知识贴 | 漏水的真凶,此文不看容易沉船
发布日期:2017-12-11 15:46
最近看到国内一起帆船沉没事故,让我想起了曾经专门为此做过的一个课题,刚好可以用来阐述几个在航行时容易出现漏水情况的安全隐患,于是便拿出来与诸位帆友分享,希望对大家有所帮助。


在文章之初,相信大家都知道市面上大部分游艇的材料可以粗略地分为:钢制、铝制、木制、复合工艺之胶合板、复合工艺玻璃钢与碳纤维。首先,不论这几种船型由什么材料建造而成,其中有一个导致船只沉没的最直接原因,便是结构受撞击破裂以及通水部件漏水(如海底阀漏水)。一般发生漏水沉没事故,我们就会习惯性地将问题的原因归结为搁浅、重物砸击等外界因素引起的船体漏水,此文则是在触礁或外力砸击的原因之外,列出几种隐性且危险的漏水情况,并且给出解决方案,以防止由于你的保养不到位,而出现航海险情。


1. 水渗透形成的分离型渗水、漏水


主要被害种类:复合材料船只

(隐蔽性★★★★★危险性★★★)


 水渗透其实是水分子经半透膜扩散现象,一般只出现在复合材料工艺制造的船上,例如玻璃钢、碳纤维以及胶合板结合玻璃钢的工艺。这种现象会根据水温、介质之间的浓度出现渗透周期的不同。



图一:水分子进入胶衣以及复合材料船壳后的示意图。


由于玻璃钢工艺本身就是由树脂和纤维构成,而树脂自身便是一种溶剂,于是船舶在入水后,一些树脂固化不稳定或者半固化的区域就会容易形成渗透情况。水分子首先会通过胶衣进入到胶衣与玻璃钢主体之间的位置,并不断积累,使船体表面的胶衣突起,形成一些“水泡”。而这种“水泡”一旦发现能够进入水分子的半透膜区域,那么这些水分子便会进入下一层的船壳结构,并形成“水泡”区域。


一旦这种水泡形成,那么玻璃纤维之间的胶合也就被破坏,并且开始出现内部水压使纤维层之间开始分离。这种“离层”效应因为树脂之间不再粘合便形成不可逆的破坏。日积月累之下,就会对船体结构产生非常严重的破坏。


但是,这种情况又具有极强的隐蔽性,大部分的水渗透在船体停靠在水中时是无法发现的,而一旦船舶被吊离水面后,1-2个小时后由于水的蒸发效应,所有的脆弱区域又会消失不见。所以很多非专业训练的维护人员,就很难发现,导致问题常年积累,形成破坏结构的顽疾。



图二. 刚出水并受到渗透影响的船体



图三. 水渗透形成的结构分离层


一旦出现图三所示的现象后,你的船基本上也就处于“癌症晚期”了,这时维修保养费用就不是一笔小数目了。


检查方案


1. 观察法:吊船出水后立即进行检查,查看出现“水泡”的位置,并用油性笔标注出来,以备维修,防止水分蒸发后“水泡”收缩恢复。

2. 湿度仪检测法:使用湿度仪,对各个区域进行检查并标注不同区域明显的湿度差异。

3. 敲击法(效果不如前两个):在水分蒸发后,使用橡胶锤或者螺丝刀手柄进行敲击,通过声音不同来辨识空层区域。


2. 水渗透 腐蚀 干腐


主要被害种类:

复合材料(胶合板或实木船体)、木制船只    

(隐蔽性★★★★危险性★★★★)


同样是由于水渗透,同时加上海水温度的常年变化,以及海底盐分的存在,海水进入玻璃钢后面的胶合板以及木材后,木材自身会进行膨胀和收缩作用。由于这种干湿不断变化的过程,木材便会出现干腐或者腐蚀的情况,其纤维结构就会遭到破坏。这种破坏的隐蔽性不及玻璃钢的渗透现象,但是危害却很大,特别是对船底底部一些关键部位(例如底部木质骨架、肋骨等)造成严重的影响,出现漏水甚至破裂。



