船舶防食

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現在のところ、多くの船舶の船体は金属材料で作られており、海水の温度や大気、塩分濃度といった要因の影響を受けて、金属材料は腐食しやすく、その腐食の程度もかなり深刻です。船体が腐食すると、しばしば船体構造の破壊を引き起こし、時には乗組員の命さえも危険にさらすことがあります。したがって、私たちは船体の腐食に関する状況や、必要な防食・保守対策を積極的に理解し、習得しなければならない。そうすることで船体防食技術の発展を促進し、船舶の構造的完全性と財産の安全を守ることができるのである。 一、船体の腐食を引き起こす主な要因数々 1．船体設計の要因 船体の腐食を引き起こす要因は多く存在するが、船体の設計要因はその中でも重要な側面である。また、船体の腐食度は船体の設計と非常に密接な関係がある。したがって、船体を科学的かつ合理的に設計し、適切な防食対策を講じることは、現在、世界中の国々が絶えず努力している方向性となっている。しかし現時点では、多くの船体に設計上の欠陥が依然として存在し、これらの欠陥はほとんどが非科学的な設計に起因している。例えば、船体の被覆層を設計する際に、そのメンテナンス性を十分に考慮しなかった場合、船体の特定の部分に長期間水がたまりやすくなり、排出も困難になります。これによって船体構造の腐食が引き起こされるのです。第二に、一部の船体の防水装置は信頼性に欠けており、船体自体が耐腐食性に劣るだけでなく、船体上の各種配管にある防水装置も優れた耐腐食性を持っていない。これにより、船体の三漏れ現象が容易に広範囲に発生し、その結果船内の水が多くなり、船内の腐食環境をさらに悪化させることになる。第三に、船体にある隙間に対して適切な予防措置が講じられていないため、かなり深刻な腐食状態が生じています。また、電気腐食もこのカテゴリーに属します。隙間や電気的な接触が長期にわたって存在し、効果的な防止策が講じられない場合、船体の漏れや穿孔が比較的多くなる。また、船体の内部コンパートメントには特化した塗装設計が施されていないため、内部コンパートメントの一部の弱点部分が十分に保護されず、その結果船体の内部コンパートメントが損傷する可能性があります。 2．環境要因 船体の腐食を引き起こす原因は多岐にわたり、通常は船体の製造材料が様々な環境要因の影響を受けて変質したり破壊されたりすることによるものです。ですから、船体材料の耐食性とは、環境要因に対してのものです。一般的に、船体の主な材料は鋼材であり、鋼材は低合金鋼と炭素鋼に分けられます。露出試験の最終結果から分析すると、低合金鋼と炭素鋼の世界中の各海域における腐食度には大きな違いはない。しかし、もし一部の船舶がすべて同じ鋼材で造られているにもかかわらず、最終的に船体の異なる部分での腐食度が同じでなく、腐食速度にも大きな差があるとしたらどうでしょう。したがって、その原因は、異なる船舶が異なる保護状態や環境条件を持っていること、そしてこれらのいわゆる保護状態や環境条件がすべて船体自体の設計と密接に関連していることに帰着できます。船体の外部にある最も主要な環境としては、海水に浸かっている状態があり、その他には乾燥と湿潤が繰り返される領域があり、さらに上層には海洋大気環境がある。一般的に、船体の内部環境はほとんどが海洋大気環境である。しかし、船体の局部的な位置はさらに細分化することができる。例えば、湿った水たまりのある環境、通常の大気環境、そして船底に水がたまっている環境に分けられます。船室に大量の水が溜まっているため、船室は湿った水たまりのある環境となっているのです。その結果、船体構造は深刻な電気化学的腐食を被った。一部の船体はメンテナンスが不十分で、単なる簡易的な塗料に頼って保護しているため、船体の外側が深刻な腐食状態に置かれている。これにより、船体が深刻に腐食する可能性が非常に高くなる。船体が腐食する原因となる水たまりには、もう一つの状況があります。それは、船体の中に見つけにくい水たまりがあることです。これらの水たまりは長期間船室に留まったままになり、その結果、水たまりが適時に排出されず、船体が長時間にわたって水たまりによって侵食されてしまいます。 二、船体腐食のいくつかのタイプと主な原因 1．船体構造の水上部分における腐食 船体の水上部分には、主にデッキ、上部構造、および乾舷が含まれる。これらの船体の水上部分は、平時において主に雨雪、海水の飛沫、そして海洋大気の影響を受けており、これらの要因はすべて船体の水上部分が深刻に腐食する重要な原因となっている。海洋大気中には大量の窒化物が存在し、それによって凝結水が船体構造への損傷を悪化させる。一方、デッキ内の機関室やボイラーの表面は温度が比較的高いため、これらの領域における水害の深刻さもある程度悪化している。いくつかの科学実験によると、船体の火薬補正部はその金属組織が構造的に大きく変化するため、耐食性が船体の他の部分よりも**低くなる。したがって、船体の火薬調整部には適切な塗膜がなく、他の部分よりも損傷しやすいため、最終的に船体の腐食速度が**加速する**のです。#p#ページタイトル#e# 2．水中にある船体構造の腐食 船体構造の水中部分には、一般的に船尾、船首、船底、船側の4つの部分が含まれる。船体の船首部は長期にわたって波の多い場所にあり、そこでは常に泡が渦巻いている。