船舶腐蚀与防护船舶腐蚀与防护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，船東更應吸取本身現成現成船的維修經驗船的維修經驗，规划新船的防蝕措施。必要時，规划新船的防蝕措施。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 言言腐腐 蝕蝕 意意 義義 (一一)腐蝕腐蝕(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)：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類：類：(一一)電化學電化學腐蝕腐蝕 (Electrochemical Corrosion) (二二)化學化學腐蝕腐蝕 (Chemical Corrosion)(三三)微生物微生物腐蝕腐蝕 (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) 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。 (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)：一一般般為為水水溶溶液液，與與陽陽極極及及陰陰極極相相接接觸觸，以以提提供供離離子子傳傳導導的路徑。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.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.電化學腐蝕典型電化學腐蝕典型途徑途徑(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)(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。船舶腐蚀部位船舶腐蚀部位船舶腐蚀部位船舶腐蚀部位特点特点：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 由由于于海海水水导导电电性性好好，腐腐蚀蚀电电池池的的欧欧姆姆电电阻阻很很小小，因因此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。碳碳钢钢在在海海水水中中发发生生吸吸氧氧腐腐蚀蚀，凡凡是是使使氧氧极极限限扩扩散散电电流流密密度度增大的因素，如流速增大，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。 海海洋洋环环境境的的腐腐蚀蚀分分为为几几个个区区域域 ：海海洋洋大大气气区区、飞飞溅溅区区、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） 距距试试样样上上端端距距离离（米米）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）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.電位電位(電勢電勢) (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) 標標準準電電勢勢序序列列或或標標準準還還原原電電位位序序列列可可解解釋釋電電化化學學( (腐腐蝕蝕) )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)加加凡凡尼尼序序列列(Galvanic (Galvanic Series) Series) ：較較實實用用，但但環環境境不不同同，各各加加凡凡尼尼系系列列順順序序亦亦不不盡盡相相同同。例例如如在在海海水水中中若若干干常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、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)： 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)： 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( (SRBSRB) )時，可將硫酸鹽時，可將硫酸鹽 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)細菌存在細菌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.全面全面腐蝕腐蝕 (General or Uniform Corrosion)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.氧化氧化 (Oxidation)2.硫化硫化 (Sulphidizing)3.氫侵蝕氫侵蝕(Hydrogen Attack)或或脫碳脫碳(Decarburizing)4.釩侵蝕釩侵蝕 (Vanadium Attack)5.硫酸露點腐蝕硫酸露點腐蝕 (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.全面全面腐蝕腐蝕(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 3萬萬載載重重噸噸單單船船殼殼油油輪輪航航行行2424年年後後甲甲板板出出現現大大裂裂縫縫，經經檢檢查查斷斷裂裂附附近近甲甲板板，發發現現其其厚厚度度(16mm)(16mm)平平均均每每年年減減少少約約0.17 -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)：腐腐蝕蝕速速度度可可達達無無黑黑皮皮者者的的數數十十倍倍( (如如約約8080倍倍) )。黑黑皮皮是是鋼鋼熱熱延延壓壓加加工工時時，從從高高溫溫急急冷冷下下過過程程中中受受到到不不完完全全氧氧化化所所形形成成。這這層層黑黑皮皮看看似似結結實實，實實際際上上因因有有很很多多空空隙隙存存在在，使使得得大大氣氣中中氧氧氣氣與水份很容易浸透而形成激烈腐蝕。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.