Chống lại sự ăn mòn

Sắt và thép đã được sử dụng để đóng vỏ tàu trong hơn hai thế kỷ và mặc dù lúc đầu số lượng rất ít, nhưng ngày nay thép là vật liệu được lựa chọn ngoại trừ một số ít tàu nhôm. Trong hầu hết các trường hợp, đây là thép mềm, mặc dù một số tàu có thép chuyên dụng như thép cường độ cao hoặc thép không gỉ cho két.

Thép đã được chứng minh là một vật liệu rất bền để đóng tàu, nhưng nó có một đặc điểm chính phải được quản lý trong suốt vòng đời của một con tàu: sự ăn mòn.

Ăn mòn không phải là thứ có thể bị đánh bại hoàn toàn vì sự phân hủy sắt thành oxit sắt là một chu kỳ tự nhiên, nếu không có sự can thiệp, sẽ xảy ra với tốc độ nhanh do môi trường mà tàu hoạt động. Sự ăn mòn cấu trúc và máy móc của tàu có nhiều nguyên nhân, bao gồm tiếp xúc với nước biển hoặc không khí chứa nhiều muối, hoạt động của vi sinh vật, hàng hóa bị ăn mòn và thậm chí cả lưu huỳnh trong nhiên liệu sử dụng trong động cơ chính và động cơ phụ. Hiện tại vấn đề thứ hai sẽ ít hơn do mức lưu huỳnh trong nhiên liệu đã giảm kể từ ngày 1 tháng 1 năm 2020, nhưng nó vẫn có thể là vấn đề đối với các tàu được trang bị máy lọc khí vì đã có trường hợp ăn mòn nghiêm trọng do loại bỏ axit rửa nước.

Ăn mòn thường được cho là gây thiệt hại cho ngành vận tải biển từ 50 tỷ đến 80 tỷ đô la một năm. Con số này được trích dẫn lần cuối vào tháng 3 năm 2021 khi tổ chức phân loại ABS đưa ra thông cáo báo chí công bố công cụ phát hiện ăn mòn AI mới của mình, nhưng nó có nguồn gốc từ các báo cáo trước đó của tổ chức Hoa Kỳ. và một tổ chức khác, Hiệp hội Lớp phủ Bảo vệ, được sáp nhập vào năm 2020 để trở thành AMPP (Hiệp hội Bảo vệ và Hiệu suất Vật liệu).

“Có thể cho rằng con số này có thể cao hơn vì nó chỉ dựa trên việc sửa chữa tàu và thay thế thép bị ăn mòn, nhưng chi phí thuê, thiệt hại về uy tín và quyền sở hữu tàu được bảo trì kém của PSC khó định lượng hơn,” Erik Risberg, Giám đốc Hạng mục Toàn cầu – cho biết Bảo vệ Thép, Sơn Jotun Performance.

“Nói rộng hơn về ăn mòn và vượt ra ngoài ngành vận tải biển, AMPP đã công khai tuyên bố rằng chi phí lên tới hàng nghìn tỷ đô la với tổng chi phí bằng 3-4% GDP. Người ta cũng nói rằng khoảng 20% ​​lượng thép hàng năm của thế giới Risberg cho biết thêm.

Chống ăn mòn ngay hôm nay

Hầu hết sự ăn mòn trên tàu là do các điều kiện chứa nhiều muối mà tàu hoạt động và cách bảo vệ tốt nhất chống lại điều này là sử dụng các lớp phủ được áp dụng đúng cách cho các bề mặt được xử lý đúng cách và được bảo dưỡng càng nhiều càng tốt. Việc bảo vệ bằng các lớp phủ không chỉ giới hạn ở bên ngoài tàu mà còn rất quan trọng trong các két dằn và các khu vực tương tự cũng như trong các hầm hàng và két hàng.

Một số hư hỏng như hư hỏng do neo và xích neo tác động lên thân tàu và hư hỏng cơ học phía trên mực nước do tiếp xúc với các vật thể trên biển, bến tàu, giao cắt luồng và hoạt động lai dắt thường có thể nhìn thấy được và cần được sửa chữa càng sớm càng tốt. Ngay cả khi hư hỏng nhỏ, rất có thể đã xảy ra hiện tượng mất lớp phủ, khiến thép dễ bị ăn mòn. Thiệt hại vô hình có thể xảy ra nếu một bề mặt đã được chuẩn bị không đúng cách trước khi phủ. Điều này có thể cho phép sự ăn mòn xảy ra dưới những gì dường như là một lớp phủ nguyên vẹn.

Bên dưới mực nước, lớp phủ chống bám bẩn hoặc chống bám bẩn sẽ mang lại mức độ bảo vệ cao, nhưng lớp phủ bị hư hại sẽ tạo điều kiện cho quá trình ăn mòn diễn ra. Bảo vệ catốt trong đó các cực dương hy sinh – thường là kẽm – được gắn vào lỗ và nước biển xung quanh hoạt động như một chất điện phân cho phép xảy ra phản ứng điện hóa tự nhiên để bảo vệ chống ăn mòn và là biện pháp bảo vệ thông thường chống lại mọi sự ăn mòn có thể xảy ra. Dòng điện ấn tượng, thông qua các hệ thống ICCP, là một phương pháp phổ biến khác được sử dụng để đạt được sự bảo vệ tương tự cho các lỗ mạch.

