决。
