船舶腐蚀及防护

1、船舶腐蚀与防护船舶腐蚀与防护江江苏苏科技大学科技大学 高延敏高延敏目录 船舶腐蚀船舶腐蚀 船舶涂料与存在的问题船舶涂料与存在的问题 船舶防护技术难题船舶防护技术难题 船舶涂料检测与方法船舶涂料检测与方法 江苏科技大学研究情况与产品江苏科技大学研究情况与产品( (一一) )船舶腐蝕船舶腐蝕現象，是業界必須面對的問題。現象，是業界必須面對的問題。 ( (二二) )避免避免或或延緩延緩船舶腐蝕船舶腐蝕是重要的技術課題，也是是重要的技術課題，也是船東從船東從洽談洽談新船規範新船規範開始應重視的問題。開始應重視的問題。 ( (三三) )除依賴船廠的技術外，船東更應吸取本身除依賴船廠的技術外，船東更應吸取

2、本身現成現成船的維修經驗船的維修經驗，规划规划新船的防蝕措施。必要時新船的防蝕措施。必要時可能追加合理的船價。可能追加合理的船價。 ( (四四) )法規法規目前僅關切嚴重影響船舶安全區域的目前僅關切嚴重影響船舶安全區域的腐蝕腐蝕( (五五) ) 有些防蝕措施，祗要在有些防蝕措施，祗要在船舶建造階段船舶建造階段稍加用心稍加用心即可獲得效果，並不須花費太多成本。即可獲得效果，並不須花費太多成本。 ( (六六) )本文旨在介紹船舶可能遭遇的腐蝕，並提供一本文旨在介紹船舶可能遭遇的腐蝕，並提供一些防蝕的觀念，作為些防蝕的觀念，作為新船新船建造建造及日後及日後船舶船舶管理管理的參考。的參考。 前前 言言

3、腐腐 蝕蝕 意意 義義 ( (一一) )腐蝕腐蝕(Corrosion)(Corrosion)：金屬與周圍環境發生反應所造成的破壞現象。金屬與周圍環境發生反應所造成的破壞現象。 ( (二二) )銹銹(Rust)(Rust)：鐵或鋼腐蝕的產物。鐵或鋼腐蝕的產物。 ( (三三) )防蝕防蝕：阻止腐蝕現象的發生。阻止腐蝕現象的發生。 ( (四四) )耐蝕性耐蝕性：指腐蝕速度緩慢，並非指不生腐蝕現象。指腐蝕速度緩慢，並非指不生腐蝕現象。依發生依發生的的原因原因分類，一般有以下分類，一般有以下4 4類：類：( (一一) )電化學電化學腐蝕腐蝕 (Electrochemical Corrosion) (El

4、ectrochemical Corrosion) ( (二二) )化學化學腐蝕腐蝕 (Chemical Corrosion)(Chemical Corrosion)( (三三) )微生物微生物腐蝕腐蝕 (Microbial Corrosion)(Microbial Corrosion)( (四四) )冲刷冲刷腐蝕腐蝕 腐腐 蝕蝕 分分 類類( (一一) )電化學電化學腐蝕腐蝕(Electrochemical Corrosion)(Electrochemical Corrosion) 1.1.必備條件：必備條件： (1)(1)陽極陽極(Anode)(Anode)：遭受腐蝕的金屬。遭受腐蝕的金屬。

5、 (2)(2)陰極陰極(Cathode)(Cathode)：金屬或電子導體，提供金屬或電子導體，提供還原反應還原反應的位置的位置 (3)(3)電解質電解質(Electrolyte)(Electrolyte)：一般為水溶液，與陽極及陰極相接觸，以提供一般為水溶液，與陽極及陰極相接觸，以提供離子傳導離子傳導的路徑。的路徑。 (4)(4)兩極之間兩極之間電路電路(Metallic Path)(Metallic Path)：為陽極及陰極間之為陽極及陰極間之電子傳導電子傳導路徑。路徑。 电化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀2.2.水溶液中水溶液中加速腐蝕加速腐蝕之因素：之因素： (1)(1)足量的足

6、量的氧氣氧氣 (2)(2)足量的足量的水水 (3)(3)足量的足量的離子離子 (4)(4)兩極間兩極間電位電位(Potential)(Potential)差大差大 ( (如銅閥鐵座造成閥失效如銅閥鐵座造成閥失效) ) (5) (5)陽極面積小陽極面積小、陰極面積大、陰極面積大 (6)(6)兩極兩極距離小距離小 (7)(7)兩極間兩極間電阻小電阻小( (如鋼板表面塗以漆膜，可增加其間電阻如鋼板表面塗以漆膜，可增加其間電阻) ) (8) (8)電解質電解質流速大流速大 (9)(9)較高的較高的溫度溫度 (10)(10)較高的較高的氣壓氣壓 电化学腐蚀电化学腐蚀3.3.電化學腐蝕典型電化學腐蝕典型途

7、徑途徑(2) (2) 要件要件： (a)(a)陽極陽極(Anode)(Anode) (b)(b)陰極陰極(Cathode)(Cathode) (c)(c)電解質電解質(Electrolyte)(Electrolyte) (d)(d)兩極之間兩極之間電路電路 (Metallic Path(Metallic Path) ) (3) (3) 加速加速腐蝕因素：腐蝕因素： (a)(a)足量：足量：氧氣氧氣、水水、離子離子 (b)(b)兩極之間兩極之間： 電位差大電位差大、距離小距離小、電阻小電阻小 (c)(c)陽極面積小、陰極面積大陽極面積小、陰極面積大 (d)(d)電解質流速大電解質流速大 (e)(

