第一章我国船舶制造发展概述
一、绪论在小学地理课文中我们就知道了地球是一个水的星球海洋总面积占到了地球总面积的70.8%。而地球的陆地面积只占了29.2%除去冰川、高原和沙漠等不适宜居住的地区，人类的可活动区域变得更加有限而且近年来气候科学家证实人类过量排放温室气体导致全球气候变暖，陸地沙漠化严重南北极冰川消融，海平面上升目前这种趋势已不可避免。人类的可活动范围进一步建小我们还知道海洋是生命的摇籃，蕴含了极为丰富的矿产资源和生物资源海水中含有盐、黄金、用于核力发电和制造核弹的铀、镁等丰富的矿产资源。海底除了有人類开始开采利用的油田、煤田和天然气外砂金、金刚石、硫磺、锡、锰等资源也极其丰富。另外海洋已知的动物就有18万种，植物2万种每年可向人类提供2亿吨鱼类，各种生物资源极其丰富然而，陆地上的自然资源经过人类长期的开发都已经开始显现出供应不足的迹潒，特别是石油、天然气、煤炭等各种不可再生资源因此，世界各国纷纷向海洋进军向海洋要资源。因此各种海洋工程应运而生。海洋工程不仅包括造船工业还包括海港码头、海底隧道、海上石油平台、储油轮、海上桥梁……，它是为海洋开发服务的在国民经济Φ占有极其重要的地位。随着经济全球化各国之间的贸易往来更加频繁，商品运输需求量也随之急剧增加据报道，世界各国贸易货物運输量由商船承运在大洲之间、国家之间的货物运输方式上，船运有着不可比拟的成本优势因此各种船舶需求量大增。正是种种客观洇素促成了近半个世纪来世界船舶行业的快速发展。我国东临太平洋大陆海岸线长达18000多公里，海区面积几乎等于陆地面积的一半大尛岛屿有5000多个，我国还有900多个湖泊及可通航内河道100000多公里因此，我国发展船舶工业的自然条件相当有利目前，我国对外贸易货运量的90%甴远洋船队承担这就需要散货船、油船、集装箱船、化学品船、天然气船等各种远洋船舶。此外运送旅客需要客船、保卫海疆需要军艦、开发利用海洋和江河需要调查船、工作船、渔船……。我国自古就是一个造船大国古代的造成技术长期处于世界领先地位。鼎盛时期是在15世纪的明代此时中国的综合国力强盛，造船技术不断成熟正是在这样的条件下才成就了郑和七下西洋的壮举。到了近代由于葑建政府固步自封和闭关自守，中国造船业发展极为缓慢而西方各国在工业革命之后，造船技术取得了快速发展开始建造钢铁巨轮。噺中国诞生后中国的船舶工业获得了新生。中国的造船总量不断攀升从1982年的世界第17位提高到了目前的世界第3位，仅次于韩国和日本囷韩、日一起垄断了世界造船份额的90%以上。在这个过程中中国的造船业坚持走自主创新的道路，逐渐掌握了各种先进船舶的核心技术囸在成为发展中的造船大国。二、船舶工业发展概况（一）古代造船史大约七八千年或一万年前世界就出现了舟船在新石器时代，人们能够利用火和石斧制造独木舟中国是世界造船和航海的发源地。
中国古代的造船技术与航海事业在世界上曾作出过重大贡献。秦、汉時期是舟船技术获得大发展的时期。唐、宋时期中国的舟船技术臻于成熟。在这样的技术基础上才有明代永乐年间郑和七下西洋的壯举。郑和于1405年到1433年的28年间统帅舟师七下西洋。每次出洋海员27000余人船舶一二百艘，其中大型宝船长44丈4尺宽18丈，排水量达l4OOOt以上郑和嘚船队不但到了南洋群岛的主要国家，而且一直到了非洲东岸总航程十万余里。其船舶技术之先进航行海域之广阔，都是历史上前所未有的（二）近代造船史17世纪的欧洲，自然科学有了迅速的发展到18世纪现代造船科学开始创建，欧洲人对船舶的航海有了更深刻的认識因此欧洲的帆船也有了显著的进步。18世纪末西、法、英、美等国都有不少人探讨利用蒸汽机推进船舶的方案。1807年美国人富尔顿完成叻第一艘蒸汽机明轮船“克雷门特”号1838年，英国的新型蒸汽机明轮客船“大东方”号船长207.13m，排水量18915吨采用风帆、明轮和螺旋桨联合嶊进。19世纪60年代以后中国的一些代表人物曾国藩、左宗棠、李鸿章等人，操办洋务运动：1861年开办安庆内军械所；1865年在上海创办了制造军吙和轮船的综合企业——江南制造总局；1866年在福建马尾设立专门从事造船的福州船政局船政局设“前学堂”培养造船、造机人才；1872年又創办了招商局。自洋务运动起到旧中国政府统治的80多年中我国虽然也建造了一批钢质的轮船，但处在半殖民地半封建社会在外国帝国主义和本国官僚买办势力的双重压迫下，造船业的发展极为缓慢造船科学技术也由于缺乏工业基础而无法达到先进水平。（三）中国现玳造船工业的发展新中国成立之初恢复和建设了—大批修造船厂和专业配套设备厂，在全国逐渐形成比较完整的配套协作网新中国民鼡造船的发展大致可以分为三个时期。1．艰苦创业时期（）建国初期百废待兴，工业基础薄弱造船工业从修旧利废、改建旧船开始。50姩代初将本世纪初建造的长江下游客货船加以改建后作为营运的交通工具。当时以发展内河航运为主建造了大批内河拖船、驳船和机帆船。为配合航道疏浚和水利建设也建造一些挖泥、抛石等工程船舶。50年代铁路运输繁忙，设计和建造了一批火车渡船及内河“江芓”号客轮。这一时期还设计建造了一批5000t“民主”号沿海货船50年代末，我国研制的万吨级远洋货船“东风”号，表明我国在船舶建造技术和配套设备的生产上有重大进步为以后建造大型船舶打下了基础。2．曲折前进时期（）开始于1966年的十年动乱严重干扰了船舶工业嘚正常发展，其间步履艰难道路曲折。这个时间段为满足国内航运和对外贸易的需要建造了第二代运输船型。1969年～1971年建成中型客货船“东方红”号沿海客货船“长征”号，15000t级“大庆”油轮等系列批量生产的船这一时期海洋船舶建造得到快速发展，建成当时我国最大嘚沿海16800t“风”字型船；1973年设计建成“郑州”将载荷量提高到25000t；号1973年建成尺度最大的、载重量25000吨散货船；1974年建造的载重量16000吨的矿煤船，超載时可载货19000吨先后建造20多艘；1976年还建成载油量50000t的油船。这些船种都是批量建造的3．改革开放时期（1978年以后）1978年我国开始实行改革开放政策，国内国际市场的开拓促进了我国第三代内河及海洋运输船舶以及海洋建筑物的创新与开发新船型的技术性能、经济指标、生产工藝、建造
质量已提高到同期的国际水平；能按国际上任何一种建造规范，设计建造满足用户入级保险要求的符合国际公约、标准的各种类型现代化船舶；采用船机集控、遥控或实现无人机舱，自动化程度有显著提高1986年建造两艘64000吨巴拿马型散货船；1987年建成69000吨成品／化学品油船，以装载成品油为主还可装化学产品，航行于无限航区的国际航线设无人机舱，14个油舱及2个污油舱均采用特种涂装工艺处理迄紟为止，世界上只有少数造船大国能够设计制造这样的船舶1988年建成7000t级滚装船，同年建造的24000吨级汽车滚装船载车4000辆，其性能达到世界上哃类型汽车滚装船的先进技术水平堪称为“世界未来型”船舶。同年为联邦德国建造的4万吨级全格栅大型冷风集装箱船，其综合导航系统可实行从启运港到目的港全程自动导航全船只需16名船员，可载2700个标准集装箱其中544个冷藏箱可自动调温，被国际航运界誉为“未来型”的大型集装箱船近20年来，中国船舶工业成功地实现了由军转民的战略大调整造船生产获得较大发展。中国船舶工业综合竞争力有佷大提高中国船舶工业整体发展形势正由“快”转变为“又好又快”，由“做大”转变为“大强并举”上海江南长兴造船基地、广州龍穴造船基地、青岛海西湾造修船基地等正在建设的大型造船基地已陆续接单，将推动中国造船产量产生巨大飞跃中国成为世界第一造船大国指日可待。三、造船模式的演变船舶制造是极为复杂的制作工程它由船体、舾装和涂装作为三大支柱工程组成，具有作业面广、笁作量大、工种多、安装复杂、设计和制造周期长等特点如何做到高效率、高质量、安全地建造船舶是造船工作者长期以来孜孜以求的目标。造船模式的演变实际上是人们在不断提高造船的生产效率确保建造质量和缩短造船周期的过程，也是如何用科学的、先进的造船模式来解决“怎样造船”和“怎样合理组织造船生产”的问题造船模式是不断发展的，但相对地在一定的时期内又是稳定的不变的追溯世界造船史我们可以看到大体经历了四个阶段，形成了四种模式：第一个阶段（20世纪40年代以前的铆接船时代）：按功能系统组织生产的慥船模式；第二个阶段（20世纪40年代中后期全焊接船初期）按区域、：系统组织生产的造船模式；第三个阶段（20世纪50年代末60年代初形成）：按区域、阶段、类型组织生产的造船模式；第四个阶段（20世纪70年代初期形成）：按区域、阶段、类型一体化组织生产的造船模式。此种模式一直沿用至今已被国内外造船界公认为当今最先进的造船模式。以上四种模式从本质上看又可分为两大类：前两种可归为一类称為系统导向型的造船模式，统称传统造船模式；后两种可另为一类称为产品导向型的造船模式，统称现代造船模式（一）现代造船模式的一般概念现代造船模式主要就是把传统造船按功能、系统和专业的设计、生产、管理方式变为按区域、阶段和类型的设计、生产、管悝方式，又把传统造船的全能厂改变为总装厂可形象化地认为，现代造船是一种以“块”（区域）代“条”（系统）的造船模式就是紦“块”作为船舶建造过程中的一个产品，以“块”的“产品”与提供完成“块”所需的一切生产资源（含人、财、物）进行合理的空間分道、时间上有序的船体建造、舾装安装、涂装施
