船舶管理（輪機(jī)長大管輪）1.1 船舶結(jié)構(gòu)與營運(yùn)經(jīng)濟(jì)型管理

第1章船舶構(gòu)造與適航性第1節(jié)

船舶結(jié)構(gòu)與營運(yùn)經(jīng)濟(jì)性管理

第2節(jié)船舶適航性船舶的變形和破壞MOL

COMFORT號，2013年6月在印度洋斷裂1990-1991年NK船級社對40件散貨船海難事故統(tǒng)計(jì)與分析1.船殼外板表面損裂引起貨倉浸水，導(dǎo)致船舶沉沒2.外板損裂主要因?yàn)樨泜}肋骨及其端部肋板腐蝕損耗，而使得強(qiáng)度減弱所致，甚至發(fā)生肋骨完全脫離外板的嚴(yán)重現(xiàn)象事故原因事故次數(shù)損失原因不明6件機(jī)艙浸水2件船首破損1件貨倉部分損傷32件（一）船體結(jié)構(gòu)形式

鋼板+骨架

基準(zhǔn)面和基線（一）船體結(jié)構(gòu)形式

鋼板+骨架1.橫骨架式船體結(jié)構(gòu)：由橫向密布的肋骨框架組成肋骨框架：船底肋板+舷側(cè)肋骨+甲板橫梁+肘板（一）船體結(jié)構(gòu)形式

鋼板+骨架1.橫骨架式船體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，建造容易，艙容利用高為承擔(dān)縱向強(qiáng)度，船體外板厚，重量大適用于要求縱向強(qiáng)度不大的中、小型船舶（一）船體結(jié)構(gòu)形式2.縱骨架式船體結(jié)構(gòu)：由縱向密布的肋骨框架組成橫向布置少量強(qiáng)肋骨、強(qiáng)橫梁、肋板（一）船體結(jié)構(gòu)形式2.縱骨架式船體結(jié)構(gòu)：船首尾端仍為橫骨架式結(jié)構(gòu)縱向強(qiáng)度大，重量輕，艙容利用低主要適用于要求縱向強(qiáng)度較高的大型油船（一）船體結(jié)構(gòu)形式3.混合骨架式船體結(jié)構(gòu)：船底&強(qiáng)力甲板中段-縱骨架舷側(cè)&下甲板-橫骨架船首尾-橫骨架廣泛用于大中型干貨船（二）船體構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的分類構(gòu)件：在船體結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)加工單元稱為一個(gè)構(gòu)件。每一個(gè)構(gòu)件根據(jù)位置和作用的不同，有不同的名稱。（二）船體構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的分類

按用途分：主要構(gòu)件、次要構(gòu)件

按作用分：縱向構(gòu)件、橫向構(gòu)件（二）船體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件分類1.主要構(gòu)件甲板縱桁舷側(cè)縱桁船底縱桁強(qiáng)橫梁強(qiáng)肋骨主肋板（二）船體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件分類2.次要構(gòu)件肋骨橫梁縱骨艙壁扶強(qiáng)材（二）船體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件分類3.縱向構(gòu)件甲板縱桁/縱骨舷側(cè)縱桁/縱骨船底縱桁/縱骨中內(nèi)/旁內(nèi)龍骨甲板/船體外板/內(nèi)底板縱向艙壁（二）船體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件分類4.橫向構(gòu)件橫梁/強(qiáng)橫梁肋骨肋板梁肘板/舭肘板橫艙壁2.船體結(jié)構(gòu)的分類

船體不同區(qū)段和不同的部位，所受力大小和性質(zhì)不同，強(qiáng)度要求不同，結(jié)構(gòu)不同。分類：貨艙區(qū)域/機(jī)艙區(qū)域/首尾端區(qū)域/船底/舷側(cè)結(jié)構(gòu)/甲板/艙壁（三）外板舷側(cè)外板、船底板、舭部外板統(tǒng)稱船體外板作用：保持水密，縱向強(qiáng)度，橫向強(qiáng)度等3外板厚度的分布（1）外板厚度在船長方向的分布船體中部0.4L船長區(qū)段內(nèi)，外板厚度最大3外板厚度的分布（2）外板厚度沿肋骨圍長方向分布第3節(jié)