8、e)較高較高：溫度溫度、氣壓氣壓 海水约含3.5%NaCl是对钢铁腐蚀速度最大的浓度。特点特点：海水：海水+生物腐蚀生物腐蚀上层建筑上层建筑压载舱压载舱船体的管路船体的管路船壳船壳船舶的腐蚀部位 由于海水导电性好，腐蚀电池的欧姆电阻很小，因此由于海水导电性好，腐蚀电池的欧姆电阻很小，因此异金属接触能造成阳极性金属异金属接触能造成阳极性金属发生显著的电偶腐蚀破坏发生显著的电偶腐蚀破坏。 海水中含海水中含大量氯离子大量氯离子，容易造成，容易造成金属钝态局部破坏金属钝态局部破坏。碳钢在海水中发生碳钢在海水中发生吸氧腐蚀吸氧腐蚀，凡是使氧极限扩散电流密度，凡是使氧极限扩散电流密度增大的因素，如流速增大

9、，都会使碳钢腐蚀速度增大。增大的因素，如流速增大，都会使碳钢腐蚀速度增大。 海洋环境的腐蚀分为几个区域海洋环境的腐蚀分为几个区域 ：海洋大气区、飞溅区、：海洋大气区、飞溅区、潮汐区、全浸区和海泥区。潮汐区、全浸区和海泥区。 海水腐蚀的特点海水腐蚀的特点耐海水钢耐海水钢Mariner与碳钢的试验结果与碳钢的试验结果（九年暴露，美国）（九年暴露，美国） 距试样上端距离（米）距试样上端距离（米）6 5 4 3 2 1海泥区海泥区Mainer钢钢 碳钢碳钢 全浸区全浸区飞溅区飞溅区潮汐区潮汐区0.61.21.82.43.13.74.34.95.56.1船舶和海洋设施的保护船舶和海洋设施的保护 （1 1

10、）材料）材料 低合金海水用钢与碳钢的比较低合金海水用钢与碳钢的比较 环境环境腐蚀速度腐蚀速度(mm/y)(mm/y)低合金钢低合金钢碳钢碳钢海洋大气区海洋大气区0.04 0.050.2 0.5飞溅区飞溅区0.1 0.150.3 0.5潮汐区潮汐区 0.1 0.1全浸区全浸区0.15 0.20.2 0.25海泥区海泥区 0.06 0.1电化学腐蚀电化学腐蚀 4.4.電位電位( (電勢電勢) ) (Potential)(Potential) (1) (1) 意義：意義：金屬金屬釋放電子釋放電子的趨力。的趨力。 (2) (2) 標準電勢序列標準電勢序列或或標準還原電位序列標準還原電位序列可解釋電化學

11、可解釋電化學( (腐蝕腐蝕) )現象；若干金屬之電勢序列如下：現象；若干金屬之電勢序列如下： ( (釋放電子的難易程度釋放電子的難易程度) )金金(Au)(Au)、鉑鉑(Pt)(Pt)、銀銀(Ag)(Ag)、銅銅(Cu)(Cu)、鐵鐵(Fe)(Fe)、鋅鋅(Zn)(Zn)、鋁鋁(Al)(Al) (3) (3)加凡尼序列加凡尼序列(Galvanic Series) (Galvanic Series) ：較實用，但環境不同，各較實用，但環境不同，各加凡尼系列順序亦不盡相同。例如在加凡尼系列順序亦不盡相同。例如在海水海水中若干常中若干常用金屬的加凡尼序列如下：用金屬的加凡尼序列如下： 金、鉑、銀、銅

12、、黑皮金、鉑、銀、銅、黑皮(mill scale)(mill scale)、鐵、鐵、鋁鋁、鋅鋅化学腐蚀化学腐蚀( (二二) )化學化學腐蝕腐蝕(Chemical Corrosion)(Chemical Corrosion)： 金屬溶解於有機溶劑、熔融鹽液中。金屬溶解於有機溶劑、熔融鹽液中。 ( (三三) )微生物微生物腐蝕腐蝕(Microbial Corrosion)(Microbial Corrosion)： 因細菌、黴菌、酵母等微生物因細菌、黴菌、酵母等微生物 的參與而衍生的局部腐蝕現象。的參與而衍生的局部腐蝕現象。 (1)(1)海水壓載艙內存在硫酸根還原菌海水壓載艙內存在硫酸根還原菌(

13、(SRBSRB) )時，可時，可將硫酸鹽將硫酸鹽 還原成硫化物還原成硫化物，具具黑色黑色/ /臭蛋味臭蛋味，而加速鋼板的腐蝕。，而加速鋼板的腐蝕。 (2)(2)細菌細菌存在存在貨油艙底貨油艙底的沈澱水中或的沈澱水中或壓水艙底壓水艙底的沈澱物內的沈澱物內。( (四四冲刷冲刷腐蝕腐蝕：指金屬表面因介質指金屬表面因介質相對速度相對速度而產生的金屬損耗。而產生的金屬損耗。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態以以水水為媒介或為媒介或溫度溫度高低來分，可為高低來分，可為溼蝕溼蝕及及乾蝕乾蝕兩種：兩種： ( (一一) )溼蝕溼蝕：1.1.全面全面腐蝕腐蝕 (General or Uniform Corros

14、ion)(General or Uniform Corrosion)2.2.局部局部腐蝕腐蝕 (Local Corrosion)(Local Corrosion)3 3. .速度效果速度效果腐蝕腐蝕：磨動腐蝕、沖蝕、空蝕磨動腐蝕、沖蝕、空蝕( (二二) )乾蝕乾蝕：1.1.氧化氧化 (Oxidation)(Oxidation)2.2.硫化硫化 ( (SulphidizingSulphidizing) )3.3.氫侵蝕氫侵蝕(Hydrogen Attack)(Hydrogen Attack)或或脫碳脫碳(Decarburizing)(Decarburizing)4.4.釩侵蝕釩侵蝕 (Vanad