局部局部腐蝕腐蝕(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) 異金屬接觸異金屬接觸腐蝕腐蝕 (Bimetallic or Galvanic Corrosion)(2) (2) 脫合金脫合金腐蝕腐蝕 (Dealloying corrosion, Selective leaching, Parting)(3) (3) 粒界粒界腐蝕腐蝕 (Intergranular Corrosion)(Intergranular Corrosion)(4) (4) 應力應力腐蝕腐蝕 (Stress Corrosion)(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) (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)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： (Dealloying corrosion, Selective leaching, Parting)合合金金中中較較活活潑潑金金屬屬成成分分易易發發生生溶溶解解。如如黃黃銅銅(brass)(brass)脫脫鋅鋅(dezincification)(dezincification)使使得得合合金金顏顏色色由由黃黃色色變變成成帶帶有有紫紫紅紅色色，並並使使其其機機械性能減弱，且呈多孔性。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(Intergranular Corrosion)：高高溫溫下下金金屬屬產產生生滲滲碳碳(carburizing)或或氮氮化化(Nitriding)現現象象的的結結果果。如如沃沃斯斯田田( (含含鉻鉻鎳鎳) )不不銹銹鋼鋼在在電電銲銲熱熱影影響響區區(Heat Affected Zone)內內或或於於高高溫溫下下(如如SUS304在在425-870o C之之間間)徐徐冷冷後後，其其結結晶晶粒粒界界之之鉻鉻與與碳碳(大大部部份份沈沈積積在在晶晶粒粒界界處處)結結合合成成鉻鉻碳碳化化物，其近鄰因物，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)。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 (4)(4)應力應力腐蝕腐蝕(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，SCC)。 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 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。如水中轉而產生電位差。如水中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)： (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) (ii)(ii)避免尖銳邊緣避免尖銳邊緣(sharp edges) (iii)(iii)使用橡膠使用橡膠(rubber)或鐵弗龍或鐵弗龍(Teflon)為材質的墊圈為材質的墊圈 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態(7)孔蝕孔蝕(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；常發生在表面生成；常發生在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。如前船。如前船舶舶艉軸艉軸 油封系統油封系統所使用不銹鋼襯套所使用不銹鋼襯套(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)纏繞處纏繞處會與海水會與海水 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)賤賤金金屬屬(base metal)上上之之貴貴金金屬屬(noble (noble metal)metal)表表層層，可可能能導導致致賤賤金屬產生針孔。金屬產生針孔。 (c)(c)可可以以含含鉬鉬(M(MO O) )成成份份之之不不銹銹鋼鋼(如如SUS316一一般般用用於於舵舵軸軸襯襯套套)取取 代代SUS304(屬屬18-8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)腐蝕疲勞腐蝕疲勞(Corrosion Fatigue)： 腐腐蝕蝕環環境境中中，金金屬屬受受到到疲疲勞勞應應力力時時，其其疲疲勞勞強強度度會會降降低低，更更易加速產生疲勞破裂。易加速產生疲勞破裂。 (9)氫損害氫損害(Hydrogen Damage)： 在在酸酸液液中中因因氫氫原原子子侵侵入入金金屬屬內內部部而而造造成成氫氫鼓鼓泡泡(Hydrogen (Hydrogen Blistering)Blistering)或或脆裂脆裂的損害。的損害。 (10)迷散電流迷散電流腐蝕腐蝕(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.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)金金屬屬表表面面與與液液體體或或氣氣體體相相互互運運動動而而生生，因因腐腐蝕蝕生生成成物物一一直直被被沖走，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(Epoxy-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) (3)(3)空蝕空蝕(Cavitation) 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： 在在高高溫溫環環境境中中各各種種金金屬屬雖雖不不接接觸觸水水亦亦可可能能產產生生腐腐蝕蝕現現象，亦稱為象，亦稱為高溫腐蝕高溫腐蝕(High Temperature Corrosion)。 1.氧化氧化(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.硫化硫化(Sulphidizing)： 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.氫侵蝕氫侵蝕(Hydrogen Attack)或或脫碳脫碳(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.