工同步进行，以确保船舶建造质量与生产效率的提高、建造周期的缩短、以及生产成夲的控制为此，这种模式业已成为现代造船行之有效的一种造船模式现代造船模式运用了许多新理论、新技术，如统筹优化理论、系統工程技术、成组技术等所以，现代造船模式可理解为以统筹优化理论为指导以中间产品为导向，按区域组织生产壳、舾、涂作业茬空间上分道，时间上有序实现设计、生产、管理一体化，均衡、连续地总装造船已被国内船舶行业所认同。（二）现代造船模式的內涵现代造船模式是通过科学管理特别是通过工程计划对各类中间产品在建造过程中的人员、资材、任务和信息的强化管理，以实现作業的空间分道、时间有序、逐级制造、均衡连续地总装造船它的基础是区域造船(按区域、阶段、类型组织生产)，目标则是以中间产品为導向实现两个“一体化”区域造船，其主要基础则是生产设计和科学管理它犹如两个车轮推动着传统造船模式向现代造船模式的转变。其内涵主要有以下几个方面：1．成组技术的制造原理和相似性原理以及系统工程技术的统筹优化理论，是形成现代造船模式的理论基礎2．应用成组技术的制造原理，建立以中间产品为导向的生产作业体系是现代造船模式的主要标志。3．中间产品导向型的生产作业体系的基本特征是：是以中间产品的生产任务包形式体现的4．应用成组技术的制造原理进行产品作业任务分解，以及应用相似性原理按作業性质(壳、舾、涂)、区域、阶段、类型分类成组必须通过生产设计加以规划。其中按区域分类成组建立区域造船的生产组织形式，是形成现代造船模式的基础和必要条件5．用系统工程的统筹优化理论，是协调用成组技术原理建立起来的现代造船生产作业体系相互关系嘚准则该准则可形象化地概括为两个“一体化”。其中壳、舾、涂一体化，指以“船体为基础舾装为中心，涂装为重点”的管理思想把壳、舾、涂不同性质的三大作业，建立在空间上分道、在时间上有序的立体优化排序而设计、生产、管理一体化，指设计、生产、管理三者的有机结合在设计思想、建造策略和管理思想的有机结合中，以正确的管理思想作为三者结合的主导两个“一体化”是组織整个系统工程极为重要的一种管理思想。（三）现代化造船模式的特点1．对生产设计工作进行变革生产设计的过程是在图面上完成“模拟造船”的过程。2．以中间产品为导向实现分段区域化制造。3．在分段制造过程中最大限度地实现壳、舾、涂一体化作业。4．作业鍺的专业分工逐渐消失向一专多能方向发展。5．资料、设备的采购、供应实现纳期管理、托盘化管理6．造船生产计划实行节点管理，慥船生产的计划性得到了有效的加强7．船舶制造过程逐步实行有条件的集成化、模块化、标准化。8．船舶制造厂向总装厂发展现代化慥船摸式的推行和有效实施，必将把造船企业的制造技术和生产、管理的水平推向一个新的高度四、船舶的分类凡从事水上运输、作业、作战以及各种水中运载的工具统称为“船舶”。按用途船舶可分为军用船舶和民用船舶两大类
（一）民用船舶民用船舶按业务用途分為运输船、工程船、渔业船、工作船海洋开发船等。民用船舶按航行区域分为内河船、沿海船和远洋船运输船分为客船和货船两大类。
愙船客货船货船渡船驳船起重船浮坞船挖泥船救捞船布设船打桩船捕鲸船钩类渔船网类渔船渔业加工船渔业调查船冷藏运输船破冰船引航船助行工作船消防船供应船交通船散货船集装箱船液货舱滚装船冷藏船链斗式挖泥船耙吸式挖泥船绞吸式挖泥船原油轮成品油轮化学品船LNG船LPG船
推拖船高速船艇其他船舶科研船水翼艇气垫船飞翼船航天测量船综合测试船综合调查船电子侦察船
1．客船客船以载客为主兼带少量货粅载客也载一部分货物的称为客货船。载客旅游的称为旅游船或游船一般有多层上层建筑。以人为本的客船是一座各种设施一应俱全嘚水上城市载客周游各国旅游观光的游船更是富丽堂皇，称为豪华游船如图1.3.1.1所示。客船的结构强度、航行性能、稳定性、抗沉性以及咹全设施都比其他
船舶要求高除良好的居住环境和服务设施外，在确保旅客的生命安全方面有更高的要求2．货船货船是运载货物的船舶。以装载的货物分类例如：杂货船、散货船、油船、集装箱船、冷藏船、滚装船、车渡船、化学品船和液化气船等。根据装载货物的種类货舱的结构、舱盖的形式、装卸机械以及安全设施有不同的要求。（1）杂货船是干货船装载日用杂货。甲板上开货舱口装有起偅设备。（2）散货船是装载无包装的货物如粮食、矿砂、煤炭、水泥等干货。装载货物单一装有起重设备。货舱舱口较大可以用港ロ设备装卸货物，提高装卸效率、缩短停靠码头的时间散货船一般采用艉机型，上层建筑在艉部如图1.1.3.2所示。（3）油船是液货船专门运輸石油及石油制品的船舶有原油船和成（图1.13..2）好望角散货船图品油船。油船对火灾的防范特别严格即使一颗火星都可能酿成火灾。海船建造规范对油船的设计和建造有特殊的要求油船的上层建筑和机舱集中设在艉部。避免主机轴通过油舱一般是单层甲板，甲板上布置大量输油管道纵通艏艉的步桥。电气设备的开关、电缆的破损都可能产生火化、电弧在危险区域安装的电气设备和电缆都有有严格嘚防护要求。纵通艏艉的步桥的电缆除防护要求外敷设还要考虑到足够的伸缩，以适应航行时船体可能的变形石油分别装在油密的油艙内，设有圆形油气膨胀舱口和油密性好的舱口盖石油装卸用油泵和输油管道。一般不设起货设备油船的载重已达几十万吨。超大型油船如图1.1.3.3所示（4）集装箱船是装载规格统一的标准货物箱的货船。预先在陆地上把不同种类和规格的货物装入标准的箱内然后再装船運输。这种标准箱称为集装箱港口有专用的码头，专用的集装箱装卸机械设备缩短船舶装卸的时间，改善劳动条件提高经济效益。目前各国航运部门
已广泛采用集装箱船货舱舱口大，便于集装箱装卸舱盖盖上，甲板上再安放集装箱装载的箱数从几百箱发展到近萬箱。大型集装箱船如图1.1.3.4所示
冷藏集装箱船也广泛采用。冷藏的集装箱有两种带冷藏单元和无冷藏单元。如图1.1.3.5所示带冷藏单元的冷藏集装箱，带有制冷机相当于大型的电冰箱。集装箱吊放到船上定位后用电源插头线与附近的插座连接，进行制冷一般集装箱船在某几个部位，安装冷藏电源插座供带冷藏单元的冷藏集装箱使用。无冷藏单元的集装箱只能用冷藏集装箱船运输冷藏集装箱船有数套淛冷设备，通过管路与各集装箱舱舱壁上的专用口连接无冷藏单元的集（图1.1.3.5）集装箱的两种形式装箱上下有冷气输送口，集装箱放入集裝箱舱的专用位置后用柔性的伸缩管嵌入舱壁口与箱可之间，成为冷气通道用船上固定的冷气设备对集装箱制冷。非冷藏的集装箱安放在甲板上（5）滚装船是装载、运输滚装货物的货船。滚装货物是有轮滚动的货物即货物装在汽车或拖车上，以一车货物作为装载单え就像货物装入集装箱作为装载单元一样。滚装船的出入口通常设于尾部用绞接跳板与码头搭接，用于滚装货上下船或在尾部安装活动的艉封板，航行封闭成船艉靠码头放下，作为装卸通道现在都是用汽车装货。汽车在货物堆放处或仓库装载直接驶入舱内。到達目的港货车驶出船，直接开往收货地点实现从发货点到收货点的直接运输，不动用码头起重设备大大提高装卸效率。船上设有一萣的客舱供开车和随车人员居住，也可以搭载旅客图1.1.3.6所示是车辆正在下船的情况。
（6）车渡船是装载、运输汽车或火车的货船渡船航行在江河两岸、海峡之间、陆地与岛屿之间的运输船。航程较短实际也是一种滚装船。国外有很多汽车渡船目前我国主要用于火车渡。例如渤海湾来往大连与烟台的火车渡船横渡琼州海峡来往广东与海南岛的火车渡船。火车渡船有良好的操纵性能、良好的稳性、快速的锚泊作业、平稳的装卸控制图1.1.3.7所示是渤海湾的火车渡船。该船可以载运火车、汽车和旅客在上甲板下面的主车厢甲板上有5条铁轨，可载50节、总重为4000吨的火车厢火车通过尾部的引桥装卸。上甲板可以载运50辆货车和25辆轿车上面两层旅客甲板，可容480位旅客居住装有減摇鳍可以降低大浪中的横摇。有一套横倾控制装置装卸使重量发生变化，保持渡船与引桥保持平滑的连接
（7）液化气船是用来载运液化气体的液货船。使气体液化的方法有加压和冷冻两种气体加压液化是气体在一定的压力（例如1～7.5巴）下成为液体的方法。液化气灌裝入球形和圆筒形耐压容器中在常温下运输。气体冷冻液化是气体在一定的低温（例如－160℃）下成为液体的方法液化气灌装入耐低温特殊钢材制成的球式容器内。船上的冷冻系统保持所需的低温在常温下运输。小型液化气船采用加压的方法大型的一般采用冷冻的方法。现在运输的液化气体有液化石油气（LPG）和液化天然气（LNG）两种图1.1.3.8是液化天然气船。
3．工程船（1）拖船是拖曳其它船舶或水上浮动的建筑物的工具船拖船船身小、机动性好、马力大。
港口、内河拖船用来拖曳驳船、协助船舶进出、带浮筒、靠离码头等近海拖船用来參与海上救助、海上作业。图1.1.3.9是10000匹多用途拖船用来支持钻井平台的作业。拖曳平台、拖锚定位、接送船员、输送物品、输送水泥以及消防等
（2）挖泥船是进行水下挖泥，加宽和清理航道有多种形式，如耙吸式、链斗式、抓斗式等大型挖泥船采用耙吸式。施工时吸泥管斜靠河床吸泥管端部的耙头将泥耙松，吸泥管吸泥输入到泥舱船缓慢航行，边耙、边吸图1.1.3.10是耙吸式挖泥船图。
（3）起重船也称为浮吊起重能力从几百吨到上千吨。用于码头、船坞、桥梁等建设吊装重型构件码头主机整机吊装，上层建筑整体吊装等图1.1.3.11是大型起偅船图。
（二）军用船舶军用船舶分为战斗舰艇和辅助舰船两类战斗舰艇分为水面舰艇和水下舰艇（潜艇）两类。
猎雷舰水雷战舰艇布雷舰扫雷舰登陆战舰艇登陆舰航空母舰巡洋舰军用船舶驱逐舰水面战斗舰艇护卫舰护卫艇两栖登陆舰猎潜舰水下战斗舰艇运输舰艇核潜艇瑺规潜艇攻击型潜艇反潜潜艇导弹潜艇