15、ium Attack)(Vanadium Attack)5.5.硫酸露點腐蝕硫酸露點腐蝕 (Dew point Corrosion of Sulfuric Acid)(Dew point Corrosion of Sulfuric Acid)金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態( (一一) )溼蝕溼蝕：金屬與水接觸情況下所產生的腐蝕金屬與水接觸情況下所產生的腐蝕 1.1.全面全面腐蝕腐蝕(General or Uniform Corrosion)(General or Uniform Corrosion)： 金屬處在大氣、海水、酸液、或鹼類金屬處在大氣、海水、酸液、或鹼類 等侵蝕性環境中所受的全

16、面性腐蝕等侵蝕性環境中所受的全面性腐蝕。(1) (1) 現象現象：鋁合金表面氧化皮膜、中間軸表面生銹等。鋁合金表面氧化皮膜、中間軸表面生銹等。 (2) (2) 碳鋼銹蝕率碳鋼銹蝕率： 可以可以0.1-0.2mm0.1-0.2mm/ /年計年計( (常溫海水中常溫海水中) ) 。(3) (3) 航行中船舶航行中船舶：全面腐蝕全面腐蝕動力負荷動力負荷而加速腐蝕。而加速腐蝕。 某某3 3萬載重噸單船殼油輪航行萬載重噸單船殼油輪航行2424年後甲板出現大裂縫，年後甲板出現大裂縫，經檢查斷裂附近甲板，發現其厚度經檢查斷裂附近甲板，發現其厚度(16mm)(16mm)平均每年減少平均每年減少約約0.17 -

17、0.38mm0.17 -0.38mm，最深處則每年可達最深處則每年可達0.46mm0.46mm。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態(4) (4) 鋼板在不同成份鋼板在不同成份大氣大氣中的銹蝕：中的銹蝕：(a)(a)相對溼度相對溼度(RH)(RH)在在70%70%以下以下， 形成見不到的氧化保護膜。形成見不到的氧化保護膜。 (b)(b)空氣乾淨，空氣乾淨，RHRH達到達到99%99%， 銹蝕亦可忽視。銹蝕亦可忽視。 (c)(c)鹽水的存在會加速銹蝕鹽水的存在會加速銹蝕 ( (因離子增加因離子增加) )。 (5)(5)鋼板表面有鋼板表面有黑皮黑皮(mill scale)(mill scale)：

18、腐蝕速度可達無黑皮者的腐蝕速度可達無黑皮者的數十倍數十倍( (如約如約8080倍倍) )。黑皮是鋼熱延。黑皮是鋼熱延壓加工時，從高溫急冷下過程中受到不完全氧化所形成。這壓加工時，從高溫急冷下過程中受到不完全氧化所形成。這層黑皮看似結實，實際上因有很多空隙存在，使得大氣中氧層黑皮看似結實，實際上因有很多空隙存在，使得大氣中氧氣與水份很容易浸透而形成激烈腐蝕。氣與水份很容易浸透而形成激烈腐蝕。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 2.2.局部局部腐蝕腐蝕(Local Corrosion) (Local Corrosion) ：金屬局部發生腐蝕的現象金屬局部發生腐蝕的現象(1) (1) 異金屬接觸異

19、金屬接觸腐蝕腐蝕 (Bimetallic or Galvanic Corrosion)(Bimetallic or Galvanic Corrosion)(2) (2) 脫合金脫合金腐蝕腐蝕 ( (DealloyingDealloying corrosion corrosion, Selective leaching, Parting)Selective leaching, Parting)(3) (3) 粒界粒界腐蝕腐蝕 ( (IntergranularIntergranular Corrosion) Corrosion)(4) (4) 應力應力腐蝕腐蝕 (Stress Corrosion)

20、(Stress Corrosion)(5) (5) 金屬離子濃淡金屬離子濃淡電池電池 (Metal Ion Concentration Cell)(Metal Ion Concentration Cell)(6) (6) 間隙間隙腐蝕腐蝕 (Crevice Corrosion, deposit attack)(Crevice Corrosion, deposit attack)(7) (7) 孔蝕孔蝕 (Pitting Corrosion)(Pitting Corrosion)(8) (8) 腐蝕疲勞腐蝕疲勞 (Corrosion Fatigue)(Corrosion Fatigue)(9)

21、(9) 氫損害氫損害 (Hydrogen Damage)(Hydrogen Damage)(10) (10) 弥散弥散電流電流腐蝕腐蝕 (Stray Current Corrosion)(Stray Current Corrosion)金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 2.局部腐蝕(Local Corrosion) (1) (1)異金屬接觸異金屬接觸腐蝕腐蝕： (Bimetallic or Galvanic Corrosion)(Bimetallic or Galvanic Corrosion)金屬與另一金屬或導電非金屬金屬與另一金屬或導電非金屬以電路連接，且同浸在電解液中以電路連接，且同浸

22、在電解液中，產生電化作用，產生電化作用，而使低電位金屬腐蝕。而使低電位金屬腐蝕。 (2)(2)脫合金脫合金腐蝕腐蝕： ( (DealloyingDealloying corrosion corrosion, Selective leaching, Parting)Selective leaching, Parting)合金中合金中較活潑金屬成分較活潑金屬成分易發生溶解。如易發生溶解。如黃銅黃銅(brass)(brass)脫鋅脫鋅(dezincification)(dezincification)使得合金顏色由黃色變成帶有紫紅色，並使其機使得合金顏色由黃色變成帶有紫紅色，並使其機械性能減弱，且呈

