船舶舷梯是船舶与外界之间的通道,应能确保人员安全便捷的登离船舶。目前船上多使用钢制舷梯和铝制舷梯,由于铝制舷梯具有重量轻、强度大等特性,多数船舶使用此种铝制舷梯。其各金属部件在海上潮湿高温的环境中,容易受到电化学腐蚀的影响。
一、电化学腐蚀的原理
电化学腐蚀的本质即原电池的工作原理—将化学能转化为电能。原电池属于氧化还原反应,但是不是通过有效碰撞完成电子的转移,而是还原剂在负极发生失去电子,电子通过外电路传送到正极,氧化剂在正极得到电子发生还原反应,从而完成氧化还原反应。
以铁和铝在氯化钠溶液中为例阐述其原理。铝作为负极失去电子,发生氧化反应,生成铝离子,铁作为正极,正极的氧气和水得到电子,生成氢氧根离子,最终,铝离子和氢氧根离子生成氢氧化铝。由于氢氧化铝不稳定,最终分解成氧化铝和水。在整个过程中,铁作为正极得到了保护,不会造成腐蚀。
二、船用舷梯的电化学腐蚀
船舶舷梯的基本结构主要包括舷梯梯身和舷梯升降翻转固定装置两大部分。梯身主要包括梯架、踏步、踏步传动杆、上平台、下平台、栏杆扶手、护木、侧向滚轮、下滚轮及轴销等部件,其中多数部件为铝合金制品;升降翻转固定装置主要包括吊素、滚轮、横担、吊臂、传动管、支座、眼板和相关的轴销、卸扣、紧钩等部分,为保证其强度多为钢铁制品。
由于舷梯整体由不同性质的材料构成,为保证舷梯的功能性必定需要其不同材质部件接触,加之船舶营运环境高温潮湿,并且海水中盐度较高,航行中上浪或者海水蒸发遇到舷梯相关部件凝结,使其具备了电化学腐蚀发生的条件,从而发生原电池反应,导致铝合金部件发生电化学腐蚀,生成氧化铝,从而是舷梯的强度降低,导致发生舷梯倒塌、滑脱等,造成人身伤害。
在上述过程中钢铁部件得到了较好的保护,但是其与氧气、水蒸气发生了另外一项化学反应。电子从铁的表面游离出来,通过电解质,如水蒸汽或海水,运送到氧气中,氧气得到电子生成痒离子,铁离子与氧离子结合生成氧化铁,即铁锈。
三、舷梯保养中防止电化学腐蚀的措施
涂装保护:对舷梯的金属部件进行涂装保护是防止电化学腐蚀的重要措施之一。通过涂覆防腐蚀涂料或油漆,可以隔绝金属与电解质溶液的直接接触,从而减缓或阻止腐蚀反应的发生。
定期清洁和维护:定期对舷梯进行清洁和维护也是防止电化学腐蚀的有效方法。及时清除舷梯上的积水、污垢和腐蚀产物,保持金属部件的干燥和清洁,可以降低电化学腐蚀的风险。
避免不同金属直接接触:在设计和安装舷梯时,应尽量避免不同金属部件的直接接触。如果必须接触,可以在接触部位安装绝缘垫片等隔离材料,以减少电位差和腐蚀电池的形成。
舷梯梯保养中的电化学腐蚀,是一个值得高度重视的问题,有效防止电化学腐蚀的发生,可以延长舷梯的使用寿命,并保证船舶的安全运营。
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