溫度對貨艙與壓載水艙腐蝕速率的影響

貨艙與壓載水艙的腐蝕問題是一項重大挑戰。DNV的分析表明，腐蝕是船體缺陷的最常見原因，且我們的驗船師常發現涂層失效時間遠早于預期。船體結構暴露于高溫環境可能是潛在誘因。本篇技術新聞將深入探討這一課題。

壓載水艙與貨艙腐蝕 — DNV洞察

壓載水艙和貨艙的實際腐蝕速率可能與規范假設及內置腐蝕模型存在差異。DNV的檢驗數據顯示，油輪和散貨船的壓載水艙與貨艙在第三次換證檢驗時腐蝕缺陷顯著增加，并在第四次換證時達到峰值（圖1）。這意味著，部分船舶的有效涂層防護壽命可能僅為《防護涂層性能標準》（PSPC）要求的三分之二左右。

DNV材料專家指出，涂層劣化過程及其后果均呈非線性。一旦防護涂層開始失效，腐蝕會迅速加劇，導致點蝕、邊緣腐蝕或溝槽腐蝕等問題。DNV的檢驗數據分析表明，許多缺陷出現在疑似暴露于高溫的區域，這些區域的腐蝕速率和擴散程度更為嚴重。

圖1 DNV船隊船體缺陷統計

涂層劣化的原因

涂層劣化與失效的原因復雜，通常涉及多種因素疊加。腐蝕取決于鹽度、酸度、濕度、溫度、暴露時間及涂層狀態等環境條件，其劣化速率呈高度非線性且隨時間變化。

涂層制造商認為，涂層失效多因表面預處理不足或施工不當。而船東保險方與租船方則主張，失效主要源于規格錯誤（設計或質量缺陷）或超出設計限值的運營條件，例如貨物儲存溫度長期較高、不當清潔程序以及貨物/壓載操作中的機械損傷。

溫度對腐蝕的影響

在影響腐蝕速率的因素中，高溫暴露常被忽視。DNV基于實測數據建立的仿真模型顯示，溫度每升高 10 攝氏度，裸碳鋼的腐蝕速率就會增加約 30%（圖2）。涂層鋼同樣受溫度影響，高溫會加速涂層老化，導致焊縫、硬點及其他薄弱區域出現早期局部失效。

鄰近加熱貨艙/燃油艙的壓載水艙是典型案例。DNV近期檢驗發現，即使涂層在上一次船級檢驗中被評為“良好”，仍會存在鋼材腐蝕加劇的現象。

圖2 溫度對腐蝕速率的影響

腐蝕損傷的后果

結構完整性損失：

腐蝕導致鋼材局部或整體厚度減薄。雖然點蝕或溝槽腐蝕等局部腐蝕可能并不直接威脅整體安全，但其會誘發裂紋、孔洞或表面異常的形成，導致泄露至壓載水艙泄漏（圖片1右），進而引發環境污染或貨物與壓載水交叉污染。此外，可能引發“多米諾效應”——多個構件的局部腐蝕造成鋼材/焊縫損耗與開裂，導致相鄰構件超載，最終在短期超設計載荷下失效，引發嚴重整體結構破壞（圖片1左）。

圖片1：腐蝕引發“多米諾”式開裂（左）與溝槽腐蝕導致泄漏（右）

維護/運營成本增加：

若未能及時處理腐蝕問題，將增加維護與修理成本。若對腐蝕加速區域的涂層狀態判斷失誤，可能需在計劃船級檢驗周期外進行換板，導致停租損失或合同違約（圖片2）。

圖片2 兩年后的涂層狀況（修復施工不當示例）

建議

涂層維護：

保持壓載水艙內表面原始防護涂層是防腐蝕最有效的方法。修復工作應由合格人員按涂層廠商指導執行，否則修復后涂層可能過早失效。

定期涂層檢查：

實施定期檢查與維護計劃，以便在腐蝕惡化前識別并處理問題。

DNV的技術支持：

盡早聯系DNV參與評估涂層狀態，有助于掌握艙室狀況。DNV可提供定制化船體檢驗計劃，重點監控已報告腐蝕或涂層評級為“一般”或“差”的艙室。除定期檢驗外，可增加專項檢驗，將相關艙室納入下次檢驗范圍。

DNV規范文件 DNV-CG-0288 提供了船舶腐蝕防護的全面指南，涵蓋方法、技術要求、原則與驗收標準。

DNV船級符號COAT-PSPC 確保貨艙與壓載水艙涂層施工各階段均經過船廠檢查與驗證。