23、多孔性。械性能減弱，且呈多孔性。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 (3)(3)粒界粒界腐蝕腐蝕( (IntergranularIntergranular Corrosion) Corrosion)：高溫下金屬產生滲碳高溫下金屬產生滲碳(carburizing)(carburizing)或氮化或氮化( (NitridingNitriding) )現象的現象的結果。如沃斯田結果。如沃斯田( (含鉻鎳含鉻鎳) )不銹鋼在電銲熱影響區不銹鋼在電銲熱影響區(Heat (Heat Affected Zone)Affected Zone)內或於內或於高溫高溫下下( (如如SUS304SUS304在在42

24、5-870425-870o o C C之間之間) )徐徐冷後，其結晶粒界之鉻與碳冷後，其結晶粒界之鉻與碳( (大部份沈積在晶粒界處大部份沈積在晶粒界處) )結合結合成鉻碳化物，其近鄰因成鉻碳化物，其近鄰因缺乏鉻缺乏鉻成分而易產生腐蝕成分而易產生腐蝕。電銲所發生的粒界腐蝕電銲所發生的粒界腐蝕亦可稱為銲接衰弱亦可稱為銲接衰弱(weld decay)(weld decay)。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 (4)(4)應力應力腐蝕腐蝕(Stress Corrosion)(Stress Corrosion)： (a)(a)金屬局部金屬局部受應力而變形受應力而變形，不僅破壞其表面保護膜，且受，不僅

25、破壞其表面保護膜，且受 力部份變成陽極而產生腐蝕，稱為力部份變成陽極而產生腐蝕，稱為應力腐蝕應力腐蝕。(b)(b)金屬受內金屬受內(residual)(residual)應力應力或施加之外力或施加之外力( (容許應力內容許應力內) )情情 況下，若放置於況下，若放置於腐蝕環境腐蝕環境中，則會產生裂傷，稱為中，則會產生裂傷，稱為應力應力 腐蝕裂痕腐蝕裂痕(Stress- Corrosion- Cracking(Stress- Corrosion- Cracking，SCCSCC) )。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 (5)(5)金屬離子濃淡金屬離子濃淡電池電池(Metal Ion Conc

26、entration Cell)(Metal Ion Concentration Cell)： 同一金屬材料，局部同一金屬材料，局部離子密度不一離子密度不一而產生電位差。如水中而產生電位差。如水中轉轉盤邊緣較易生銹即是。盤邊緣較易生銹即是。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 (6)(6)間隙間隙腐蝕腐蝕(Crevice Corrosion,deposit attack)(Crevice Corrosion,deposit attack)： (a)(a)因位置狹窄使電解液流通不順，因位置狹窄使電解液流通不順，氧氣缺乏氧氣缺乏而生而生( (即同即同 一金屬材料局部氧含量不一致而產生電位差一金屬材料

27、局部氧含量不一致而產生電位差) )。電解液含。電解液含 氯離子氯離子時更易發生。不銹鋼及鋁合金亦會發生。兩片同時更易發生。不銹鋼及鋁合金亦會發生。兩片同 質金屬間螺栓週遭較易生銹即是。質金屬間螺栓週遭較易生銹即是。 (b)(b)改善改善方式，如：方式，如： (i)(i)以電銲替代使用墊片以電銲替代使用墊片 (gaskets)(gaskets) (ii)(ii)避免尖銳邊緣避免尖銳邊緣(sharp edges)(sharp edges) (iii)(iii)使用橡膠使用橡膠(rubber)(rubber)或鐵弗龍或鐵弗龍(Teflon)(Teflon)為材質的墊圈為材質的墊圈 金金 屬屬 腐腐

28、蝕蝕 型型 態態(7)(7)孔蝕孔蝕(Pitting Corrosion)(Pitting Corrosion)： (a)(a)原油輪原油輪貨艙底板：局部殘留海水及貨艙底板：局部殘留海水及SRBSRB菌而孔蝕。菌而孔蝕。 (b)(b)不銹鋼不銹鋼等鈍態型合金處在等鈍態型合金處在氯離子氯離子等侵蝕等侵蝕 生成；常發生在生成；常發生在表面表面孔穴孔穴或或受損受損部位上：部位上：(i)(i)金屬表面之金屬表面之鈍態表層鈍態表層。如前。如前船船舶舶艉軸艉軸 油封系統油封系統所使用所使用不銹鋼襯套不銹鋼襯套(liner)(liner)， 其表層氧化膜其表層氧化膜(Cr(Cr2 2O O3 3) )受外物

29、受外物 ( (橡膠油封圈橡膠油封圈(sealing ring)(sealing ring)纏繞處纏繞處會與會與海水海水 中氯離子起作用而破損，導致其下層不銹鋼材遭受孔蝕。中氯離子起作用而破損，導致其下層不銹鋼材遭受孔蝕。 (ii)(ii)賤金屬賤金屬(base metal)(base metal)上之貴金屬上之貴金屬(noble metal)(noble metal)表層，可能導致表層，可能導致賤金屬產生針孔。賤金屬產生針孔。 (c)(c)可以含可以含鉬鉬(M(MO O) )成份之不銹鋼成份之不銹鋼( (如如SUS316SUS316一般用於舵軸襯套一般用於舵軸襯套) )取取 代代SUS304S

30、US304( (屬屬18-818-8不銹鋼，一般用不銹鋼，一般用) )，可降低孔蝕風險。，可降低孔蝕風險。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 (8)(8)腐蝕疲勞腐蝕疲勞(Corrosion Fatigue)(Corrosion Fatigue)： 腐蝕環境腐蝕環境中，金屬受到中，金屬受到疲勞應力疲勞應力時，其疲勞強度會降低，更時，其疲勞強度會降低，更易加速產生疲勞破裂。易加速產生疲勞破裂。 (9)(9)氫損害氫損害(Hydrogen Damage)(Hydrogen Damage)： 在酸液中因氫原子侵入金屬內部而造成在酸液中因氫原子侵入金屬內部而造成氫鼓泡氫鼓泡(Hydrogen (Hy