船舶結(jié)構(gòu)平板龍骨和舷頂列板較其他列板厚些3外板厚度的分布（3）局部加強(qiáng)

易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位、受振動(dòng)力或波浪沖擊力較大的部位需外板加厚或加覆板。

如船殼外板開口周圍、錨鏈筒出口處、舷側(cè)貨艙門的周圍。第3節(jié)

船舶結(jié)構(gòu)（五）甲板板第3節(jié)

船舶結(jié)構(gòu)

承受最大總縱彎曲力矩的甲板稱為強(qiáng)力甲板。1.甲板板的厚度分布和板的排列第3節(jié)

船舶結(jié)構(gòu)各層甲板中，強(qiáng)力甲板最厚最厚部位在船體中部0.4L船長區(qū)域內(nèi)強(qiáng)力甲板中，甲板邊板最厚艙口之間的甲板板薄1.甲板板的厚度分布和板的排列第3節(jié)

船舶結(jié)構(gòu)從艙口至舷邊的甲板板，鋼板是縱向布置的艙口之間的甲板板，橫向布置艏尾端的甲板板，橫向布置2.舷邊連接方式遠(yuǎn)離中軸線，屬高應(yīng)力區(qū)域3.甲板開口處的加強(qiáng)

人孔和貨艙口角隅處易產(chǎn)生應(yīng)力集中（五）船底結(jié)構(gòu)分為四種形式：1.橫骨架式單底結(jié)構(gòu)：2.縱骨架式單底結(jié)構(gòu)：3.橫骨架式雙底結(jié)構(gòu)：4.縱骨架式雙底結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，抗沉性差，多用于小型船舶采用雙層底結(jié)構(gòu)，抗沉，增加了船底強(qiáng)度，可儲(chǔ)存燃料、淡水和壓載用1.橫骨架式單底結(jié)構(gòu)2.縱骨架式單底結(jié)構(gòu)：肋板，每3-4個(gè)肋位布置一道3.橫骨架式雙層底底結(jié)構(gòu)（1）雙層底的作用：（2）主要構(gòu)件

底縱桁：中底桁、旁底桁

肋板：主肋板、水密肋板

油密肋板4.縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)（七）舷側(cè)結(jié)構(gòu)在舷側(cè)處從舭肘板至上甲板這段區(qū)域的骨架結(jié)構(gòu)。

舷側(cè)結(jié)構(gòu)也分為橫骨架和縱骨架式兩種。

舷側(cè)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件有：1肋骨橫向、豎向或斜向布置在舷側(cè)、船底及尖艙中尺寸較小的骨材的統(tǒng)稱。主肋骨

甲板間肋骨

中間肋骨

強(qiáng)肋骨在橫骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)中裝設(shè)強(qiáng)肋骨是為了局部加強(qiáng)。2.舷側(cè)縱骨

3.舷側(cè)縱桁

一般多設(shè)在機(jī)艙和

艏尾尖艙中4.梁肘板（七）甲板結(jié)構(gòu)分為橫骨架式和縱骨架式兩種橫骨架式船舶：

各層甲板均采用橫骨架甲板結(jié)構(gòu)縱骨架式和混合骨架式船舶：

強(qiáng)力甲板采用縱骨架甲板結(jié)構(gòu)，其他下層甲板均采用橫骨架甲板結(jié)構(gòu)

橫梁：普通橫梁、強(qiáng)橫梁、半梁、艙口端橫梁、艙口端懸臂梁

甲板縱骨

甲板縱桁

艙口圍板第3節(jié)

船舶結(jié)構(gòu)（八）支柱布置原則：4根：4個(gè)艙口角上2根：在艙口兩側(cè)的中線面上（九）艙壁結(jié)構(gòu)1.作用：橫艙壁：承擔(dān)橫向強(qiáng)度，水密分艙，防火分艙縱艙壁：減小自由液面，承擔(dān)總縱彎曲強(qiáng)度2.艙壁的種類：水密艙壁防火艙壁油密艙壁制蕩艙壁輕型艙壁3.所有船舶必須設(shè)置的水密艙壁