海水は船体に強力な流体力を作用させ、まず最初に影響を受けるのがコーティングで、コーティングは通常深刻な損傷を被ります。また、船体が停泊している際には、船側部分の外殻が船側の表面コーティングを深刻に損傷させることがよくある。船体構造における船尾は主に銅合金材料で作られており、特に船体の端部では重度のアノード分極現象が容易に発生し、この現象が深刻な船体腐食を引き起こす可能性がある。船体の外部コーティングは、深刻な損傷を受けやすい。また、海に浮かぶ一部の浮遊物も、船体のコーティングに深刻な損傷を与える可能性があります。それだけでなく、船体がある海面に大量の石油由来物質が存在する場合、これらの物質も船体の外側コーティングを深刻に損傷させます。これは、水線部の船体に使用される塗料が安定した性質を持たず、特に石油系製品の影響や乾燥・湿潤状態の絶え間ない変化により、**腐食性を持つ物質による侵食が促進されるからです。それに加えて、船体構造の水中部分の溶接部も特に腐食が起きやすい。船体構造の水中部分の腐食は、多くの場合電気腐食である。 3．船体内部構造における関連する腐食 船体の使用条件が異なるため、船体内部の各コンパートメントでも腐食の程度は異なります。例えば、作業区画と居住区画の腐食度は一般的に比較的軽く、目立った腐食の痕跡も見られません。しかし、衛生キャビン内ではより深刻な腐食が発生します。特にバスルーム、トイレ、洗面所の腐食状況はかなり深刻です。船体の貨物倉内では、頻繁に荷物の積み降ろしが行われる上、水たまりや結露の影響も加わるため、貨物倉の構造に施されたコーティングが損傷しやすくなります。貨物室のコーティングが損傷すると、船体の内底板や貨物室の壁の腐食が加速しやすくなります。また、船体の液槽の腐食度はかなり深刻です。一方、バラストタンクや淡水タンクはセメントコーティングが施されているが、このセメントコーティングには不安定さと透水性があるため、船体のタンクの腐食を抑制することは非常に難しい。船体には電食という腐食も存在します。一般的に、電食は船体が浮いた状態で修理される際や、埠頭での取り付け時に、電源ケーブルの接続が適切な方法で行われないことが原因で起こります。そのため、船体が停泊する水域で雑散電流が発生します。これにより、かなり深刻な電気腐食が生じる。 三、船体の腐食状況に対して効果的な保護を行う方法 1．耐腐食性の高い船体材料の選定 船体の耐腐食性を向上させるためには、船体の建造時に優れた性能と適切な強度を持つ溶接技術を用いるとともに、電気化学的性質が比較的適合した異なる種類の鋼材を選択する必要がある。同じ船舶で使用される建造材料は、その腐食電位をできるだけ近づけるようにすべきであり、これによって電気化学的腐食が船体に与える被害を大幅に軽減することができる。 多くの船体にある動力システムや消火配管、そして関連する冷却水配管網は、振動や腐食によって漏水、漏気、漏油が起こりがちで、これがいわゆる「三漏れ現象」です。三漏現象を防ぐためには、船体には流速が比較的低い真鍮管を使用すべきですが、一般的にはブロンズ管がよく使われます。管内の流速が比較的速い場合は、銅と鉄のアノードを組み合わせた技術を用いることができます。管内の流速がかなり高く、激しい洗浄や腐食に耐える必要がある場合は、二相ステンレス管またはチタン管を選択することができます。チタン管の性能は非常に優れているものの、価格も特に高額です。管内の流速がそれほど高くなく、かつ防食性能にも特に高い要求がない場合は、一般的に亜鉛メッキ管や通常の鋼管を使用します。 2．コーティングによる保護措置 船体の保護度や耐食性の高低は、ある程度、船体のコーティング材料に依存する。したがって、適切な船体塗料を使用し、適正な施工技術によって船体の一部を効果的に覆い、船体の各部の鋼鉄表面を外部のさまざまな環境から隔離することができれば、船体を効果的に保護し、それによって船体構造の腐食を軽減することができるのです。一般的な船体においては、最も一般的な方法は適切なコーティングを選ぶことです。なぜなら、コーティングは船体にとって最も効果的で、かつ最も経済的な手段だからです。実際、船舶の表面コーティングが合理的かつ科学的、経済的、効果的に船舶を保護できるならば、それは船体の保護にとっても重要な意味を持つ。しかし、その鍵となるのは、適切で科学的なコーティングシステムを選定することであり、同時に正しい施工技術や科学的な管理手法も必要となります。#p#ページタイトル#e# 3．電気化学的防食対策 電気化学的防食対策とは、腐食電池の電位差をなくすか減少させることにより、船体の腐食を軽減する方法のことです。電気化学的防食法は、カソード防食とアノード防食の2種類に分けられる。いわゆるアノード保護とは、外部の直流電源のアノードを保護対象の金属に接続することで、金属の腐食速度を大幅に低下させる方法であり、特殊な不動態保護法です。しかし、この方法はすべての金属に適用できるわけではなく、いくつかの金属にはいわゆる不活性状態が存在しないからです。一方、カソード防食法は、保護対象の構造物にカソード電流を流すことにより、その構造物のアノードの腐食速度や溶解速度を**低下させ、場合によっては腐食速度や溶解速度を最小限まで下げることができる。この船体を保護する方法が、カソード・アノード防食法です。