31、drogen Blistering)Blistering)或或脆裂脆裂的損害。的損害。 (10)(10)迷散電流迷散電流腐蝕腐蝕(Stray Current Corrosion)(Stray Current Corrosion)： 船舶泊岸進行電銲修補作業，船舶泊岸進行電銲修補作業，若使用直流電銲機且在陸上接地若使用直流電銲機且在陸上接地( (不在船體接地不在船體接地) )，則發生迷散電流，則發生迷散電流而使船體腐蝕。若使用交流銲機而使船體腐蝕。若使用交流銲機則損失遠較輕微。則損失遠較輕微。金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態3.3.冲刷冲刷效果效果腐蝕腐蝕：金屬表面金屬表面與與接觸物質接觸物質

32、間的間的相對速度相對速度所產生所產生 (1)(1)磨動腐蝕磨動腐蝕 (Fretting Corrosion)(Fretting Corrosion) 金屬表面承受高負荷，因振動或微短距離滑動而產生。金屬表面承受高負荷，因振動或微短距離滑動而產生。 (2)(2)沖蝕沖蝕 (Erosion)(Erosion) (a)(a)金屬表面與液體或氣體相互運動而生，因腐蝕生成物一直被金屬表面與液體或氣體相互運動而生，因腐蝕生成物一直被沖走，而使得腐蝕更形加速。沖走，而使得腐蝕更形加速。 (b)(b)某巴拿馬級散裝船雙層底某巴拿馬級散裝船雙層底海水壓載艙海水壓載艙， 塗料為單層環氧柏油塗料為單層環氧柏油(Ep

33、oxy-Tar) (Epoxy-Tar) 。 航行航行1818年後檢查發現艙內大致良好，年後檢查發現艙內大致良好， 惟在海水管路出入口惟在海水管路出入口(Bell Mouth)(Bell Mouth)下方下方 底板底板( (原厚度原厚度21mm)21mm)發現鐘形凹陷一處，發現鐘形凹陷一處， 直徑約直徑約100mm100mm，中間厚度約僅剩中間厚度約僅剩 4.5mm4.5mm，平均蝕腐每年約平均蝕腐每年約0.9mm0.9mm。可歸咎受可歸咎受海水沖蝕海水沖蝕。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 (c)(c)可能可能發生沖蝕發生沖蝕的場合，如：的場合，如： (i) (i) 管徑突然改變。管徑突

34、然改變。 (ii) (ii) 加上不當接頭或襯墊加上不當接頭或襯墊, , 使滑順金屬表面變得不順。使滑順金屬表面變得不順。 (iii) (iii) 有間隙而使液體外洩有間隙而使液體外洩 (iv) (iv) 沉積之腐蝕生成物干擾沉積之腐蝕生成物干擾 液體層流液體層流(laminar flow)(laminar flow) (3)(3)空蝕空蝕( (CavitationCavitation) ) 溶液流經金屬表面發生溶液流經金屬表面發生壓力變化壓力變化時，時，在低壓處所產在的汽泡，至高壓處在低壓處所產在的汽泡，至高壓處崩破衝撞金屬表面而致凹凸不平。崩破衝撞金屬表面而致凹凸不平。若螺槳葉片設計不良即

35、可能發生空蝕若螺槳葉片設計不良即可能發生空蝕現象，導致現象，導致葉片受損葉片受損、效率降低效率降低、並、並產生振動產生振動。金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態( (二二) )乾蝕乾蝕： 在高溫環境中各種金屬雖不接觸水亦可能產生腐在高溫環境中各種金屬雖不接觸水亦可能產生腐蝕現象，亦稱為蝕現象，亦稱為高溫腐蝕高溫腐蝕(High Temperature Corrosion)(High Temperature Corrosion)。 1.1.氧化氧化(Oxidation)(Oxidation)： 金屬在高溫下和氧接觸而形成氧化物。金屬在高溫下和氧接觸而形成氧化物。 2.2.硫化硫化( (Sulphid

36、izingSulphidizing) )： 金屬高溫下接觸含硫物而硫化腐蝕。金屬高溫下接觸含硫物而硫化腐蝕。 3.3.氫侵蝕氫侵蝕(Hydrogen Attack)(Hydrogen Attack)或或脫碳脫碳(Decarburizing)(Decarburizing)： 含碳金屬高溫下與氫作用而生甲烷，造成金屬膨脹等傷害。含碳金屬高溫下與氫作用而生甲烷，造成金屬膨脹等傷害。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態4.4.釩侵蝕釩侵蝕(Vanadium Attack)(Vanadium Attack)： (1)(1)又稱又稱燃燒之高溫腐蝕燃燒之高溫腐蝕(High Temperature Corro

37、sion)(High Temperature Corrosion)。燃燒時，燃燒時， 燃油燃油：釩釩+ +鈉鈉釩鈉化合物，在高溫下釩鈉化合物，在高溫下( (約約450-650450-650o o C)C)熔解熔解氧化鐵氧化鐵而腐蝕而腐蝕。(2)(2)如活塞冠如活塞冠(Piston Crown(Piston Crown) )頂部發生燒陷現象。頂部發生燒陷現象。(3)(3)熔解溫度熔解溫度值受值受釩與鈉釩與鈉成份的比例成份的比例 影響甚大，一般較其影響甚大，一般較其黏著溫度黏著溫度 ( (煙灰黏著在燃燒室壁上的溫度煙灰黏著在燃燒室壁上的溫度) ) 高些。高些。(4)(4)釩釩/ /納比率與黏著溫度