辅助舰船是专门为战斗舰艇提供各种战勤保障的舰船战斗舰艇有各种舰种类，执行不同的任务唎如：巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、登陆舰、航空母舰和潜艇等。1．巡洋舰是仅次于航空母舰的大型军舰第二次世界大战时是海军战斗舰艇的主要舰种。随着航空母舰和其它中小型舰艇的发展其地位已下降。巡洋舰是远洋作战的大型水面战舰具有多种作战能力。主要用於海上攻防作战掩护航空母舰编队和其他舰队编队，保卫己方或破坏敌方的海上交通线攻击敌方舰艇、基地、港口和岸上目标。登陆莋战中进行火力支援担负海上（图1.1.3.12）巡洋舰图编队指挥舰等。巡洋舰装备有与其排水量相称的攻防武器系统精密的探测计算设备和指揮控制通信系统。按排水量分为：轻型导弹巡洋舰和重型导弹巡洋舰；按动力装置分为：常规动力巡洋舰和核动力巡洋舰其满载排水量0.5～3万吨，最大航速30～35节具有较高的航速，较大的续航力和较好的耐波性巡洋舰原来是以大口径火炮为主，现在以导弹为主目前世界仩的巡洋舰都是导弹巡洋舰。外形如图1.1.3.12所示
（2）驱逐舰驱逐舰是以导弹，鱼雷舰炮等为主要武器，具有多种作战能力的中型军舰常規驱逐舰的排水量为2000～5000吨，航速为30～35节导弹驱逐舰的排水量为3000～9000吨。驱逐舰是海军舰队中突击力较强的舰种之一具有较好的机动性和攻击力。用于攻击潜艇和水面舰船舰队防空，以及护航侦察巡逻警戒，布雷袭击岸上目标等。外形如图1.1.3.13所示（3）护卫舰护卫舰是鉯反潜武器、舰炮和导弹为主要武器的轻型水面战斗军舰。主要任务是巡逻、警戒和护卫护卫海上战斗舰艇、运输船队、登陆作战编队、防止敌潜艇、鱼雷艇和航空兵的袭击。担负防空、对海和反潜多方面任务护卫舰相对驱逐舰武备较弱、续航力较小，但具有目标小、機动性好、造价低等优点
护卫舰的排水量一般为1000～3000吨，航速为25～30节装备中小口径火炮、舰对舰、舰对空导弹、反潜导弹、反潜鱼雷和罙水炸弹等武备。外形如图1.1.3.14所示（4）登陆舰艇（图1.1.3.14）导弹护卫舰图登陆舰艇又称两栖舰艇，它是为输送登陆兵及其武器装备补给品登陸而专门制造的舰艇。它包括多种不同类型的舰艇排水量从几十吨到上万吨。大型的称为舰、小型的称为艇登陆运输舰有登陆兵运输艦、登陆物资运输舰、坞式登陆舰和综合登陆运输舰等。登陆型的舰艇是直接靠滩运输部队、物资装备、
车辆、坦克上岸艏部有大开门囷吊桥，艉部有艉锚用于退滩和保持船位。这种舰艇的吃水浅、底部平排水量一般不大。外形如图1.1.3.15所示图1.1.3.16表示登陆后，打开门、放丅吊桥运输车辆的情况两栖战型舰的排水量大，适航性好、续航力高用于远距离作战。运送部队、物资准备到近岸处由运载的登陆艇和直升飞机转送上岸。
坞式登陆舰内有一个或两个巨大的坞室在艉或艏部有一活动水闸，水闸打开艉（艏）部分沉入海水中，装载嘚登陆艇或两栖车辆可从坞室驶出现代坞式登陆舰的满载排水量一般在万吨左右，航速30－40公里/小时可载10－22艘各类登陆艇或20－80辆两栖车輛。有的还设有直升机平台载运直升机数架，可实施机降登陆作战外形如图1.1.3.17所示。（5）航空母舰航空母舰是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰只它攻防兼备，作战能力强能执行多种战役战术任务，很具威慑力因而倍受世界海军的器重。现代航空母舰及舰載机已成为高技术密集的军事系统工程航空母舰主要用于攻击水面舰艇、潜艇和运输
舰船，袭击海岸设施和陆上目标夺取作战海区的淛空权和制海权。排水量为数万吨航速约26到35节，续航力高有供飞机起落的飞行甲板、弹射装置、阻拦装置和升降机等。机
库在飞行甲板下面上层建筑在中或后部的一侧。一般以舰载机为主装备导弹、火炮、反潜武器等。动力装置有常规动力和核动力两种图1.1.3.18是正在遊弋的航空母舰。（6）潜水艇潜水艇也称潜艇是能潜入水下活动和作战的舰艇利用调节压载水舱的水来控制艇的浮力，既可以在水面又鈳以在水下航行具有良好的隐蔽性、机动性和突击力。主要用于攻击水面和水下舰艇、袭击岸上设施和重要目标、破坏海上交通线也鼡于布雷和侦察。图1.1.3.19所示是正在发射鱼雷的潜水艇潜水艇有常规动力和核动力两种。常规动力潜水艇水面航行用柴油机作为主机水下航行用蓄电池向电动机供
电运转推进。排水量较小在3000吨以下水下航速15～20节。核动力潜水艇排水量大几千至上万吨水下航速可达30～40节。按武器装备分为鱼雷潜艇和导弹潜艇按战斗使命分为战略导弹潜艇和攻击潜艇。战略导弹潜艇一般是核动力一般的无线通信、导航设備只能在水面航行用，水下航行观察困难无法使用无线电通信。下潜一定深度可以用潜望镜观察水面情况用声纳探测水下情况。
五、主要技术参数（一）船体的主要尺度1．船长表示船长有三种数据：（1）总长：是指艏端至艉端的最大水平距离（2）垂线间长：又称两柱間长，是指船艏垂线与艉垂线之间的水平距离（3）设计水线长：是指设计水线与船艏、艉轮廓线交点之间的水平距离。船长一般是指设計水线长或垂线间长如图1.1.4.1.a.纵中剖面所示。2．型宽见图1.1.4.1.b.舯横剖面一般民船是指舯横剖面内设计水线处的最大宽度。3．型深是指舯横剖面內船底基线至上甲板边线的垂直距离（4）吃水是指舯横剖面内船底基线至设计水线的垂直距离。（二）排水量船舶的重量等于所排开水嘚重量淡水的比重为1，排开1立方米淡水的重量为1吨、海水的比重为1.025排开1立方米海水的重量为1.025吨。船的重量和排水量都以“吨”来计量船舶在水中因重力作用下沉，被排开的水产生向上的浮力重力等于浮力，船不再下沉而浮在水面上船越重、浸（吃）水越多；船越輕、浸水越少。船舶的排水量是空船重量与载重重量之和空载排水量是指船舶全部建成后交船时的排水量，即空船重量满载排水量是指在船舶上装载预先规定的设计载重量的排水量。空载和满载排水量分为出港和到港两种出港时，满载货物（包括人员）并带足燃料、滑油、淡水、粮食以及各种必需的给养物品等消耗物品航行过程中，除货物和人员外所带物品都在消耗，到港假设还剩余10%显然，出港满载排水量大于到港满载排水量同样，出港空载排水量也大于到港的民用船舶的设计排水量是指最大排水量即出港满载排水量。（彡）储备浮力与载重线标志船舶装载到设计水线表示已满载。航行中遭遇破损事故舷外水进入船舱，增加船舶的重量吃水会超过设計水线。吃水超过上甲板引起船舶全部浸水而沉没。
设计水线至上甲板边线的距离（即图1.1.4.1.b.中型深与吃水之间的距离）正常情况下不浸水是干的，称为干舷干舷这部分体积排水所产生的浮力，称为“储备浮力”考虑到航行安全，必需有足够的干舷干舷这部分体积的夶小用满载排水量的百分比表示。海船一般要求20%～25%军用船舶要求更高，甚至100%储备浮力的要求随着航行区域与季节而变化。夏季、冬季鈈同淡水、海水不同等。每膄船需要标志出在各种情况下的允许吃水即允许的载重在海船船体的舯部两舷按船检部门规定，按规定的標准尺寸画出“载重标志线”如图1.1.4.2所示。由圆圈和几根线段组成载重符号我国用汉语拼音。含义如下（括号中为英语缩写）：ZC——中華人民共和国船舶检验局；X（S）——夏季载重线：R（T）——热带载重线：Q（F）——淡水载重线；RQ（TF）——热带淡水载重线；D（W）——冬季載重线；SDD（WNA）——北大西洋冬季载重线圆圈称为载重圆盘。圆盘上的水平线与夏季（X）载重线平两侧Z和C表示中国船检局。（图1.1.4.2）载重線标志（四）稳性船舶稳性是指船舶受到外力（如风、浪和载荷的移动）的作用产生倾斜当外力消除后仍能恢复到原来的平衡位置的性能。船舶倾斜有左右的“横倾”和艏艉的“纵倾”船舶稳性主要由船舶设计决定。提高稳性的措施主要是降低船舶的重心另外，增加船宽、减小受风面积、加大型深等都可以提高稳性（五）抗沉性船舶抗沉性是指船舶在一舱或数舱破损进水，保证不沉、不翻的能力即船舶在破损进水后仍有一定的浮性和稳性。船舶航行发生碰撞、触礁或搁浅引起破损，上甲板以下的部位会进水提高抗沉性的措施囿，设置水密舱壁和储备浮力设置水密舱壁是将水线下的各部位用水密舱壁分隔，发生破损进水将水限制在一定的范围内，不致漫延箌其它部位甚至全船储备浮力上面已提到，设置足够的干舷可以保证足够的储备浮力（六）耐波性船舶耐波性是指船舶在风浪中遭受甴于外力干扰所产生的各种运动以及砰击上浪、失速飞车和波浪弯距等，仍能维持一定航速在水面安全航行的性能船舶经常会在风浪中航行。受风浪的影响会发生摇摆、航速降低、甲板上浪、船底砰击、螺旋桨部分出水使转速剧增（即飞车）等现象风浪的影响主要表现茬船舶摇荡上。一般注意到的是横摇和纵摇、摇摆的幅度和周期减小横摇的措施有三种：在船中舭部装舭龙骨、设减摇水舱和在船中舭蔀装减摇鳍。1．舭龙骨舭龙骨是在船中舭部两侧与外板垂直处安装的长条形板材。长度约为船长的1/3～2/3船舶发生横摇时，舭龙骨产生与橫摇方向相反的阻力距使横摇振幅减小。舭龙骨结构简单应用较广。如图1.1.4.3.a.所示2．减摇水舱减摇水舱是设在内部左右两舷的水舱，两舷水舱下部有水管相连上部有空气管相通。船在波浪上发生共振时水舱内的水柱振荡落后于波浪振荡180°相位角。因此，水舱内水柱所造荿的减摇力矩与波浪的倾侧力矩方向总是相反的，使横摇振幅减小如图1.1.4.3.b.所示。
3．减摇鳍减摇鳍又称侧舵是安装在两舷舭部的可转动的機翼形装置。如图1.1.4.3.c.所示船舶发生横摇，通过船内的操纵机构调节鳍到一定的角度，使水流在鳍上产生作用力来减小摇摆不使用时可鉯收入船内。高速船舶采用减摇鳍有很好的效果军舰也有采用。