防撞艙壁尾尖艙艙壁機(jī)艙兩端的水密橫艙壁4.水密艙壁的兩種結(jié)構(gòu)形式平面艙壁：上薄下厚槽型艙壁：壓成槽型增加艙壁強(qiáng)度和剛度（十）舷墻和欄桿設(shè)置于露天甲板上不參與船舶總縱彎曲作用：減少甲板上浪，保證人員安全，防止貨物滾入海中高度不小于1M（十一）艏艉端結(jié)構(gòu)相似之處：總縱彎曲力矩小，局部作用力大都采用橫骨架式結(jié)構(gòu)都設(shè)有強(qiáng)胸橫梁設(shè)有制蕩艙壁（部分艉尖艙）（十一）艏端結(jié)構(gòu)：加強(qiáng)及艏柱

圖1-24船首端結(jié)構(gòu)

圖1-25首柱（十二）艉端結(jié)構(gòu)：加強(qiáng)及艉柱3.艉柱(a)具有槳穴尾柱(b)無舵柱尾柱(c)無舵柱底骨尾柱舵的類型機(jī)爐艙結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)、機(jī)座、軸隧1.機(jī)艙的特點(diǎn)（1）機(jī)艙是主機(jī)、輔機(jī)、鍋爐等重型設(shè)備布置的地方，所以局部負(fù)荷大。（2）主機(jī)、輔機(jī)等設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易引起船體的振動(dòng)。（3）因布置機(jī)器設(shè)備、主機(jī)吊缸等工作的需要，要求機(jī)艙在甲板上開口大，不設(shè)二層甲板，盡可能的不設(shè)支柱。（4）機(jī)艙內(nèi)易腐蝕。2.機(jī)艙內(nèi)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)（1）雙層底內(nèi)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)①設(shè)短底縱桁：主機(jī)基座下無船底縱桁時(shí)，要求裝設(shè)短底縱桁支承主機(jī)傳下來的集中負(fù)荷。②設(shè)主肋板：橫骨架式結(jié)構(gòu)，機(jī)艙和鍋爐的底座下每個(gè)肋位上設(shè)置主肋板?？v骨架式的雙層底內(nèi)，機(jī)艙區(qū)域至少每隔1個(gè)肋位設(shè)置1道主肋板。但主機(jī)底座、鍋爐底座、推力軸承座下的每1個(gè)肋位上均應(yīng)設(shè)主肋板③內(nèi)底板要增厚1～2mm。若燃油艙設(shè)置在雙層底內(nèi)時(shí)，內(nèi)底板厚度不小于8mm。2.機(jī)艙內(nèi)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)（2）甲板和舷側(cè)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)①在甲板和舷側(cè)要求每隔3個(gè)肋位至少應(yīng)設(shè)置1道強(qiáng)橫梁和強(qiáng)肋骨，而且強(qiáng)橫梁與強(qiáng)肋骨位于同一肋位上。②當(dāng)機(jī)艙內(nèi)的主肋骨的跨距大于6m，要設(shè)置舷側(cè)縱桁。4.基座支撐并固定各機(jī)械設(shè)備柴油主機(jī)基座：兩道縱桁+每個(gè)肋位處的橫隔板+橫肘板+墊板（十六）船體結(jié)構(gòu)的密性和開口關(guān)閉裝置水密門船用門水密門風(fēng)雨密門鋼質(zhì)輕便門防火門（十六）船體結(jié)構(gòu)的密性和開口關(guān)閉裝置水密門水密門船舶主管機(jī)關(guān)認(rèn)可的船上使用的水密門有如下三級：一級鉸鏈門；二級手動(dòng)滑動(dòng)門，完全關(guān)閉所需時(shí)間不超過90S;三級動(dòng)力兼手動(dòng)滑動(dòng)門。任何水密門的操縱裝置，無論是否動(dòng)力操縱，均須在船舶向左或向右傾斜15°時(shí)能將門關(guān)閉。圖1-85軸隧干舷甲板以上的封閉上層建筑兩端壁的出入口處；駕駛室兩側(cè)壁的門。風(fēng)雨密門