38、的關係納比率與黏著溫度的關係 如如圖圖1212所示。所示。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 5.5.硫酸露點腐蝕硫酸露點腐蝕(Dew point Corrosion of Sulfuric Acid)(Dew point Corrosion of Sulfuric Acid) (1)(1)又稱燃燒之又稱燃燒之低溫腐蝕低溫腐蝕(Low Temperature Corrosion)(Low Temperature Corrosion)，燃燒中燃燒中 硫硫+ +氧氧硫氧化物硫氧化物，硫氧化物硫氧化物+ +水份水份/ /水汽水汽硫酸硫酸，在，在露點露點 (130-160(130-160o o C

39、C左右左右) )以下侵蝕金屬。以下侵蝕金屬。(2)(2)特殊情況，出現在特殊情況，出現在氣缸襯套氣缸襯套 (liner)(liner)內壁或內壁或節熱器節熱器蒸汽盤管上。蒸汽盤管上。(3)(3)露點高低視燃油含硫量及露點高低視燃油含硫量及 缸內含氧量而定。缸內含氧量而定。(4)(4)設計設計( (如節熱器如節熱器) )避免此種腐蝕的避免此種腐蝕的 下限溫度，下限溫度， 一般設定在一般設定在175175o o C C。 船舶腐蚀造成的危害船舶腐蚀造成的危害管路的腐蚀腐蚀穿孔（外腐蚀穿孔（外形貌）形貌） 腐蚀穿孔（内腐蚀穿孔（内形貌）形貌）腐蚀产物膜腐蚀产物膜微观形貌微观形貌腐蚀产物膜的腐蚀产物膜

40、的化学成份分析化学成份分析在船舱腐蚀的情况耐蚀合耐蚀合金金内衬内衬涂料涂料电话电话化学化学保护保护是主用控制船体与是主用控制船体与舱室腐蚀的措施舱室腐蚀的措施用于船上的管路用于船上的管路与涂料联合控制腐蚀船舶腐蚀的控制方法防防 蝕蝕 方方 法法一般一般避免產生腐蝕避免產生腐蝕的方法：的方法： ( (一一) )被覆隔離被覆隔離保護層保護層 (Barrier) (Barrier) ( (二二) )電化學電化學防蝕防蝕( (三三) )腐蝕腐蝕抑制劑抑制劑 (Corrosion Inhibitor)(Corrosion Inhibitor)( (四四) )改用改用抗蝕金屬抗蝕金屬或合金或合金( (五五

41、) )防蝕結構防蝕結構設計設計防防 蝕蝕 方方 法法( (一一) )被覆隔離被覆隔離保護層保護層(Barrier)(Barrier) 可利用下列材料，以裏襯可利用下列材料，以裏襯( (lininglining) )、塗層塗層( (coatingcoating) )、或塗裝或塗裝( (paintingpainting) )等方式來進行隔離保護：等方式來進行隔離保護： (1)(1)有機物有機物：如環氧樹脂、如環氧樹脂、油漆油漆等。等。 (2)(2)無機物無機物：如琺瑯、耐蝕磚、陶瓷等。如琺瑯、耐蝕磚、陶瓷等。 (3)(3)耐蝕金屬耐蝕金屬，如：，如： 不銹鋼包覆不銹鋼包覆(clad)(clad)鋼

42、材、熔融鋅電鍍鋼材、熔融鋅電鍍(electroplated)(electroplated)鋼材、鋼材、熱浸熱浸鍍鋅鍍鋅(hot dip galvanized)(hot dip galvanized)鋼材、鋅熔射鋼材、鋅熔射(thermal sprayed)(thermal sprayed)塗層。塗層。(4)(4)銅銅/ /鋁棒鋁棒MGPSMGPS：產生氫氧化鋁散佈在海水管內壁產生氫氧化鋁散佈在海水管內壁。防防 蝕蝕 方方 法法( (二二) )電化學電化學防蝕防蝕 1.1.陰極保護陰極保護 ( (CathodicCathodic Protection) Protection) (1) (1)犧牲

43、陽極法犧牲陽極法(Galvanic/Sacrificial Anode)(Galvanic/Sacrificial Anode): :陽極陽極：船舶外板加裝之鋅塊船舶外板加裝之鋅塊陰極陰極：外板外板 ( (保護對象保護對象) ) ；溶解鋅塊發出電流，保護外板。溶解鋅塊發出電流，保護外板。( (應計算所需陽極板的大小、數量、應計算所需陽極板的大小、數量、及分佈等，以發揮蝕的最高效果。及分佈等，以發揮蝕的最高效果。) ) (2) (2)強制電流法強制電流法(Impressed Current)(Impressed Current): :船舶加裝船舶加裝ICCPICCP系統系統(Impressed

44、Current (Impressed Current CathodicCathodic Protection System) Protection System)，陰極陰極：外板外板 ( (保護對象保護對象) )陽極陽極：加裝白金等不溶性電極加裝白金等不溶性電極陽極流出外供直流電流，保護外板。陽極流出外供直流電流，保護外板。 防防 蝕蝕 方方 法法 2.2.陽極保護陽極保護(Anodic Protection)(Anodic Protection) 以能以能鈍化的金屬鈍化的金屬為為陽極陽極( (保護對象保護對象) )，加裝陰極金屬，外供，加裝陰極金屬，外供直流電流將陽極表層鈍化，而達到陽極免受