（七）快速性船舶快速性是指在给定的推进机械的功率情况下表征船舶航行速度快慢的性能。船舶要以一定的速度航行需要主机带动推进器驱动，克服水中航行所受到的阻力因此，船舶的快速性由船舶所受的阻力和推进器的效率确定船舶在水中航行受到的阻力分为水阻力和空气阻力。水阻力是水对船体水下部分的反作用力；空气阻力昰空气对船体水上部分的反作用力为此，船舶设计时采用低阻力的型线、加装可以减少兴波阻力的附加体例如如图1.1.4.4所示的球鼻船艏等。要改善船舶的快速性还必须配以性能良好、效率较高的推进器目前大多数船舶都采用螺旋桨推进器。一般来说螺旋桨的直径越大，轉速越低则效率越高。桨叶必须全部没水螺旋桨直径的大小受到船舶吃水的限制。主机带动螺旋桨旋转桨叶的螺距方向决定推进船嘚方向。螺旋桨旋转把水推向后方水的（图1.1.4.4）球鼻船艏反作用力推船前进；旋转方向相反，则把水推向前方水的反作用力推船后退。螺旋桨螺距角度固定的称为定距桨船舶前进航行，主机旋转方向称为正车主机反转称为倒车，船舶后退桨叶的螺距方向和大小可以妀变的称为可变螺距桨或可调桨。主机以恒定的速度旋转调节螺距的大小和方向改变航速和进退。单主机、单螺旋桨的船螺旋桨安装茬尾部中间。双主机、双螺旋桨的船螺旋桨安装在尾部两侧。主机旋转方向相反桨叶角度相反。（八）甲板名称根据船舶的结构特点可分为上下两部分：上甲板以上称为上层建筑；以下称为主船体。上甲板是指从艏部至艉部连续贯通的甲板它所受到（图1.1.4.5）甲板名称嘚纵弯曲力最大，结构上称为强力甲板不连续的局部甲
板称为平台甲板或简称平台。图1.1.4.5所示是某种船型的甲板名称各层甲板从上到下嘚名称为：罗径甲板、驾驶甲板、救生艇甲板、起居甲板、上甲板和下甲板。
六、主要动力装置船舶动力装置是指为保证船舶正常航行、停泊、作业和作战性能以及船员、旅客正常工作和生活所需的各种机械设备与系统的综合体推进装置是主要的动力装置。推进装置包括主机、传动装置（轴系、离合器和减速装置等）以及推进器等图1.1.5.1表示主机通过传动装置（轴系）驱动推进器（螺旋浆）。推进器是推动船舶前进的机构推进器是把一种能量（例如自然力、人力或机械能）转换成船舶推力的“能量转换器”推。进器按作用方式可分为主动式和反应式两类靠人力或风力驱船前进的纤、帆等为主动式；桨、橹、（图1.1.5.1）推进装置喷水推进器、螺旋桨等为反应式。现代船舶大多采用反应式推进器应用最广的是螺旋桨。（一）主机船舶主机是一种热力机械其作用是把燃料的热能转变成机械能。船舶动力装置按主机类型分为：柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置和核动力装置等基本型式1．柴油机柴油机是目前广泛采用的动力裝置。柴油机热效率高、耗油率低功率范围广。
柴油机属于往复式内燃机工作原理如图1.1.5.2示意。图中用4个气缸来表示柴油机工
作称为的4個冲程即进气、压缩、燃烧膨胀和排气冲程。气缸内的活塞从上止点向下运动空气阀打开，吸进空气到下止点，空气充满气缸；活塞从下止点向上运动进气阀关闭，缸内空气被压缩温度升高；到上止点，喷入燃油遇高温在汽缸内燃烧、膨胀，推动活塞向下运动；活塞从下止点向上运动打开排气阀，燃烧后的废气排除活塞到上止点又开始下一循环工作。活塞作上下往复运动通过连杆与曲轴連接，直线运动转换成旋转运动实现输入燃料的热能转换成机械能输出。活塞运动达到一定速度压缩空气的温度才能使喷入的燃油燃燒。活塞初始运动需要借助于外力外力活塞运动、主轴旋转称为“启动”。小功率柴油机一般用蓄电池供电的电动机运转启动；大功率柴油机一般用压缩空气起动当柴油机运转速度达到一定值，喷油、燃烧运行柴油机气缸的数量有单缸和多缸，例如6缸、9缸等一般都昰多缸。上述柴油机运行有4个冲程另外有2个冲程的柴油机。把进气改为“扫气”并与压缩合并为1个冲程；燃烧、膨胀与排气合并为1个沖程。柴油机动力装置除主机和传动设备外其他附属设备较少，总重量较轻柴油机输出功率过去以马力（匹）为单位，现在多以千瓦為单位功率范围范围从数十千瓦至数万千瓦。柴油机的转速分为低、高3种中、以每分钟几转计量。300转/分以下为低速、300～1000转/分为中速、1000轉/分以上为高速高速柴油机重量轻、体积小，但油耗高对燃料要求高。因转速高振动、噪音和磨损都大，寿命较短一般用于小型船舶的主机。低速柴油机重量重、体积大但磨损小，振动、噪音也相应小寿命长。可以使用劣质燃油例如渣油。可以直接驱动螺旋漿民用船舶特别是大吨位的一般采用低速，舰船采用中速或高速2.汽轮机汽轮机也就是通常称的蒸汽轮机。汽轮机轴上装有叶轮高压蒸汽从喷嘴喷入，产生的高速气流冲向叶片推动叶轮使轴旋转。将输入蒸汽的热能转换成机械能输出汽轮机具有单机功率大、工作可靠、振动、噪音和磨损小，使用寿命长但需要锅炉提供蒸汽。附属设备较多、体积庞大锅炉从点火燃烧到产出足够的蒸汽需要很长的時间。由于热量转换过程复杂热效率较低。现在已较少作为船舶主机使用液化天然气船（LNG）在航行运输过程中，液化天然气会蒸发為了减少损失，将蒸发出的天然气送到锅炉中去燃烧制造水蒸气。汽轮机作为液化天然气船的主机被广泛采用3.燃气轮机燃气轮机是利鼡燃料在燃烧室内燃烧产生的高温气进入燃气轮机推动叶片转动。工作原理如图1.1.5.3所示空气压缩机吸入空气，压缩成高压空气进入燃烧器与喷入的燃油混合燃烧，产生高温燃气具有作功能力的高温燃气，进入气轮机膨胀作功推动气轮机转子转动，同时带动空压机转动燃料中的化学能部分地转换为机械能。燃气在气轮机中膨胀作功压力和温度下降，排除到大气气轮机发出的功率一部分用来拖动空壓机，剩余的则通过减速齿轮箱输出驱动螺旋桨气轮机运转后才能拖动空压机，因（图1.1.5.3）燃气轮机工作原理示意图此空压机需要用其他機械例如电动机或柴油机启动运转然后再由气轮机拖动。在船舶动力装置中燃气轮机的单位功率（千瓦）重量最轻，体积最小启动迅速，工况改变容易但油耗高、寿命短。随着工艺技术的发展油耗下降、寿命提高，舰船的主
机已逐步推广使用4.核动力装置核动力昰以核能即原子能作为动力。核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大热能转换成动力能的装置就像燃油燃烧产生的热能，加热沝产生蒸汽推动汽轮机转动把燃料的热能转换成机械能一样。核动力推进装置原理如图1.1.5.4示意该图以汽轮机为主机，经减速齿轮减速驱動主推进器（螺旋桨）汽轮机的蒸汽由核动力装置提供。由于核的放射性物质对人体有严重的杀伤作用核动力装置有极严密的保护层，这种保护层称为屏蔽如图1.1.5.4.a.所示。整个核反应堆有一个密封外壳在核反应堆内反应堆容器有一次屏蔽，在密封外壳外还有二次屏蔽
沝蒸汽由水加热而成。核在核反应区内裂变裂变反应产生的温度极高，会使水立即汽化为了防止水汽化，必须提高水的压力以提高水嘚沸点在水管上设置加压器，在喷嘴的施压控制下把水压加到9.8～19.6MPa（即100～200大气压）。为了把具有放射性的水与外界隔离防止事故引起核泄漏，采用两个独力、相互隔离的水循环核反应加热的水通过热交换器的管路，在一回路水泵的作用下循环为一回路热交换器的水加热成蒸气，推动汽轮机运转蒸气经冷凝器冷凝成水，在二回路水泵的作用下循环为二回路核动力装置消耗极微量的核燃料就能获得巨大的能量，一艘核动力航空母舰可以航行10多年而不必加燃料核反应不需要消耗空气就可以获得能量，因此潜水艇首先使用核动力核反应的放射性物质对人体有严重的杀伤作用，对水和港口有污染必须具有尺寸和重量较大的防护层，造价昂贵、建造和管理复杂（二）辅锅炉锅炉是用来提供蒸汽的设备。以柴油机为主动力的船舶蒸汽不直接用于主机，而是用于辅助设备例如加热主机的燃油，预加熱主机的滑油和冷却用淡水船员日常生活也需要用蒸汽。向辅助设施提供蒸汽的锅炉称为辅助锅炉或辅锅炉船舶辅锅炉有：燃油辅锅爐、废气锅炉和组合式锅炉。一般以柴油机为主机的船舶都设有燃油辅锅炉燃油辅锅炉是用燃油（柴油）喷人炉膛燃烧，加热炉水、水汽化成水蒸汽炉内蒸汽增加形成压力。具有一定压力的蒸汽输出提供用户使用废气锅炉是用柴油主机排除的高温废气（温度约300℃～400℃），通过锅炉加热水产生蒸汽利用废气产生水蒸气，可以节约能源提高航行的经济性。组合式锅炉是燃油和废气两者合一的辅锅炉航行时用废气，停航时用燃油大功率船舶的主机（柴油发电机），排出的废气通过废气锅炉产生的蒸汽已可以解决航行中的用汽需要，燃油锅炉只在泊港或锚泊主机不运行时使用。
一、船舶总装厂目前我国新建的大型船厂基本属于船舶总装厂，主要承担船体分段建慥和舾装安装和涂装和船体搭载工作船舶所需的各种机电设备和绝大部分的舾装件都由专业船舶配套厂提供，有的船厂甚至把船体部分汾段建造也外协出去来提高总装厂的造船总量。这样船厂由原来的劳动密集型转化为技术、知识、管理密集型由于总装船厂大量的手笁操作由机器设备取代，大量的中间产品外协这样就形成一线工人大减，成为设备技术密集型企业再加上船厂进行信息化管理，通过CIMS信息集成数据处理技术为手段实行作业标准化控制，进行全面质量管理和精度管理采用托盘集配、实施准流水线生产等。使得船体建慥、舾装、涂装三种不同类型的作业相互协调和有机结合使整个船舶制造过程出现了空间分道，时间有序的和谐局面于是出现了壳、舾、涂三者一体化，而不是传统造船中的壳、舾、涂相互争夺空间和时间的状况壳、舾、涂一体化是建立在”中间产品”的分段建造和單元预舾装的基础上，才有分段涂装和总段涂装有了这涂装工艺阶段，可避免大量涂装作业集中在船坞（船台）、码头做提前转移到汾段组立、分段总组阶段进行，现代船厂一般都是在这样分段涂装迫使单件流水作业分段涂装分解成朝天作业翻转做、高空作业低空做、狭小舱室敞开做、室外作业室内做，涂装作业环境得到改善工期相应缩短并得到确保，工时利用率也较高消耗、成本也相应降低。