是一種圓形窗，分為重型舷窗和輕型舷窗。重型舷窗裝有鉸鏈?zhǔn)娇癸L(fēng)浪的舷窗蓋。舷窗蓋邊上鑲有橡膠封條，并用螺栓壓緊，保證水密。輕型舷窗一般不帶有風(fēng)暴蓋。舷窗船體結(jié)構(gòu)上開口的關(guān)閉裝置在干舷甲板以下的船殼外板、水密艙壁、各種液艙、雙層底、隔離空艙、海底閥箱、貨艙舷門等構(gòu)件的接縫和開口的關(guān)閉裝置，都要求水密。干舷甲板上及封閉的上層建筑和圍蔽室等處各種開口的關(guān)閉裝置，要求保證風(fēng)雨密。二

船體強(qiáng)度一、船體強(qiáng)度基本概念

船體結(jié)構(gòu)抵抗各種外力作用的能力船體強(qiáng)度的分類：1.總縱彎曲強(qiáng)度2.橫向強(qiáng)度3.局部強(qiáng)度4.扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度（一）

總縱彎曲強(qiáng)度

船舶主要受哪些力的作用？

船舶在營運(yùn)過程中，作用在船體上的外力很多，有重力、浮力，船舶作各種運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，波浪沖擊力，螺旋槳和機(jī)器等引起的振動(dòng)力、碰撞力，擱淺和進(jìn)塢時(shí)礁石與墩木的反作用力等。

(一）船體發(fā)生總縱彎曲變形的原因

當(dāng)船舶靜浮于水上時(shí)，重力W和浮力D的大小相等，方向相反，作用于同一條直線上。船舶為什么會(huì)彎曲？

引起船體發(fā)生總縱彎曲的原因，主要是由于沿著船長方向每一點(diǎn)的重力和浮力分布不均勻造成的。

中拱與中垂

若船體中部所受的浮力大而艏艉端所受的浮力小，重力在中部小而在艏艉端大，此時(shí)船體將發(fā)生中部上拱而艏艉兩端下垂的總縱彎曲變形，這種船體的彎曲變形稱為中拱。

相反，若船體中部所受的浮力小而艏艉端所受的浮力大，重力在中部大而在艏艉端小，此時(shí)船體將發(fā)生中部下垂而艏艉兩端上翹的總縱彎曲變形，這種船體的彎曲變形稱為中垂。圖1-34船體靜水曲線圖a-重力分布曲線；b-浮力分布曲線；c-負(fù)荷曲線；d-剪力曲線；e-總縱彎曲力矩曲線2作用于船體上的總縱彎曲力矩與剪力3.彎矩和剪力是如何分布的？

4影響船體總縱彎曲力矩和剪力的因素最具破壞力的彎矩和剪力？最不利的浮力：標(biāo)準(zhǔn)波最不利的重力：滿載或空載油船滿載或中機(jī)型貨船滿載遭遇標(biāo)準(zhǔn)波

5.總縱彎曲應(yīng)力

σd=M/Wdσb=M/Wb

若船體發(fā)生中垂彎曲時(shí)，甲板受壓應(yīng)力作用，船底受拉應(yīng)力作用；而位于中和軸處，總縱彎曲應(yīng)力等于零

總縱彎曲應(yīng)力的大小沿船深方向是成線性分布的。甲板和船底的彎曲應(yīng)力方向相反，當(dāng)船體發(fā)生中拱彎曲時(shí)，甲板受拉應(yīng)力作用，船底受壓應(yīng)力作用；6.船體撓度