45、高侵蝕性電直流電流將陽極表層鈍化，而達到陽極免受高侵蝕性電解液的腐蝕。解液的腐蝕。 防防 蝕蝕 方方 法法( (三三) )腐蝕腐蝕抑制劑抑制劑（缓蚀剂）（缓蚀剂）( (Corrosion Inhibitor)Corrosion Inhibitor) 添加添加少量化學品少量化學品於腐蝕環境中於腐蝕環境中, ,以減低腐蝕速率。以減低腐蝕速率。 (1)(1)吸附型吸附型(Absorption Inhibitor)(Absorption Inhibitor)： 抑制劑吸附於將腐蝕的金屬表面，以降低腐蝕反應抑制劑吸附於將腐蝕的金屬表面，以降低腐蝕反應。 (2)(2)皮膜型皮膜型(Barrier Inhi

46、bitor)(Barrier Inhibitor)： 抑制劑與溶出的金屬離子反應，產生難腐蝕性皮膜。抑制劑與溶出的金屬離子反應，產生難腐蝕性皮膜。 (3)(3)鈍化型鈍化型( (PassivatorPassivator) )： 即化學性之陽極防蝕。對會呈現鈍態的金屬添加具還原力即化學性之陽極防蝕。對會呈現鈍態的金屬添加具還原力之氧化劑，使保護物表層呈鈍態現象。之氧化劑，使保護物表層呈鈍態現象。 防防 蝕蝕 方方 法法( (四四) )改用改用抗蝕金屬抗蝕金屬或合金或合金 (1)(1)碳鋼改用碳鋼改用不銹鋼不銹鋼。(2)(2)需電銲不銹鋼時需電銲不銹鋼時, ,可使用可使用低含碳量之不銹鋼低含碳量之

47、不銹鋼( (如如SUS304SUS304L L) )或或銲後熱處理銲後熱處理等，以免產生粒界腐蝕等，以免產生粒界腐蝕。(3)(3)使用抗蝕鋼料使用抗蝕鋼料( (CRSCRS) )，如原油輪貨艙底板為一般，如原油輪貨艙底板為一般鋼料時鋼料時，其孔蝕率可能達，其孔蝕率可能達3-4mm/3-4mm/年，改用抗孔年，改用抗孔蝕鋼料後，孔蝕率可低至一般鋼料的蝕鋼料後，孔蝕率可低至一般鋼料的1/51/5。防防 蝕蝕 方方 法法( (五五) )防蝕結構防蝕結構設計設計 結構設計時，稍加留意，即可有效避免結構的結構設計時，稍加留意，即可有效避免結構的潛在腐蝕威脅。以下提供若干以防蝕為主要考量潛在腐蝕威脅。以下

48、提供若干以防蝕為主要考量的情境，作為參考：的情境，作為參考： (1)(1)考量均勻腐蝕的考量均勻腐蝕的容許量容許量： (a)(a)如船舶設計決定鋼材結構尺寸時，一般均預留船舶使用如船舶設計決定鋼材結構尺寸時，一般均預留船舶使用 年限內每年年限內每年0.10.1mmmm的容許量。的容許量。(b)(b)目前各船級協會規定目前各船級協會規定( (即即CSRCSR) )，2006/4/12006/4/1開始簽約新建開始簽約新建油油 輪輪與與散裝船散裝船的鋼材尺寸結構的鋼材尺寸結構( (以營運以營運2525年為設計目標年為設計目標) )，依部位不同而留有不同的腐蝕留量，一般在依部位不同而留有不同的腐蝕留

49、量，一般在2-4.52-4.5mmmm之之間，特殊部位則大一些。間，特殊部位則大一些。防防 蝕蝕 方方 法法 (2)(2)考量考量排水排水問題問題： 消除金屬腐蝕的生成條件。消除金屬腐蝕的生成條件。 ( (如如圖圖16-1816-18) ) 防防 蝕蝕 方方 法法 (3)(3)保持保持乾燥乾燥： 特別是在混凝土特別是在混凝土( (吸吸水性水性) )上固著金屬時，上固著金屬時，儘量將兩者隔開。儘量將兩者隔開。( (如如圖圖1919、2020) ) 防防 蝕蝕 方方 法法(4)(4)避免構成避免構成腐蝕條件腐蝕條件: :如隔離異金屬或電解質的接觸。如隔離異金屬或電解質的接觸。防防 蝕蝕 方方 法法

50、 (5)(5)避免避免構造性縫隙構造性縫隙， 減少發生間隙腐蝕的機會。減少發生間隙腐蝕的機會。 ( (如如圖圖2626) ) (6)(6)考慮考慮銲接位置銲接位置： 因因銲接部位銲接部位易產生腐蝕，因此其接頭儘量避免位於潮溼等利易產生腐蝕，因此其接頭儘量避免位於潮溼等利 於構成電化學效應的環境。於構成電化學效應的環境。 防防 蝕蝕 方方 法法 (7)(7)考慮考慮殘留內應力部位殘留內應力部位的位置的位置：金屬承受金屬承受內應力的地方內應力的地方易生腐蝕，因此應避免易生腐蝕，因此應避免該部位處於易構成電化學該部位處於易構成電化學效應的環境。效應的環境。( (如如圖圖2828) ) (8)(8)注

51、意注意溫度的傳導溫度的傳導， 避免水汽凝結成水的機會避免水汽凝結成水的機會。 ( (如如圖圖2929) ) 防防 蝕蝕 方方 法法 (9)(9)避免因避免因液體濃縮液體濃縮， 造成其附著金屬產生造成其附著金屬產生高腐蝕高腐蝕。( (如如圖圖30, 3130, 31) ) 防防 蝕蝕 方方 法法 (10)(10)避免產生避免產生磨動腐蝕磨動腐蝕、沖蝕沖蝕、及、及空蝕空蝕等現象等現象，如：，如： (a)(a)兩金屬之間使用兩金屬之間使用潤滑劑潤滑劑，以減少磨動腐蝕。，以減少磨動腐蝕。 (b)(b)妥善妥善設計設計螺槳，避免在葉片範圍內發生空蝕現象；在螺槳，避免在葉片範圍內發生空蝕現象；在物件發生空