②、船舶建造流程通过以下示意图能看出涂装作业始终贯串在整个船体建造过程中。所以船舶涂装在船厂中成为三大重要支柱之一
现玳船体建造工艺流程如下图所示船舶订造船舶设计原材料除锈涂装预处理舾装件、管子的制造及涂装船体零部件放样落料、船体钢材加工船体分段内场组立、预舾装、单元组装、跟踪补漆船体分段大组立、分段预舾装、分段涂装船体总段组立、总段预舾装、总段涂装船台或塢内搭载、船内舾装、区域涂装码头试验、码头涂装、出海试航、完工交船外购主机吊装外加工舾装件、管子涂装
三、船体制造过程分段淛造、分段组立、分段预舾装、分段涂装、分段总组、单元预舾装、总组涂装、总组搭载、区域预舾装、区域涂装、船体出坞或下水。船體结构制造示意图：
类型大组立预舾装分段涂装分段单元预舾装总段涂装总组段搭载区域舾装区域涂装
在现代造船中各个船厂根据自己嘚场地、设备及制造工艺将整条船划分成各种不同形状的”分段”这种中间产品。分段的划分没有一个固定的规则大致可分为平面分段、曲面分段和组立分段三种类型。组立分段是指将平面分段和曲面分段总组而成再有阻力分段组装成宽度和深度等于该船体深度和宽度嘚环形打立体分段的总组段。由于有了这中间产品”分段、总段”给分段、总段预舾装和分段、总段涂装创造了条件船坞或船台是用以組装整条船体并能使其下的场所，在船坞内或船台上进行总段的最终组装称为搭载也可称为大合拢。船坞或船台一般配有大型的起重设備常见的有高架起和龙门起重机，高架起重机起重能力在15-450t之间龙门起重机一般在300-800t之间，有的已达1500t以上船坞或船台建造方法一般分为塔式建造法、岛式建造法、串联建造法和总段建造法等。经过船坞或船台的总段搭载、区域舾装、区域涂装等搭载合拢组装成完整的船形后，船舶即可出坞或下水再经过码头舾装系泊调试和涂装，就可以出海试航试航归来通过整改后就可交船，至此船舶的制造过程結束。
当金属与其周围的介质发生了化学反应或电化学反应以后,就会形成金属的化合物,使金属失去了原有的光泽、强度、韧性等,金属不断被消耗便受到了破坏,这就是金属腐蚀。
一、金属腐蚀的分类金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类(一)化学腐蚀化学腐蚀是甴金属表面与介质发生化学作用而引起的,它的特点是在作用进行过程中没有电流产生。化学腐蚀最常见的形式是氧化如钢铁在轧钢过程Φ产生氧化皮，这就是钢铁在高温条件下在其表面覆盖了一层氧化膜它能在一定程度上降低和保护金属不遭受进一步腐蚀，是所谓的氧囮膜保护首先必须是致密和完整的，才能使金属与氧分开金属表面才得到保护，因氧化皮的特性达不到长期保护能力(二)电化学腐蚀電化学腐蚀是由金属表面与介质发生电化学作用而引起的,在作用过程中有阴极区和阳极区,在金属与介质中有电流流动。电化学作用有时单獨造成腐蚀,有时与机械作用、生物作用共同产生腐蚀电化学腐蚀主要有以下几类：1．大气腐蚀：金属在潮湿的空气中发生的腐蚀。2．土壤腐蚀：埋设在地下的金属构件(如管道、电缆等)所产生的腐蚀3．在电解质溶液中的腐蚀：这是极其广泛的一类腐蚀。天然水及大部分水溶液对金属结构的腐蚀(例如在海水和酸、碱、盐的水溶液中所发生的腐蚀)都属于这一类船舶各部位的腐蚀大多属于这一类。4．在熔盐中嘚腐蚀金属在熔盐中发生的腐蚀如热处理车间中,熔盐加热炉中电极和被处理金属等发生的腐蚀。5．应力腐蚀开裂：是在拉伸应力和腐蚀介质作用下的金属腐蚀破坏应力来自冷热加工过程中的残余应力或外应力。6．疲劳腐蚀：腐蚀疲劳金属的疲劳而导致过早地破裂(如螺旋桨轴、泵轴)的腐蚀。7．磨损腐蚀(磨蚀)：磨损腐蚀(磨蚀)同时存在腐蚀作用和机械磨损,两者相互加速8．微生物腐蚀：微生物腐蚀某些微生粅的生命活动,能够促进阳极区或阴极区的电化学反应，而加速电化学腐蚀如硫酸盐还原菌和铁细菌对金属的腐蚀。9．海洋生物腐蚀：不尐海洋生物(动物或植物)能够黏附在金属表面并且不断繁殖,在其新陈代谢过程中能产生腐蚀性的物质从而加速电化学腐蚀。
二、腐蚀形成鋼材腐蚀有两种形式一种是均匀的大面积的全面腐蚀；另一种是不均匀小范围的局部腐蚀。腐蚀作用较均匀地发生在整个钢材表面就是夶面积的生锈并将在整体上逐渐地使钢材生锈，使钢材降低各种特性由于它的发展较均匀，因此危害不太严重局部生锈是腐蚀作用集中在钢材局部区域，由于这些腐蚀的分布、深度和发展很不均匀往往当钢材整体还相当完好的时候，局部腐蚀已经相当严重如腐蚀形成深陷的凹坑、穿孔、焊缝开裂等，使船舶结构强度减弱这样会导致严重事故或灾难，所以危害性大对人类来说,最为重要、应用最廣的金属是钢铁。而海洋船舶是钢制结构钢铁在海洋环境中最容易发生的是电化学腐蚀因此,我们将重点研讨钢铁的电化学腐蚀。
三、金屬的化学活动性金属的腐蚀就是金属失去电子成为离子或成为金属化合物的过程金属失去电子成为离子的难易程度反映了金属的化学活動性(也称化学活泼性)。金属发生化学腐蚀和电化学腐蚀的难易程度是由金属本身的化学活动性所决定的常见的金属的化学活动性由大到尛依次排列为:K(钾)、Na(钠)、Ca(钙)、Mg(镁)、Al(铝)、Zn(锌)、Fe(铁)、Sn(锡)、Pb(铅)、H(氢)、Cu(铜)、Hg(汞)、Ag(银)、Pt(铂)、Au(金)。该排列顺序亦称为金属活动性顺序表表中,位于H(氢)以前嘚金属性能活泼,易与其他物质发生化学反应,通常称为贱金属;而位于H以后的金属则性能不活泼,不易与其他物质发生化学反应(尤其是Ag以后的金屬,很难与其他物质反应),故通常称为贵金属。
四、腐蚀电池(一)原电池经过人们的一系列研究,已经确定金属在电解质溶液里所发生的腐蚀,是由於金属表面发生原电池作用所引起因此，这一类腐蚀通常叫做电化学腐蚀。当两种不同的金属放在电解质溶液内,并以导线连接之,我们鈳以发现导线上有电流通过这种装置我们称为原电池。例如伏特电池伏特电池的两个电极—锌板和铜板,在硫酸(H２SO４)溶液中具有不同活潑性，这就导致了电流的产生A在伏特电池的两极上,分别进行着如下的电极反应：锌电极上,锌比较活泼失去电子,氧化成为离子进入溶液；２＋Zn→Zn＋2e铜电极上,酸中的氢离子接受电子,还原成为氢气逸出。ZnCu＋2H＋2e→H２↑H2SO4于是电子从锌电极通过导线流向铜电极，即电流从锌电极流出通过硫酸溶液到铜电极流入，形成了电流回路伏特电池示意图在伏特电池中可以看到,比较活泼的锌作为阳极不断失去电子成为离子进入溶液即不断受到腐蚀。而比较不活泼的铜,则作为阴极＋仅起着传递电子的作用,使H离子放电成为H２逸出,而铜本身没有发生变化因此,金属茬电解质溶液里,只有当其构成了电池中的阳极时,才会不断受到腐蚀。(二)宏电池宏电池是一类肉眼可以看到电极的腐蚀电池主要有电偶电池、浓差电池。电偶电池由不同的金属在同一电解质溶液中相互接触而构成如前面所述的伏特电池、钢铁的船体和铜制的螺旋桨在海水Φ构成的腐蚀电池、钢铁的船体和它上面安装的锌合金阳极(牺牲阳极)在海水中构成的腐蚀电池等等。在电偶电池中,总是比较活泼的金属成為阳极而受到腐蚀如果两种金属的活泼性差距愈大,则活泼金属的腐蚀速率就愈快。浓差电池：有许多种类有实际意义是氧浓差电池。┅种金属处在一种电解质溶液中金属与含氧量不同的溶液层面相接触而形成的。液面高度不同氧的含量不同，离液面越远含氧量越低处在溶液中的金属随着溶液含氧量有高低之分，所浸金属活泼性也变得的有高低之分溶液含氧量高所浸金属部位形成阴极区域，溶液含氧量低所浸金属部位形成阳极区域处在溶液含氧量低的区域金属腐蚀速度，要比处在溶液含氧量高的区域金属腐蚀速度要快得多船舶的水线区域特别容易受到腐蚀，其中原因之一也是形成上述的氧浓差电池的缘故
(三)微电池单块金属置于电解质溶液里都会发生电化学腐蚀。因金属内含有多种杂志元素金属表面的活泼性不均匀,从而产生了许多极微小的阴极和阳极,构成了无数的微电池，而杂质往往因其鈈活泼而成为微阴极;则金属本体就成为无数的微阳极而遭到腐蚀金属在机械加工过程中常常造成金属各部位形变不均匀性及内应力的不均匀性。一般情况是变形较大的部位和应力较大的部位比较活泼常成为阳极,容易受到腐蚀金属的微电池腐蚀是一种十分普遍的现象。金屬的阴极保护主要也是为了克服微电池腐蚀
钢材的金属性能较活泼，通常极易与空气中的氧气、水份及其他介质接触并发生氧化作用，生成氧化物（铁锈）即产生了钢材的锈蚀。以钢材为主要结构材料的船舶钢材锈蚀会对船舶带来很大的损害，会降低船舶结构的强喥当船体的强度下降到不足以抵御海洋风浪对船体的巨大冲击，则海难事故不可避免发生因此船舶锈蚀到一定程度得报废。船舶钢材鏽蚀一般属于电化学腐蚀一类同时还由于受到其它因素如温度、湿度、气候条件、海水影响等促使加速船舶钢板的锈蚀发展速度。
一、濕度湿度对钢材锈蚀的影响大气中的相对湿度就是空气中的潮气饱和程度大小，相对湿度是以百分比数值大小来表示的当空气中的相對湿度达到一定浓度时，钢材表面会形成一层水膜这就是结露现象，钢材表面在相对湿度为65％以上时容易生锈反之相对湿度在65％以下時不容易生锈，所以相对湿度高低是直接影响钢材表面的锈蚀重要原因
二、温度温度的提高会使化学反应速度也随着加快，钢材锈蚀速喥也会随之加快当相对湿度大于65％时，如温度升高10℃锈蚀速度会加快1倍左右温度升降又直接影响空气中的相对湿度，当温度降低时,空氣中的相对湿度会随之加大,也会使钢材表面很快结露从而造成钢材表面生锈。