Ở những nơi không có lớp phủ, chất ức chế ăn mòn được thêm vào khoang chứa và những nơi khác mà nước biển đọng lại sẽ bảo vệ bên trong tàu và cấu trúc thượng tầng. Khi các kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau, sự ăn mòn điện có thể xảy ra. Điều này có thể mở rộng ra ngoài các cấu trúc khác nhau để bao gồm các bu lông và ốc vít hoặc thậm chí cả các mối hàn. Dạng ăn mòn này phải được xác định trong quá trình kiểm tra thường xuyên và thay thế vật liệu hoặc bổ sung các rào cản để ngăn ngừa sự cố.

Mong đợi

“Cải thiện tác dụng bảo vệ và chống ăn mòn của lớp phủ là lĩnh vực nghiên cứu lâu dài của các nhà sản xuất lớp phủ, nhưng việc đưa sản phẩm mới ra thị trường chỉ có thể được thực hiện sau khi thử nghiệm rộng rãi. Có thể ước tính và đảm bảo tuổi thọ của lớp phủ bảo vệ là quan trọng nhất, thường là khía cạnh then chốt khi thiết kế hoặc lựa chọn các hệ sơn phủ phù hợp cho ứng dụng,” Anders Skilbred, Phòng Thử nghiệm Hóa chất Cao cấp của Bộ phận Nghiên cứu & Phát triển, Jotun Performance Coatings nhấn mạnh.

Nói chung, tất cả các lớp phủ bảo vệ đều được kiểm tra kỹ lưỡng bằng các thử nghiệm cấp tốc trong phòng thí nghiệm. Thử nghiệm tăng tốc có ưu điểm là cung cấp dữ liệu và kết quả trong thời gian tương đối ngắn, đồng thời các điều kiện thử nghiệm được xác định trước và kiểm soát trong suốt quá trình thử nghiệm. Đối với các công trình biển và ngoài khơi, thử nghiệm được thực hiện theo các tiêu chuẩn và chế độ thử nghiệm được quốc tế chấp nhận khác nhau, chẳng hạn như ISO 12944-9 và nghị quyết MSC.215(82) của IMO.

“Trong những năm gần đây, một số người đã đặt câu hỏi về giá trị của thử nghiệm tăng tốc sau khi thấy rõ ràng rằng mối tương quan giữa kết quả thử nghiệm và việc sử dụng thực tế là không cao. Thử nghiệm tăng tốc trong điều kiện môi trường khắc nghiệt hơn hoặc ở nhiệt độ cao hơn có thể tạo ra các cơ chế xuống cấp khác so với trong điều kiện sử dụng, ” Skilbred giải thích.

Một số nghiên cứu gần đây do Jotun thực hiện đã xác nhận rằng kết quả thử nghiệm phơi nhiễm trong phòng thí nghiệm cấp tốc đối với tám hệ sơn phủ bảo vệ, so với kết quả thu được từ chín năm thử nghiệm phơi nhiễm ngoài hiện trường trong môi trường biển C5, đã cho thấy mối tương quan yếu cho thấy hiệu suất cao của hệ sơn phủ trong quá trình thử nghiệm tăng tốc trong phòng thí nghiệm không nhất thiết phải dự đoán được hiệu suất cao lâu dài trong các điều kiện dịch vụ.

“Trên thực tế, chúng tôi đã thu thập dữ liệu trong phòng thí nghiệm và thực địa từ hơn 70 hệ thống sơn thương mại khác nhau trong nhiều năm cho thấy điều tương tự,” Skilbred cho biết thêm.

Ý nghĩa của điều này là hiệu suất thực tế có thể khác biệt đáng kể so với dự đoán về kết quả kiểm tra. Trong một số trường hợp, điều này có thể dẫn đến lớp phủ bị hư hỏng sớm và ngược lại, lớp phủ ở tình trạng hoàn hảo có thể được thay thế sau một thời gian, làm tăng chi phí và gây ra thời gian ngừng hoạt động cho tài sản được đề cập. “Do đó, điều quan trọng là phải đưa dữ liệu thực và các phương pháp đánh giá mới vào bộ công cụ đánh giá lớp phủ để đảm bảo giải pháp lớp phủ được tối ưu hóa cho các điều kiện mà tài sản phải hoạt động,” Skilbred nhấn mạnh.

“Do đó, cũng cần nghiên cứu các phương pháp thử nghiệm bắt chước cuộc sống thực và có thể được sử dụng để thực hiện đánh giá vòng đời còn lại trên các lớp phủ đã có. Đạt được điều này sẽ là một chặng đường dài hướng tới việc đáp ứng mong đợi của khách hàng. , giảm chi phí và nói chung là cải thiện độ bền của lớp phủ và cấu trúc mà chúng bảo vệ,” Risberg cho biết thêm.

Cải thiện hiệu suất của lớp phủ không nhất thiết liên quan đến các sản phẩm hoàn toàn mới, mà là các hoán vị ứng dụng khác nhau. Ví dụ, trong các thử nghiệm của Jotun, một hệ thống sơn phủ bao gồm lớp sơn lót giàu kẽm, lớp thứ hai bằng epoxy nguyên chất và lớp phủ ngoài cho thấy ít hoặc không có sự xuống cấp nhìn thấy được trong môi trường biển khắc nghiệt sau chín năm thử nghiệm.

Để biết thêm thông tin, liên lạc:
Erik Risberg erik.risberg@jotun.no
Anders Skilbred Anders.Skilbred@jotun.no