表示船體受到外力時(shí)發(fā)生彎曲變形的程度，以構(gòu)件彎曲后各橫截面的中心至原軸線的距離來度量。

船體中拱或中垂而引起的撓度，一般不得大于L/10006.船體撓度過大的中拱和中垂的危害①過大的中垂會(huì)減小船舶裝載量；②上層建筑和甲板室連接處作用力增加；③使軸系和管系等發(fā)生彎曲變形；④大開口艙口的變形會(huì)影響與艙蓋的配合。（二）橫向強(qiáng)度

定義：船體結(jié)構(gòu)抵抗橫向作用力的能力。承擔(dān)的主要構(gòu)件：橫梁、肋骨、肋板及由它們所組成的肋骨框架和橫艙壁

（三）局部強(qiáng)度

定義：船體結(jié)構(gòu)抵抗局部作用力的能力。舉例部位：船首底部沖擊力、尾部螺旋槳的激振作用等

措施：局部加強(qiáng)

（四)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度

定義：船體結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)變形和破壞的能力。成因：船首尾相對中心線左右受力不對稱（波浪和配貨等原因）

措施：對于集裝箱等貨船開口大的船舶進(jìn)行計(jì)算

（五）船舶進(jìn)塢與擱淺時(shí)的應(yīng)力1.船舶進(jìn)塢船底應(yīng)力船舶進(jìn)塢時(shí)應(yīng)空載并且適當(dāng)調(diào)整吃水，減小船舶的吃水差。2.船舶擱淺船底應(yīng)力船舶擱淺時(shí)，浮態(tài)發(fā)生變化，穩(wěn)性降低。擱淺時(shí)所受作用力的大小及穩(wěn)性、浮態(tài)的變化與船舶擱淺處水域的潮水變化有密切關(guān)系。1.定義：船舶因某種外力的作用，使其圍繞原平衡位置所作的往復(fù)性(或周期性)的運(yùn)動(dòng)，稱為船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)。（一）船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)的形式三、船舶動(dòng)力學(xué)2.分類：（1）橫搖：船舶繞縱軸做周期性的角位移運(yùn)動(dòng)（2）縱搖：船舶繞橫軸做周期性的角位移運(yùn)動(dòng)（3）首搖：船舶繞垂向軸做周期性的角位移運(yùn)動(dòng)（4）垂蕩：船舶沿垂向軸做周期性的上下平移運(yùn)動(dòng)（5）縱蕩：船舶沿縱向軸做周期性的前后平移運(yùn)動(dòng)（6）橫蕩：船舶沿橫向軸做周期性的左右平移運(yùn)動(dòng)3．后果：(1)可能使船舶失去穩(wěn)性而傾覆；(2)使船體結(jié)構(gòu)和設(shè)備受到損壞；(3)引起貨物移動(dòng)從而使船舶重心移動(dòng)危及船舶安全；(4)使機(jī)器和儀表的運(yùn)轉(zhuǎn)失常；(5)會(huì)使螺旋槳的效率降低，船舶阻力增加，船速下降；(6)工作和生活條件惡化，甲板上浪等。1．舭龍骨幾乎所有的船舶均裝設(shè)舭龍骨。（二）船舶減搖裝置2．減搖鰭減搖效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，只適用于大型的郵輪和客船3．減搖水艙主要利用了船舶橫搖時(shí)水流動(dòng)的滯后性來實(shí)現(xiàn)減搖效果的。發(fā)展過程可分為：被動(dòng)式主動(dòng)式可控被動(dòng)式4．減搖陀螺儀（回轉(zhuǎn)穩(wěn)定減搖裝置）

造價(jià)高，占地廣，幾乎已經(jīng)不用。1．船體振動(dòng)的分類通常將船體振動(dòng)分為總振動(dòng)和局部振動(dòng)兩大類?？傉駝?dòng)：整個(gè)船體的振動(dòng)

局部振動(dòng)：船體局部結(jié)構(gòu)，如板架、梁、板格等對于整個(gè)船體所作的附加振動(dòng)。

（三）船體振動(dòng)的知識

按振動(dòng)時(shí)的不同受力情況，船體總振動(dòng)和局部振動(dòng)都有自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)這兩種不同性質(zhì)的振動(dòng)。