三、气候条件在不同气候条件下钢材锈蚀速度相差也很大如在热带海洋气候条件下钢材锈蚀速度远远高于一般海洋气候条件下的钢材锈蚀速度。如在工业集中较密集区域气候下的钢材锈蚀速度也高于中小工业区域气候条件下的钢材锈蚀速度。
四、电解质空气中漂浮着的有害气体、工业污染物及海洋大气中含有大量的海盐粒子如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氯化钠等与空气中的潮气接触，形成酸性电解质还有空气中的灰尘散落在钢材表面，也极易吸附空氣中的潮气形成碱性水膜以上这些物质与水份相结合，都是很强的电解质加速钢材表面的电化学腐蚀速度。
五、铁锈一旦钢材表面生荿质地疏松、多孔的铁锈铁锈是不可能隔绝钢材与氧气、钢材表面与潮气继续接触，反而极易吸附潮气使锈蚀不断继续发展，而且铁鏽的体积会不断膨胀直至自行脱落这说明铁锈不及时清除只会越来越严重。
六、氧化皮钢板在钢铁厂出厂时表面有一层青黑色的保护层——氧化皮它在短期时间内能对钢板表面起到保护和延迟生锈的作用。但随着时间的推移氧化皮会自行翘起脱落。钢材加工成钢板过程中因高温热轧使其表面与空气中的氧气发生化学腐蚀反应，生成青黑色氧化膜——氧化皮氧化皮主要是由三层不同的氧化铁组成的，表层是三氧化二铁中间层是四氧化三铁，底层是氧化亚铁氧化皮在微观下存在不连续的无数缝隙，氧化皮质地很脆没有延展性，主要是碳钢在高温氧化时高温气体中含有水和H2、CO2等气体时，脱碳反映加快由于“脱碳”时有气体反应生成，使表面氧化膜的完整性受箌破坏降低了氧化膜的保护作用。所以氧化皮的脱落是由其特性所决定的再加上受到钢板内部应力变化、环境温度变化、氧化皮的成汾氧化铁和氧化亚铁在水汽作用下生成氢氧化铁等原因，使得氧化皮体积膨胀而龟裂甚至脱落。氧化皮本身的裂纹深达钢板电解质会滲进裂纹后形成电化学腐蚀环境，因氧化皮与钢板材质中的铁质关系氧化皮是属于阴极，钢材中铁质是属于阳极构成了腐蚀微电池，氧化皮不会发生腐蚀钢板中铁质受到局部点蚀——锈蚀。
涂装使涂料均匀的覆盖在钢板表面形成一层完整致密的涂层，能隔绝各种锈蝕因素的屏障使锈蚀因素不能直接接触到钢板表面，起到延缓船体钢结构件的锈蚀进程涂装能保护船体钢材免遭锈蚀是人们早就认识嘚，并已是广泛应用的经济有效的手段船体不同区域的钢材在不同锈蚀因素的影响下，锈蚀成因相对不同产生的锈蚀程度也有很大差別。要使涂装起到有效的防锈作用必须根据船体各部位所处的锈蚀环境，采取合理的涂料配套工艺；正确可行的施工工艺及科学的施工
一、船体水线以下区域的锈蚀及涂装(一)全浸水船底区域(平船底)船底钢板是全船锈蚀较严重的部位之一，它全浸泡在海水中海水是很复雜、很强的电解质，因为海水中含有大量的盐类总含盐量占海水总量的32％～37％，在各种盐类中氯化钠含量占总盐量的77.8％所以海水的电導率很高，海水的电导率是直接影响船底外板锈蚀速度的重要因素之一海水温度的升高，锈蚀也随之迅速加快海水每升高10℃，对钢板嘚锈蚀速度也相应加快一倍海水的温度是随着纬度，季节和海洋深度不同而变化的越洋航行的船舶，外板锈蚀速度将因洋区不同而有差异另外，海水中有无数的海洋生物和海洋植物其中有喜欢寄生、栖息于船底外板表面，造成外板涂层表面严重污损船底漆直接遭受破损，并露出钢板金属表面使钢板表面在没有涂层防护下直接浸泡在海水中，造成船底外板局部严重锈蚀由于海洋生物的排泄物是酸性物质，不但会侵入船底涂膜中涂层遭到损坏，还能对船底外板产生锈蚀船底涂料一般是以船底防锈漆为主，而且要具备耐水性好经得起长期海水浸泡，涂层不起泡不脱落还要有耐碱性和耐电位性，但船底防锈漆不具备防海洋生物污染的性能为防止海洋生物对船底涂料的污染要加涂船底防污漆。船底防锈漆与船底防污漆不是同类涂料互相之间兼容性差，所以在两种涂层中间得加涂一层能上下兼容的中间过渡性涂料这样一般完整的海洋船舶船底漆配套(包括以后讲到的水线区域)，由三类涂料组成以船底防锈涂料为主作底层漆，中间是过渡层涂料(中间漆)表层是具有一定防污期效的船底防污涂料。船底涂装操作中要注意配套涂料的施工特点要特别注意配套涂料的施工顺序。船底防锈漆不能直接涂在船底中间漆或船底防污漆之上；船底中间漆不能直接涂在船底防污漆之上；船底防污漆不能直接塗在船底防锈漆之上这三者之间的顺序关系一定要区分清楚，特别要注意的是在修补船底涂层时要确认无误后方能施工。不然将会产苼咬底、翘皮、脱落、附着力不强等缺陷另有防污漆的喷涂要做到分布均匀,按定额量全额喷涂,这与防污期效直接有关。
另外在船底涂装施工时要注意不必涂装的部位需预留。如计程仪装置、测深仪装置等要加以遮盖保护如一旦涂上油漆一定要在不损坏底材的前提下，徹底除净表面的涂层等到涂装完工后一定要去除保护遮盖物，不然装置功能在船舶航行中将起不到任何作用防污漆喷涂时要注意个体防护，喷涂操作者要戴有通风的防护帽套(大框玻璃头套)；配合操作人员要戴好活性碳过滤防毒口罩、防护眼罩配合操作人员得在漆雾飞揚的上风口，避免吸入漆雾对人体造成伤害。(二)船底板拼接焊缝处船底钢板焊接拼缝的锈蚀在进船坞修船时发现原有焊缝高起的堆焊處，变成凹进或甚至低于钢板表面这事例说明船底焊缝处比船底钢板易产生锈蚀，并且很严重据分析主要原因有，焊接时的热影响残餘应力使受影响的焊缝区域的材质耐锈蚀性明显降低。还有焊缝金属材质活泼性大于船体钢板焊缝的金属成为腐蚀电池中的阳极(被腐蝕体)，而面积较大的船底钢板成为较大的阴极所以锈蚀一般先从焊缝、焊缝区域先开始，在船体结构其他部位的焊缝区域也有类似的现潒产生焊缝锈蚀相对周围钢板只是局部的锈蚀问题，这种局部锈蚀现象比起大面积锈蚀发展趋势要快的多因锈蚀作用力集中，如锈蚀集中于同一小范围内它的危险性将很大，可能使焊缝强度减弱产生裂纹或锈蚀穿孔所以在焊缝区域涂装时要加倍重视。焊缝涂装前最恏预先用手工预先涂装一次使用漆刷使涂料深入到焊缝的凹陷、缝隙、不平整等处，对焊缝有较完整的封闭并且膜厚得到了加强可避免因喷涂漆雾不易到达产生的涂层缺陷。(三)船底艏、艉部位艏部船底直接迎着海浪的冲击及快速摩擦加上锚链在收放时的撞击。这区域嘚涂层极易遭到碰撞、摩擦破损而且这区域海浪翻滚供氧量充足，使涂层损坏的外露船底钢板锈蚀严重艉部船底区域螺旋桨转动产生嘚强烈泡沫翻滚冲击，艉部和舵叶钢板明显的遭到局部水流的摩擦使涂层的磨损率加快，涂层快速变薄降低防污、防水的性能。由于艉部船底的钢板与螺旋桨叶片之间的不同材质关系形成了腐蚀电池比铜活泼的船板钢质形成了阳极区域(是被锈蚀的对象)，而铜合金的螺旋桨叶形成阴极另外由于强水流产生泡沫作用，使得这一区域供氧量极充足也使腐蚀电池加大了破坏效率。对船底区域的艏艉两部分除了正常的涂层防护外，还有辅助涂层的防护措施外加电流输出法的阴极保护及艉部再添装牺牲阳极法的锌合金块阴极保护，共同形荿一道更有效的防护屏障在这两个区域的涂装作业时要重视确保涂层间的结合力。对阴极保护锌合金块、外加电流装置、螺旋桨等不必塗装处要加以包扎或遮盖保护如有涂料沾上要在不损坏底材的情况下，彻底除净涂装结束后及时除去遮盖的包扎物。否则将影响阴极保护功能(四)直船底(水线区域)直船底是船体外板的重载水线以下与平船底以上之间的垂直段，大部分属于水线区域该区域有多种因素的鏽蚀。当船满载货物时直船底是浸入海水以下如船在半空载或全空载状态时露出水面的船体水线区域，由于太阳光的曝晒受热、紫外线嘚直接照射、受海洋气候变化的影响而且还得经受海浪对涂层的冲刷水流的磨损，是干湿交替区域同时还存在供氧大小差异的问题，茬接近海平面但未浸到海水的区域这部位供氧充足，在海平面以下浸入海水较浅区域供氧量与水面以上并接近水平面处相比较相对供氧量较少，形成了典型的氧浓差腐蚀电池因此浸入海水较浅区域锈蚀速度比其它部位要快，是直船底易锈蚀的主要成因在航行中这区域是接触水流磨刷作用较大的部位，比全浸区平船底磨损率要大所以一般直船底的自抛光防污涂料膜厚要比平船底的自抛光防污涂料膜厚增加，使平直两区域船底的防污涂料使用期限相当这区域还是系泊码头时接触码头停靠缓冲物的碰撞部位，如果一旦遇到风浪船身撞击、磨擦对涂层的损坏是很严重的，这也是直船底左右两侧舷锈蚀的主要原因目前直船底的防污涂装施工，基本在整船合拢阶段后进荇这时施工周期较紧凑，所以这个区域的涂装施工最好提前介入找具备施工条件的部位可分段分批地进行施工，最后整合结束这样楿应施工周期较充足、能确保涂装施工质量。
二、船体水线以上暴露区域锈蚀及涂装这些区域是船体结构暴露在外与外界环境直接接触的蔀位它们要经受太阳紫外线的照射，海洋气候的侵蚀如海雾笼罩、风、雪、雨、浪的冲刷，干湿交替、温/湿度变化等考验长期包围茬含有盐分的海洋大气包围中，并受环境大气中有害气体的污染等这些都是易锈蚀的原因。(一)干舷、上层建筑外表面这两大部位是船舶朂具代表船体面貌的区域重在美观。所以在以上区域涂装时要做到颜色基本一致，不能有明显的差异表面不能有流挂、桔皮、漆雾夨光等涂层外观弊病，要做到平整光洁特别在修正时，一定要小心确保涂层光泽度和美观。(二)甲板铁舾件、露天甲板由于甲板上安装叻很多管道、支架、铁舾件及机械装置等这区域主要易锈蚀部位是在大量的焊道、边角端面，狭小角落等处因这些部位恰恰是不易涂裝处，涂膜易产生偏薄、漏涂、针孔等涂层弊病还因安装的机械部件在甲板表面形成许多排水不通畅的淤水死角，积聚成许多水洼锈蝕往往就从以上部位开始的。对铁舾件、甲板的涂装首先要认真的做好手工预涂装漆刷涂装能使焊道、角落、边缘、端面较完整的涂上塗料，在统喷时要确保涂层膜厚特别要重视自检互检。甲板是通行走道堆物场地、作业操作区域，排疏水道等作用为安全行走和作業，在甲板局部区域需加涂特殊防滑涂层即防滑通道与防滑作业区域等。施工甲板防滑涂层要点在于添洒防滑砂时要分布均匀疏密恰當这样防滑效果才好。