釩侵蝕釩侵蝕(Vanadium Attack)： (1)(1)又稱又稱燃燒之高溫腐蝕燃燒之高溫腐蝕(High Temperature Corrosion)(High Temperature Corrosion)。燃燒時，。燃燒時， 燃燃油油：釩釩+ +鈉鈉釩釩鈉鈉化化合合物物，在在高高溫溫下下( (約約450-650450-650o o C)C)熔熔解解氧氧化鐵化鐵而腐蝕而腐蝕。(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/ /納比率與黏著溫度的關係納比率與黏著溫度的關係 如如圖圖12所示。所示。 金金 屬屬 腐腐 蝕蝕 型型 態態 5.硫酸露點腐蝕硫酸露點腐蝕(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 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) (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)(四四)改用改用抗蝕金屬抗蝕金屬或合金或合金(五五)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) 可可利利用用下下列列材材料料，以以裏裏襯襯(lining)、塗塗層層(coating)、或或塗裝塗裝(painting)等方式來進行隔離保護：等方式來進行隔離保護： (1)有機物有機物：如環氧樹脂、如環氧樹脂、油漆油漆等。等。 (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)耐蝕金屬耐蝕金屬，如：，如： 不不銹銹鋼鋼包包覆覆(clad)(clad)鋼鋼材材、熔熔融融鋅鋅電電鍍鍍(electroplated)(electroplated)鋼鋼材材、熱熱浸浸鍍鋅鍍鋅(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)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.陰極保護陰極保護 (Cathodic Protection) (1)犧牲陽極法犧牲陽極法(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)強制電流法強制電流法(Impressed Current):船舶加裝船舶加裝ICCPICCP系統系統(Impressed Current Cathodic Protection System)(Impressed Current Cathodic 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.陽極保護陽極保護(Anodic Protection) 以以能能鈍鈍化化的的金金屬屬為為陽陽極極( (保保護護對對象象) )，加加裝裝陰陰極極金金屬屬，外外供供直直流流電電流流將將陽陽極極表表層層鈍鈍化化，而而達達到到陽陽極極免免受受高高侵侵蝕蝕性性電電解液的腐蝕。解液的腐蝕。 防防 蝕蝕 方方 法法(三三)腐蝕腐蝕抑制劑（缓蚀剂）抑制劑（缓蚀剂）(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)吸附型吸附型(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)皮膜型皮膜型(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)鈍化型鈍化型(Passivator)： 即即化化學學性性之之陽陽極極防防蝕蝕。對對會會呈呈現現鈍鈍態態的的金金屬屬添添加加具具還還原原力力之氧化劑，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)需需電電銲銲不不銹銹鋼鋼時時, ,可可使使用用低低含含碳碳量量之之不不銹銹鋼鋼( (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)使使用用抗抗蝕蝕鋼鋼料料( (CRSCRS) )，如如原原油油輪輪貨貨艙艙底底板板為為一一般般鋼鋼料料時時，其其孔孔蝕蝕率率可可能能達達3-4mm/3-4mm/年年，改改用用抗抗孔孔蝕鋼料後，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)考量均勻腐蝕的考量均勻腐蝕的容許量容許量： (a)(a)如如船船舶舶設設計計決決定定鋼鋼材材結結構構尺尺寸寸時時，一一般般均均預預留留船船舶舶使使用用 年限內每年年限內每年0.10.1mmmm的容許量。的容許量。(b)(b)目目前前各各船船級級協協會會規規定定( (即即CSRCSR) )，2006/4/12006/4/1開開始始簽簽約約新新建建油油 輪輪與與散散裝裝船船的的鋼鋼材材尺尺寸寸結結構構( (以以營營運運2525年年為為設設計計目目標標) )，依依部部位位不不同同而而留留有有不不同同的的腐腐蝕蝕留留量量，一一般般在在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16-18) 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19、20) 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 (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26) (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28) (8)(8)注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29) 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, 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)妥妥善善設設計計螺螺槳槳，避避免免在在葉葉片片範範圍圍內內發發生生空空蝕蝕現現象象；在在物件發生空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32) 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33) (12)(12)結結構構上上減減少少開開孔孔，以以成成型型型型鋼鋼(rolled (rolled profile)profile)取取代代銲銲接接型型鋼鋼(built-up profile)(built-up profile)，以利塗裝效果。