自由振動(dòng)：如在水中航行或停泊的船舶，當(dāng)受到一個(gè)較大的波浪沖擊后，就能激起船體的自由振動(dòng)，由于存在阻尼而很快消失。

強(qiáng)迫振動(dòng)：船舶在航行中一直受到干擾力作用（如主機(jī)的不平衡慣性力）而激起的振動(dòng)為強(qiáng)迫振動(dòng)。2．船體振動(dòng)的原因

一是設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周或計(jì)算的錯(cuò)誤

二是建造質(zhì)量問題三是營運(yùn)時(shí)航行條件及操作管理水平的影響

3．船體的防振與減振

防振是指船舶在設(shè)計(jì)階段就考慮到振動(dòng)衡準(zhǔn)的要求而采取的降低振動(dòng)的措施。

減振則是指使?fàn)I運(yùn)船舶的振動(dòng)下降到振動(dòng)衡準(zhǔn)的要求。

防振與減振其基本原理是一樣的:

改變結(jié)構(gòu)的固有頻率或干擾力頻率以避免共振；減小干擾力的幅值與減小干擾力的傳遞以降低強(qiáng)迫振動(dòng)的程度；

增加結(jié)構(gòu)剛度和阻尼等。四、船舶操縱及營運(yùn)經(jīng)濟(jì)性（一）船機(jī)零件的腐蝕金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)作用或物理溶解產(chǎn)生變質(zhì)和破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。1.金屬腐蝕過程2.金屬腐蝕的分類

依金屬腐蝕過程的特點(diǎn)分為：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕。

依腐蝕表面的持征分為：全面腐蝕、局部腐蝕。3.化學(xué)腐蝕（1）化學(xué)腐蝕

金屬與周圍介質(zhì)（非電解質(zhì)）直接發(fā)生化學(xué)作用引起的破壞稱為化學(xué)腐蝕。腐蝕過程中不產(chǎn)生電流?；瘜W(xué)腐蝕分為氣體腐蝕和有機(jī)介質(zhì)腐蝕。（2）柴油機(jī)零件的化學(xué)腐蝕

柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃燒室中的高溫高壓燃?xì)庵苯优c燃燒室組成部件——?dú)飧咨w及其上的閥件、氣缸套和活塞組件接觸，燃?xì)庵心承┑腿埸c(diǎn)灰分熔化并附著在部件的金屬表面上，在高溫下發(fā)生化學(xué)作用使部件表面受到破壞的化學(xué)腐蝕，稱為高溫腐蝕或釩腐蝕。

柴油機(jī)燃用重油為發(fā)生高溫腐蝕提供了條件，但并非燃用重油就必然發(fā)生高溫腐蝕，還必須具備：

①零件冷卻不良，溫度在550℃以上時(shí)，足以使釩、鈉化合物處于熔化狀態(tài)附著于零件表面；

②灰分的成分影響腐蝕速度。當(dāng)灰分中V2O5/Na2O≈3時(shí)，軟化溫度由600℃降至400℃，灰分非常易熔，所以腐蝕速度急劇增加；而V2O5/Na2O在1左右時(shí)，腐蝕速度最小，因?yàn)檐浕瘻囟雀哂诹慵囟榷粫?huì)發(fā)生腐蝕。

（3）防止化學(xué)腐蝕的措施

根據(jù)化學(xué)腐蝕的機(jī)理，可在零件表面上覆蓋一層保護(hù)膜，如鍍錫、鍍鋅、發(fā)藍(lán)處理等。

排氣閥等的高溫腐蝕，可選用含釩、鈉、硫少的燃油，控制其成分；加強(qiáng)燃燒室部件的冷卻，使部件溫度在550℃以下等。

此外，還應(yīng)注意零件材料的選擇，對腐蝕環(huán)境下工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕性強(qiáng)的材料。4.電化學(xué)腐蝕

金屬表面與離子導(dǎo)電的電解介質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用產(chǎn)生的破壞稱為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過程中產(chǎn)生電流，在船上船體和船機(jī)發(fā)生電化學(xué)腐蝕的部位和零部件較多。