52、蝕部位物件發生空蝕部位預先覆蓋預先覆蓋耐撞擊材料等。耐撞擊材料等。 (C)(C)降低降低流速流速、避免、避免紊流紊流或或衝擊衝擊等設計，以減少沖蝕。等設計，以減少沖蝕。( (如如圖圖3232) ) 防防 蝕蝕 方方 法法 (11)(11)考慮未來考慮未來保養方便保養方便， 預留保養空間預留保養空間。 ( (如如圖圖3333) ) (12)(12)結構上結構上減少開孔減少開孔，以成型型鋼以成型型鋼(rolled profile)(rolled profile)取代銲接型鋼取代銲接型鋼(built-up profile)(built-up profile)，以利塗裝效果。以利塗裝效果。 (13)(

53、13)修飾最終表面修飾最終表面，使表面呈現光滑，除有安全及美觀上，使表面呈現光滑，除有安全及美觀上的好處外，亦可確保防蝕措施的效果。的好處外，亦可確保防蝕措施的效果。 法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求1.1.法規對船舶防蝕，著重於船舶法規對船舶防蝕，著重於船舶安全安全。2.2.船舶安全相關法規，最重要的有：船舶安全相關法規，最重要的有：(1) (1) 國際海上人命安全公約國際海上人命安全公約( (SOLASSOLAS) )(2) (2) 船級協會船級協會規範規範法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求3.3.與防蝕相關的其他國際環保公約與防蝕相關的其他國際環保公約：(1) (1) 國際船舶資源回收公約

54、國際船舶資源回收公約( (SRSR Convention ) Convention ) 油漆可能含有的危害性物質油漆可能含有的危害性物質： TBT (三丁鍚三丁鍚)、PCB (多氯聯苯多氯聯苯)、 Cd (鎘鎘)、Cr (鉻鉻)、Pb (鉛鉛)、Hg (汞汞)、 As (砷砷)、Ni (鎳鎳)、Cu (銅銅)、Zn (鋅鋅)(2) (2) 國際控管壓艙水與沉澱物公約國際控管壓艙水與沉澱物公約 (BWM) 消毒壓艙水的煤介，可能優化腐蝕的環境。如消毒壓艙水的煤介，可能優化腐蝕的環境。如臭氧臭氧、氯氯法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求一、一、 SOLASSOLAS的規定的規定1.1.第第II-1II

55、-1/ /3-23-2規則：規則： (PSPC(PSPC要求的法源要求的法源) )(1)(1)本規則本規則適用適用於於：(a)(a)總噸位總噸位500500所有所有船舶船舶的的專用海水壓載艙專用海水壓載艙，及，及(b)(b)船長船長150m150m以上以上散裝船散裝船的的雙層舷側空間雙層舷側空間。 (2)(2)適用新船：適用新船： (a)(a)2008/7/12008/7/1以後簽約者；或以後簽約者；或 (b)(b)2009/1/12009/1/1以後安放龍骨以後安放龍骨( (無合約時無合約時) )者；或者；或 (c)(c)2012/7/12012/7/1以後交船者以後交船者 (3)(3)符合

56、符合MSC.215(82)MSC.215(82)決議案決議案( (保護塗層性能標準保護塗層性能標準) )要求要求： 並將本防護塗層系統的保養列入整體並將本防護塗層系統的保養列入整體船舶保養方案船舶保養方案中，主管中，主管機關應驗證其有效性機關應驗證其有效性( (在船舶的生命期間在船舶的生命期間) )。法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求( (4) 1998/7/14) 1998/7/1以後建造而為以後建造而為上述上述(1)(1)以外以外的的油輪油輪及及散裝輪散裝輪， 其其專用海水壓載艙專用海水壓載艙適用適用MSC.47(66)MSC.47(66)修正案的修正案的II-1/3-2II-1/3-2規定

57、：規定：(a)(a)專用海水壓載艙應有類似硬質保護塗層專用海水壓載艙應有類似硬質保護塗層(Hard protective(Hard protective coatings) coatings)防蝕系統；塗層顏色最好為淺色。防蝕系統；塗層顏色最好為淺色。(b)(b)該系統之選擇、應用及維持方案該系統之選擇、應用及維持方案( (註註1) 1)須經主管機須經主管機 關關認可認可( (以以IMOIMO所採納準則所採納準則( (註註2) 2)為藍本為藍本) )。 註註1：國際船級協會聯合會：國際船級協會聯合會(IACS)對對SOLAS規則第規則第II-1/3-2條條的解釋的解釋(SC122)中，列有上述

58、塗裝系統選擇、應用及維中，列有上述塗裝系統選擇、應用及維持方案應有的最少內容。持方案應有的最少內容。 註註2：該準則詳國際海事組織：該準則詳國際海事組織(IMO)的的A.798(19)決議案決議案-專用專用海水壓載艙防蝕系統之選擇、應用及維持準則。海水壓載艙防蝕系統之選擇、應用及維持準則。 法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求2.2.第第II-1II-1/3-11/3-11規則：規則： ( (原油艙原油艙PSPCPSPC要求的法源要求的法源) )(1)(1)本規則本規則適用適用於於 : :原油輪原油輪5,0005,000載重噸載重噸的的貨油艙貨油艙，2012/1/1開始生效開始生效(2)(2)適用新船：適用新船： (a)(a) 2013/1/12013/1/1以後簽約者；或以後簽約者；或 (b)(b) 2013/7/12013/7/1以後安放龍骨以後安放龍骨( (無合約時無合約時) )者；或者；或 (c)(c) 2016/1/12016/1/1以後交船者以後交船者 法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求(3)(3)符合符