图四. 胶合板材料出现的腐蚀情况。



图五. 底部骨架的腐蚀。


除此之外,一旦有水汽或是甲板等位置出现漏水或者渗水后,加上温度、湿度的变化,会让木材出现干腐现象,这种干腐现象也会出现类似上部分两张图片的结果,最后导致整个船体结构的破坏。


检查方案:


1.眼看:手持电筒,在进行船检时通过观察船体木材、漆面上是否有“起泡”、“污渍”的残留现象。一般结构未上漆部分会非常容易看到“水渍”的痕迹。

2.敲击法:使用橡胶锤或者螺丝刀手柄进行敲击,在出现腐蚀、干腐的位置会出现沉闷的敲击声。

3.钻孔法:将细长的钻头钻入可能出现腐蚀的位置,被腐蚀的位置极易被穿透,并且钻头取出后有细粉出现。


3. 电偶腐蚀


主要被害种类:

船上五金件、钢制、铝合金制船漏水

 (隐蔽性★★★★★危险性★★★★★)


众所周知,海水是一种天然并且复杂的电解液,而两个不同的金属放入海水之中时就会由于金属之间的电位差促使其中低电位的金属出现溶解腐蚀,形成电偶腐蚀现象。而电偶腐蚀又被称为接触腐蚀、双金属腐蚀,意思为当两种不同的金属置于电解液中时也会出现电偶腐蚀。这种现象在海船内非常常见,也是大多数船用五金件出现故障的主要原因。笔者前年接触到一条帆船,其舵部的一个螺帽出现非常严重的电偶腐蚀情况。当笔者观察这个螺帽的外表时根本无法发现其出现的腐蚀现象,但是一旦翻出来查看后才发现这一螺帽已经中空,其腐蚀程度令人震惊。下图就是当时所卸下来的螺帽。



图六. 被电偶腐蚀蛀空的舵部螺帽


可以看到,这个螺帽已经完全无法起到紧固作用了,但是这种现象却很隐秘。在海上航行时,你若有一个类似的紧固件出现在比如舵部、舵轴承等关键部位时,一旦遇到稍大一些的风浪,那么很有可能就会出现整舵脱落,或者轴承部断裂。


同时,大部分会出现电偶腐蚀的船用五金件都位于船体的入水部位,对航行安全起到非常关键的作用。例如海底阀、舵、通水设备等等,所以其危害性就非常巨大。


有人说,我螺旋桨部位不是安装了锌块了嘛,难道还会出现这么严重的电偶腐蚀?没错,你螺旋桨是装了,但是你的螺丝螺帽、各种小型五金件是直接与其他产品进行接触的。这种接触面之间的电偶腐蚀速度相对于螺旋桨等产品的腐蚀速度会更快一些。


电偶腐蚀不单单是船体自身的问题,往往在停靠泊位时更容易加速这个过程。下图就是两个示范案例。



图七. 停靠泊位时,因两船材料不同形成的电偶腐蚀



图八. 停泊时船体与岸电之间的电偶腐蚀现象


检查方案


1.敲击、拆装法。对金属部件进行敲击,闻声,对已经出现渗水或者水渍的部位要重点进行拆装检查,特别是螺帽部件。

2.定期检查船底锌块的情况,及时更换。

3.长期停泊于泊位的船只,在进行下一次航行时必须要全面检查入水五金件的安全性。

4.对各金属部件使用导线与锌块接合,以确保锌块作为被腐蚀对象。

5.安装新金属部件时,请查阅下表,防止出现电位差过大而形成的电偶腐蚀现象。


在海水环境下的部分金属电位序

材质

范围

石墨

0.3

铂金

0.26

钛金属

0.06

316、317不锈钢

0

-0.15

302、304、321、347不锈钢

-0.10

白铜

-0.24

-0.25

锰青铜

-0.34

-0.37

410、416、430不锈钢

-0.57

低碳钢、铸铁

-0.72

铝合金

-1

-1.03

-1.63



最新评论 (1条)
  • 请问您的图片图源/参考文献是什么,拟引用,非常感谢您的分享!
    2019-11-18 15:52
  • Eric
    Eric 发布至 行业新闻
    I like sailing!~
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