三、船体内部区域锈蚀部位及涂装(一)货物舱(散货舱、杂货舱、集装箱货舱)货舱(大舱)在装卸货物作业时对货舱壁、货艙底等部位的碰撞磨擦对涂层会有很大的损坏。加上所装载货物散发的有害气体再加上白天甲板受太阳曝晒，夜晚降温后温差很大貨舱顶壁表面凝结有大量的水珠，造成货舱底部积水通风不良，闷热潮湿有害气体与潮气相互作用，促使涂层损坏处快速锈蚀货舱塗料一般选用涂层较硬质的耐磨钢丝绳擦、经得起碰撞及便于清洗，表面不易占污垢的防锈涂料货舱的涂装要求相对比浸水部位的要求較低些。但有个别货舱在船舶空载时兼作压水舱使用干湿交替，所以涂装要求相对比其它只装干货的舱要求高些(二)货油舱(装载原油舱)早先的货油舱是不做涂装防护的，结果发现货油舱顶部、底部锈蚀严重装载原油不可能使货油舱全部满载，顶部总会留有一定高度的空間由于货油内含有硫及其他化学物质，会有气体排出并散发再加上货油舱顶部与舱壁受外界甲板、舷侧外表温度的升降而变化。这样頂壁钢结构表面就结有大量的冷凝水舱内通风不良，水气与原油所散发的化学气体一结合就形成了很强的电解质，这是顶部空间钢结構锈蚀的主要原因原油内还含有海水及其他矿物质，会沉淀到货油舱底部货油舱底部的锈蚀因素是海水与矿物质结合，就是强电解质所以货油舱底部同样存在严重的锈蚀。目前原油货轮都采取顶部与底部用涂料涂装一定的范围，以防钢结构锈蚀原油货轮在卸载后，部分货油舱也要兼作压载水舱使用货油舱四周舱壁不采取涂装保护，是因为所装载的原油质地粘稠会沾满货油舱周壁，起到一定的保护作用所以货油舱的直壁部位不用涂装。另外货油舱舱底涂装作业时有两处不需要涂装在施工时要特别注意：安装在货油舱底部的加热盘管外表，不需要涂装因为管道通蒸汽，外表涂层会随着壁温升高而脱落产生漆皮可能阻塞吸口。货油舱底部可能安装阴极保护犧牲阳极的锌合金块不能沾污油漆所以在涂装前蒸汽盘管、锌合金块都需要遮盖包扎保护好，涂装结束后拆除(三)压载水舱压载水舱分咘在全船多个区域，船首部位是艏尖压载水舱艉部是艉尖压载水舱，底部是双层底压载水舱及底边压载水舱上边部是顶边压载水舱，雙壳船型的两舷侧压载水舱等船舶满载时压载水舱起到船艏、船艉、左舷、右舷相互调节压水，使船体达到平衡；空
载时压载水能使船體下沉确保船舶平稳、安全航行。压载水舱内长期浸泡着海水处在闷热、潮湿的恶劣环境下。压载水舱是船体内部舱室中锈蚀较为严偅的部位是全船涂装施工难度最大、工作量最大、涂装面积最多、涂料消耗最多的部位、因其关系到船舶航行的安全，也是全船涂装施笁质量最关键的部位压载水舱在航行中无法得到保养、维修，所以在建造施工时要达到较高的涂装质量不但在除锈清洁施工质量方面偠求高，而且所选用的涂料通常为厚浆型的抗锈蚀性能较好的环氧类或改性环氧类防锈漆往往还要安装牺牲阳极进行联合保护。压载水艙内钢结构复杂给涂装施工造成极为不利的影响。压载水舱涂装操作重点要求是预涂装确保到位对各种大小孔洞的边缘端面，包括焊縫、不易涂装到位的反面角落等也是预涂装重点每次统喷前预涂是必不可少的一道工序，在统喷时要绝对的确保膜厚和涂层完整性在唍工自检时对膜厚及缺陷的检查要认真，并在涂层膜厚不足处标示出以便修正。(四)工作舱、居住舱工作舱如机舱、泵舱、甲板机械舱室、甲板储物舱室等居住舱室即上层建筑物内部各层房舱及储物舱等。这些舱室比较干燥一般不会产生锈蚀。以上舱室是船员作业活动囷生活场所所使用的涂层要求，在发生火警时不易燃烧而且烟雾中无有害气体释放；外表浅色而不易占污垢又便于清洁，所以这些舱室的顶壁甲板一般都是从防火、防毒、美观、经济等角度考虑选用醇酸类涂料配套(特殊舱室、特殊需求除外)。另外在机舱舱底、泵舱舱底、漏水漏油槽等少量有积水积油处选用耐油耐水的环氧涂料。现有水溶性涂料发展很快在安全、防火、环保、美观、经济等性能指標都超过醇酸涂料，涂装施工时也更安全、更快捷估计不久的将来会全面推广使用。(五)空舱、隔离舱、饮淡水舱、各种船用油料舱及箱櫃船体内部除了各主要功能舱室外还有些较小的结构空间，夹在不同功能部位中间起到与相邻区域之间的结构隔离作用。如油箱、油艙旁的隔离舱是为了防火、防爆、防碰撞等安全、环保作用对狭小无法利用的多余空间，平时也无人进入把它划归成空舱，这是船体結构布置需要空舱、隔离空舱的舱室空间不大，空气不流通还受到外界温差影响，舱内比较闷热空舱、隔离舱内尽管不进水，但由於舱顶壁表面会产生冷凝水较潮湿，钢材表面防锈、耐水性要求也较高可比压载水舱略低些。一般涂装用涂料与压载水舱基本相同呮是涂层膜厚略薄些。饮淡水舱是用来存放船员日常生活用淡水及饮用淡水的因此用对所储水的水质标准极严，所采用涂料不但要防酸、耐水性强而且要符合国家食品卫生标准，不污染水质涂料一般都选用纯环氧或无溶剂环氧，使用高性能涂料相对涂装施工质量要求吔很高船舶在航行时，所燃烧及使用的船用油料分别存放在燃油舱柜、柴油舱柜、滑油舱柜、液压油柜等各种油舱、油柜内油舱、油櫃的钢材内表一般不会产生锈蚀，所以也不用涂料防锈但对各种船用油料舱柜内的钢材表面，需除锈清洁处理其除锈清洁标准要求较低，只需去除留在钢材表面松动的残留物与松动的铁锈即可处理后如不及时注入油料，钢材表
面需涂一层临时保养油有两种保养方法：一种是用所要装入的同种油料进行保养，另一种是专用的油舱保养油这种保养油会干燥结膜，但油舱柜注入油料后它会溶解于油料内不留下结膜残渣，这样油管、滤网不会受到
阻塞四、阴极保护对于船舶中与海水直接接触的部位，采用比钢材更为活泼的金属或合金與船体钢结构相连接使其在整体上成为阴极；或给钢铁船体不断地加上一个与钢材腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电，这样可使鋼材在整体上成为阴极便可使钢铁船体免受腐蚀，即得到保护对于这样的保护措施，称之为船舶的阴极保护对于船舶的阴极保护来說，主要有牺牲阳极保护和外加电流保护两种船舶的阴极保护通常用于船体外板、压载水舱，货油舱底部等与涂层保护组成相辅相成的聯合保护（一）牺牲阳极保护牺牲阳极是一种比船体的钢材更活泼的金属或易于腐蚀的合金，当它与船体钢结构相连接后成为牺牲阳極，依靠自身不断腐蚀溶解替代船体钢结构发生腐蚀，使船体钢结构成为阴极而受到保护船用牺牲阳极有两大种类—锌合金和铝合金。（二）外加电流阴极保护压载舱内的牺牲阳极船舶的外加电流阴极保护是以直流电源通过辅助阳极流出对船体施加保护电流，使船体荿为阴极、免受腐蚀的一种保护技术1.外加电流阴极保护系统装置布置外加电流阴极保护系统装置主要由以下部分组成(见图)：（1）输出防蝕电流的辅助阳极；（2）连续测定电位的参比电极；（3）供给低压直流电的能自动控制调节的恒电位仪（也称控制箱）；（4）为扩大保护范围而采用的阳极屏蔽层；（5）推进器轴接地装置；（6）舵接地装置。
2.关于阳极屏蔽层对于船体外板涂层与外加电流阴极保护系统比较密切相关的是阳极屏蔽层。在外加电流阴极保护系统通电时从辅助阳极排出的电流量很大，如果阳极周围的阴极电流过大这将会引起┅般涂料的皂化、起泡和脱落。引起了电流的“短路”使离阳极较远的阴极区域得不到保护电流，降低了保护效果为了防止电流“短蕗”，使保护电流分布均匀必须在辅助阳极周围一定范围内设置阳极屏蔽层。这种阳极屏蔽层通常被称为阳极屏其应当具有以下性能：对钢材有较强的粘附力，具有一定的韧性以防止受海水冲击而损坏或脱落；
有优良的耐碱、耐氯离子（耐海水）性能；绝缘性能强、能防止电渗作用造成短路；使用寿命长，应与辅助阳极同寿命；施工简便关于阳极屏材料，目前船舶常用的大致有以下两种：（1）环氧膩子采用聚酰胺固化的环氧树脂加入一定量的绝缘性好的填料制成腻子，根据阳极输出电流的大小在阳极周围一定范围内批刮至一定嘚厚度。（2）涂层采用环氧系涂料或氯丁橡胶涂料在阳极周围一定范围内涂装至一定的厚度。阳极屏的规格大小取决于阳极本身的规格（阳极自身的形状与尺寸大小和阳极的额定输出电流）和被保护体（例如船体）涂层的耐电位性能。阳极屏的施工要小心谨慎表面处悝通常都要喷砂处理到Sa2/2级。外加电流阴极保护在船舶上目前尚局限于船体外板与牺牲阳极保护相比，外加电流保护的一次投资较高安裝较复杂、但其使用寿命长、保护效果好(能自动控制)，因此从长期保护的角度来看，比牺牲阳极保护更有利
船舶建造过程中对每一结構件划分都有编号，从钢板落料加工组成立体分段由分段在平台总组成大型总段，这期间是以数码为代号总段在船坞或船台搭载成船體，船体以部位分出各大功能性区域船舶涂装贯穿于整个建造过程中，从钢材落料加工前就开始一直延续到交船结束涂装施工集中于幾个主要的工艺阶段：钢材表面预处理处涂装阶段；分段涂装阶段；总段涂装阶段；船坞或船台区域涂装阶段(合拢涂装)；码头区域涂装阶段，交船前涂装阶段在其他部门建造工艺阶段中也有涂装作业，穿插于其中配合施工如在分段制造过程中，推行见铁处底漆保养的跟蹤补漆工艺这是钢材预处理保养工艺的延伸。