，以利塗裝效果。 (13)(13)修修飾飾最最終終表表面面，使使表表面面呈呈現現光光滑滑，除除有有安安全全及及美美觀觀上上的的好處外，亦可確保防蝕措施的效果。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.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.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.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、 SOLAS的規定的規定1.第第II-1/3-2規則：規則： (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：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.第第II-1/3-11規則：規則： (原油艙原油艙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 : :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)符合符合MSC. 288(87)MSC. 288(87)決議案決議案 ( (原油輪貨艙原油輪貨艙保護塗層性能標準保護塗層性能標準) )(a)保護處保護處：貨艙船底板及高貨艙船底板及高0.3m；貨艙頂及至下方貨艙頂及至下方BKT BKT 等細部結構等細部結構；隔艙壁通道或頂之下隔艙壁通道或頂之下3m3m。(b) b)個人建議個人建議水平主支撐結構水平主支撐結構 (horizontal girder)(horizontal girder)上表層列入上表層列入 保謢範圍。保謢範圍。(4)(4)MSC.289(87)MSC.289(87) ( (原油輪貨艙防蝕原油輪貨艙防蝕替代措施替代措施之性能標準之性能標準) )(a)(a)可為可為MSC.288(87)MSC.288(87)之替代標準之替代標準(b)(b)目前僅列目前僅列抗蝕鋼料抗蝕鋼料(CRS)(CRS)，抗，抗孔蝕孔蝕。法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求二、二、 船級船級協會協會規定規定1.國際知名國際知名船級協會船級協會，對船舶防蝕要求：，對船舶防蝕要求：除特定船舶的特殊地方除特定船舶的特殊地方( (如散裝船貨艙內部如散裝船貨艙內部) )有進一有進一步規定外，一般均祗有步規定外，一般均祗有原則性原則性的要求。的要求。2.CR鋼船構造與入級規範鋼船構造與入級規範：油漆工程油漆工程(第第II/23章章)、散裝船與油輪散裝船與油輪(第第III/1與與2章章)： (1)(1)除非經認可，否則所有鋼材構件應塗以類似油漆除非經認可，否則所有鋼材構件應塗以類似油漆之保護膜之保護膜 ( (但油艙內部除外但油艙內部除外) )。 (2)(2)鋼材構件應予以徹底清潔，且鬆銹、油漬、及其鋼材構件應予以徹底清潔，且鬆銹、油漬、及其他有害附著物應予清除後才能上漆。他有害附著物應予清除後才能上漆。 (3)(3)適用適用MSC.215(82)MSC.215(82)( (PSPCPSPC) )之船舶，應依該規定。之船舶，應依該規定。 法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求(4)(4)適用適用統一結構規範統一結構規範(CSR)(CSR)的油輪的油輪/ /散裝船散裝船，應依該規定，應依該規定。(5)(5)散裝船散裝船( (含混裝船含混裝船) )的的貨艙貨艙艙蓋與艙口緣圍內艙蓋與艙口緣圍內/ /外、以及外、以及貨艙內部結構貨艙內部結構( (底板及距船側肋骨下端腋板底板及距船側肋骨下端腋板300mm300mm以下以下的底邊艙斜板的底邊艙斜板 (Sloping plating)(Sloping plating)除外除外) )， 應塗以類似應塗以類似環氧環氧 樹脂樹脂的塗層。的塗層。 (見右圖見右圖) 塗層塗層橫向隔艙壁貨艙/艙蓋/艙口緣圍 最少300mm法規對防蝕的要求法規對防蝕的要求3.國際國際船級協會聯合會船級協會聯合會(IACS)規定：規定：所有應符合統一結構規範所有應符合統一結構規範( (CSRCSR) )的油輪及散裝船，的油輪及散裝船，其簽約日為其簽約日為20062006年年1212月月8 8日日以後者，應符合以後者，應符合MSC.215(82)(MSC.215(82)(PSPCPSPC) )決議案的要求。決議案的要求。法规法规(一一)法法規規對對防防蝕蝕的的要要求求，除除特特定定區區域域外外，迄迄今今普普遍遍不甚嚴謹。不甚嚴謹。 (二二)船船舶舶使使用用年年限限中中，其其腐腐蝕蝕問問題題會會持持續續存存在在，影響影響船東權益船東權益甚大，值得格外用心。甚大，值得格外用心。 (三三) 預防預防重於重於治療治療： 1. 1. 船舶船舶建造建造： (避免成為日後腐蝕的病源避免成為日後腐蝕的病源)(1)(1)船舶建造前船舶建造前規劃規劃防蝕措施防蝕措施；(2)(2)船舶監造時加強船舶監造時加強檢查檢查防蝕措施防蝕措施( (尤其是塗裝的監工尤其是塗裝的監工) ) 。 2. 2. 船舶船舶營運營運中中：維謢維謢防蝕措施，是絕對防蝕措施，是絕對必要必要的。的。 船舶防腐设计和施工船舶防腐设计和施工在在选选材材、设设计计和和施施工工中中要要避避免免造造成成电电偶偶腐腐蚀蚀和和缝缝隙隙腐腐蚀蚀。与与高高流流速速海海水水接接触触的的设设备备(泵泵、推推进进器器、海海水水冷冷却器等却器等)要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀 。（3 3）涂料保护）涂料保护（4 4）阴极保护）阴极保护阴阴极极保保护护与与涂涂料料联联合合应应用用是是最最有有效效的的防防护护方方法法。现现在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法。在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法。