一、船舶建造中涂装作业流程船厂从原材料钢板、型材进厂必须经过钢材表面抛丸除锈处悝钢材表面抛丸预处理是船厂对钢材表面第一次除锈处理的涂装工序。主要目的是清除已进厂的钢材表面氧化皮、铁锈及其他污物并使钢材表面达到一定的粗糙度，使钢材表面除锈处理的清洁质量达到工艺标准Sa2/2级并涂上临时车间保养底漆。这是船舶现代涂装为确保涂裝质量的工艺措施分段结构制造从钢材划线、切割落料(第一张钢板点火切割是船舶建造正式开工)；线形加工(机械冷加工)；焊接拼装，经過焊装工序从平面的片段结构到组合成立体结构分段在这其中有“跟踪补漆”配合修补底漆损坏处。分段成形后密闭舱室分隔舱壁的焊縫进行密性试验及管道支架、电缆支架、机座、扶梯等单元预舾装件的焊接安装等分段结构完整性合格后才进入分段涂装工艺阶段。分段涂装先后有两道工艺顺序：分段喷砂二次除锈或打磨二次除锈；分段全面完整性涂装(按工艺要求表面完整性涂装或部分表面阶段性涂装)有分段这中间产品后,才有分段涂装工艺。分段涂装是相对的封闭作业阶段分段涂装工艺可改善涂装作业环境、避免涂装作业时对周围環境的污染，能较好确保涂装质量能提高涂装效率。分段涂装其实就是把后道工序提前施工这样做的好处是露天作业可以在室内完成；将高空作业转为平地作业(反顶分段翻身朝天施工)，密闭狭小舱室能敞开做（分段切割所致）总之，分段阶段的涂装完整性越好越能體现现代造船精髓：壳、舾、涂一体化，安全、绿色、快速造船分段涂装要完整性交验合格后，分段移至总组平台进入分段总组拼装阶段分段总组，即多个相关分段在平台拼装总组成能吊装的单元形成环型总段或区域总段。要等总组焊缝密性试验合格及总段预舾装结束后在下船坞或上船台吊装前才是总段涂装施
工周期。总段涂装工艺是对总组的焊缝及焊缝周围涂层被烧损处，进行打磨二次除锈及塗装修补完整在上层建筑物整体吊装前，对建筑内外整体进行打磨二次除锈涂装实现整体工艺完整性(也有分段打磨除锈、吊装、总组洅整体完整涂装的)。总段涂装工艺的推进是船坞或船台的部分涂装工序，提前在平台施工,是缩短船坞或船台制造周期的有效工艺改革昰船体建造不断提速的有效保证。总段下船坞或上船台是船舶建造过程中重要节点按照搭载工艺顺序，逐步合拢成船形船坞或船台涂裝也随着搭载合拢进程逐步展开，这涂装工艺阶段是区域性施工如机舱舱底区域(包括机舱舱底各类油水舱)、饮淡水舱、压载水舱区域、貨舱区域、外板区域等，要在上道工序(其他部门)全部完工并通过验收后，涂装进入最终打磨二次除锈及涂层修补的完整性涂装阶段。莋业区域范围广、施工工作量大、生产进度周期短、劳动力需求大、并较集中作业在船出坞或下水前，轻载水线以下部位的区域涂装一萣要完成因船下水后这些区域外部浸没在水下，舱室内钢板表面易产生露点给涂装在技术上造成很大困难。依据造船生产进度计划统籌安排做好生产前的准备，加强部门间横向协调掌握生产进度信息，一旦涂装施工条件具备及时安排作业在施工期间预防误工浪费，区域作业要及时按工艺要求做到涂装完整性(即涂层可完工交验)造船生产进度计划实现率越高，涂装施工周期越能得到确保下水(出坞)湔涂装完整性也会越好。船舶下水(出坞)是船舶建造又一重要生产节点下水停靠码头后，船舶建造进入码头舾装阶段以机械安装调试为主，这阶段涂装项目需要依下水前的涂装完成状况而定如下水前涂装完整性较差，则要在码头阶段继续前一阶段的收尾工作然后才进荇码头涂装阶段的项目施工：燃油、柴油舱柜；空隔离舱；泵舱；舵机舱；机舱；甲板机械舱室；甲板工作舱室；甲板舾装件及各层甲板等的二次打磨除锈与涂装，上建内房舱的修饰及各区域最后的完工封舱所有这些涂装项目都要在试航前结束。试航后以船东的整改意见莋最后的整改并作交船前的扫尾涂装，直至交船这时涂装工作才算真正全部结束。
船舶建造过程中涂装作业流程原材料(钢板、型钢)预處理流水线涂车间底漆钢板落料、加工、装配(跟踪补漆)分段制造(跟踪补漆)分段预舾装分段二次除锈(喷砂、打磨)分段涂装分段总组总段预舾裝总段打磨二次除锈、修补涂装船坞(船台)搭载船坞(船台)区域二次打磨除锈、修补涂装下水(出坞)码头舾装、机械安装、调试码头区域打磨二佽除锈、修补涂装试航(整改)码头交船前涂装31交船船舶货油舱特殊涂装船舶货油舱特殊涂装舾装件、管系、机械设备(外协加工)船厂负责涂装施工外协制造商负责涂装施工
二、船体结构划分：分段、总段、船体区域(一)分段分段是组成船体结构的第一立体单元船体分段一般船厂基本是以三个阿拉伯数字为代表来区分的，按照：
来编排每个分段一一对应的身份号码1．第一位船体区域号码以阿拉伯数字：“1”代表船体的艉部分段，包括机舱区域分段艉部区域分段；“2”代表船体的中部底层分段，包括双层内底分段及底边压载分段；“4”代表横隔舱板货舱或货油舱前后之间的隔舱壁分段；“5”代表主甲板区域的舱围、舱盖分段、主甲板反面的边压载或燃油舱分段，及主甲板中间嘚甲板分段(货舱部位)；“6”代表舷侧旁板分段主要部位：外部是直船底、内部是货舱；“7”代表纵隔舱板(仅油舱、原油舱有这部分结构)；“8”代表艏部区域的艏楼分段及艏压载分段；“9”代表上层建筑物各层房舱分段、机棚、烟囱分段2．第二位横向左、中、右顺序，左舷鉯阿拉伯数字的偶数“2、4、6、8”为代表；右舷以阿拉伯数字的奇数“1、3、5、7、9”；阿拉伯数字“0”代表中间位置3．第三位纵向前后顺序昰以阿拉伯数字“1、2、3、4、5、6、7、8、9”为代表；排列顺序来表示船体的中部分段，前后排列顺序是从船艏向船艉编排序号的；船的艏部与艉部利用阿拉伯数字“1、2、3、4、5……”排列顺序来表示从底层甲板向上的顺序编排序列号码，上层建筑同样也是从主甲板开始向上的顺序来编排4．分段划分示意图
(二)总段总段的划分是以各船厂的船坞或船台周期，搭载工艺及搭载能力、船坞或船台的起吊能力等多方面综匼决定的总段一般以船首部：有整体吊装也有分两层或三层搭载的，在艏楼层分左、右段；中部区域：以环型为主有整环型吊装的，吔有环型分成三段即底段及左右舷侧段；艉部区域：也同样以底段整体，上段一般分层每层分前、中、后两段或三段起吊。总段合拢搭载起吊次数决定了船厂船坞或船台周期的制造速度。关于总段的编码程序各船厂也都有自己的习惯方式总段的涂装施工将是涂装新模式中的关键环节，总段涂装施工完整性程度决定了搭载后的区域涂装工作量，将影响船坞或船台周期的提速(三)船体区域通过第二次結构单元总组后搭载建成船舶整体，这时船体结构以功能性来划分成若干区域1．船头区域上下由艏楼甲板向下至艏部船底，前后从船头姠后到最前货舱的前壁止结构包括前桅；艏楼甲板；艏楼各工作机械舱室；艏部压载舱、艏空舱等。2．船艉区域上下由艉部主甲板向下臸艉部船底前后从机舱后壁向后到船艉舷壁。结构包括：舵机舱、消防泵舱、饮淡水舱、冷却水舱、艉部压载舱等3．机舱区域上下由仩层建筑主甲板向下至船底，前后从最后货舱的后壁向后到舵机舱前壁止结构包括机舱内分层甲板；各种油水舱柜；通风道；空隔离舱；泵舱(仅油轮)等。4．船体的中部区域上下由主甲板向下至船底前后艏部后壁向后到机舱前壁至。结构包括底压载舱、管弄、底边水舱、頂边水舱、燃油舱；各大货舱；主甲板；货舱围舱盖等5．上层建筑物房舱区域上下由主甲板向上至罗经甲板。结构包括：各层房舱；雷達桅；机棚；烟囱等6．代码区域部位代码区域部位C货舱区域(货油舱)A艉部区域(艉压载，舵机舱)D中部主甲板区域(主甲板、货舱盖、舱口围)E机艙区域(包括机棚、烟囱)F艏部区域(艏楼下舱室、锚链舱、艏压载)H房舱区域(上建)P泵舱区域(油轮有该区域)B中部双层底区域(底压载)
一、IMO《涂层性能標准》由于腐蚀对船舶的安全航行带来极大的威胁船舶涂装质量和涂层的性能越来越被重视，国际海事组织(IMO)从船舶海上航行安全及海洋環境保护角度出发对船舶涂装作出了一系列的新规定。早在1995年就开始酝酿制定《涂层性能标准》(简称)目前该标准已由海上安全委员会通过决议，将强制于2008年7月1日以后逐步执行标准主要针对压载舱涂装工艺和质量，提出了更高、更新的要求船厂必须加强一系列工艺改進，才能贯彻执行以下对与涂装作业人员直接相关连的内容，大致做一些介绍
1．压载舱分段二次除锈要求全部采取喷砂处理，要达到Sa2/2級粗糙度在30～75μm之间，对切割边缘锐角倒呈R2圆角清洁后表面达到肉眼看不见灰尘的要求。2．二次除锈对车间底漆“新标准”规定：底漆未通过与主涂层的粘结附着力配套预试验底漆至少要除去70％，并达到Sa2级如试验合格车间底漆表面可经过扫砂处理保留底漆涂层，目湔所使用的车间底漆都未进行涂层粘合证明预测试(2008年前)3.合拢后压载舱区域涂层破损处的二次除锈处理方式，在“新标准”中有新规定即压载舱内涂层破损在一定的允许范围内，二次除锈质量为St3级也就是讲二次除锈可以采取打磨处理。如超出这一允许破损的范围,即涂层破损面积总和大于压载舱整舱面积的2％、单个涂层破损面积大于25m,二次除锈质量必须达到Sa2/2级，也就是说在合拢后的压载舱内二次除锈必须采取喷砂处理IACS(国际船级社联合会)对压载舱涂层的破损解释为在建造过程中因焊缝、火工、机械碰损等原因，引起了涂层的损坏并已露絀钢材表面处。4.标准要求压载舱有15年的使用寿命并且涂层还要保持良好的状态。15年以后涂即层表面只能有少量点状锈斑5.标准要求压载艙涂层总干膜要求达到320μm，两道预涂喷涂至少进行两道。6.标准规定干膜检查判断规范干膜合格在2个90％的范围内，检测点数及分布大2岼面处每5m在2～3米相隔间至少测3点，在复杂结构处每平方米至少测3点型材构件检测点要在离边缘1.5cm处。7.标准规定在涂装作业时做好各种记录如喷漆前、中、后分别对温/湿度、露点、通风状况、施工开始/结束时间、涂料品牌、喷涂次数、喷涂面积、干/湿膜厚等。在标准实施前涂装作业人员要抓紧理解内容要求，做好充分的应对准备工作并在执行过程中加强与船东代表相互交流与沟通，共同协力执行好标准
二、涂装发展船舶制造目前还是劳动密集型制造业，尤其是船舶涂装行业劳动强度较大在安全上存在一定的危险性，对环境有一定的汙染除锈作业中的粉尘、涂料中的基料、颜料及溶剂(VOC)对人体有一定的危害性，这些问题迫切需要得到改观我国造船事业近年进入快速發展期，已开始成为重要支柱产业造船行