電化學(xué)腐蝕中，腐蝕電池起著重要作用。依電池中電極大小分為宏觀電池與微觀電池。（1）宏觀腐蝕電池

宏觀腐蝕電池是肉眼可見電極構(gòu)成的宏觀大電池，引起局部宏觀腐蝕。主要有：

①異金屬接觸電池

兩種具有不同電位的金屬或合金相互接觸（直接接觸或用導(dǎo)線連接），并處于同一電解質(zhì)溶液中時(shí)，會(huì)使電位低的金屬不斷地被腐蝕，這種電池稱為異金屬接觸電池。

例如，F(xiàn)e-Cu電池、海水中船的碳鋼艉軸與銅質(zhì)螺旋槳等也構(gòu)成這種電池。

②濃差電池

同一金屬的不同部位與濃度（含氧量或含鹽量）或溫度不同的介質(zhì)接觸構(gòu)成的電池稱濃差電池。最常見的有氧濃差電池、鹽濃差電池和溫差電池等。

浸于電解質(zhì)溶液中的金屬當(dāng)不同部位的溫度不同時(shí)構(gòu)成溫差電池。例如，換熱器的高溫端比低溫端腐蝕嚴(yán)重。

（2）微觀電池

微觀電池是指金屬表面由于電化學(xué)不均勻性構(gòu)成無數(shù)微小電極的電池，又稱微電池。零件金屬表面電化學(xué)不均勻性是由于金屬表面的微觀不均勻性引起的，主要有：

①

化學(xué)成分不均勻性

②金屬組織不均勻性

③

物理性質(zhì)或狀態(tài)的不均勻性

④

金屬表面膜不完整船上常見的電化學(xué)腐蝕

（1）電偶腐蝕

船上的機(jī)器零部件或船體構(gòu)件只要構(gòu)成異金屬接觸電池就會(huì)發(fā)生電偶腐蝕，且較為普遍。例如，螺旋槳與艉軸、離心泵的葉輪與軸等。

（2）氧濃差腐蝕

金屬浸入含氧溶液中形成氧電極產(chǎn)生氧濃差腐蝕。例如，工程上連接件的結(jié)合面縫隙處、氣缸套與氣缸體下部密封圈的縫隙處，因充氣不足或冷卻水的停滯使氧濃度低，此處金屬為陽極，與附近氧濃度高處金屬即陰極構(gòu)成氧濃差電池，發(fā)生氧濃差腐蝕。

（3）選擇性腐蝕

選擇性腐蝕是由微觀電池引起的電化學(xué)腐蝕。例如黃銅制件的脫鋅——黃銅在酸性或鹽溶液中構(gòu)成無數(shù)微電池使鋅被腐蝕。又如鑄鐵氣缸套外圓表面在冷卻水中發(fā)生鐵素體被腐蝕的（僅剩下石墨）微觀電化學(xué)腐蝕。

（4）應(yīng)力腐蝕

碳鋼、不銹鋼、黃銅等工程材料的加工制件均會(huì)由于加工引起的內(nèi)應(yīng)力較大而發(fā)生微觀電化學(xué)腐蝕。例如氣缸套與氣缸體連接的肩部、應(yīng)力集中的部位如加強(qiáng)筋的圓角等處，往往會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕，應(yīng)力腐蝕的同時(shí)還伴隨著裂紋產(chǎn)生。

（5）海水腐蝕

海水是含鹽濃度高的電解質(zhì)溶液，是腐蝕性最強(qiáng)的天然腐蝕劑之一。船舶常年航行在海上，在海水與海洋大氣包圍之中，船體、甲板機(jī)械和與海水接觸的零部件等受到嚴(yán)重的腐蝕。如船體鋼板、螺旋槳、艉軸、舵及甲板機(jī)械——起貨機(jī)，起錨機(jī)、絞纜機(jī)等。此外，柴油機(jī)的空冷器、冷卻器、冷凝器、空氣壓縮機(jī)的機(jī)體、各種海水管等都與海水接觸，均會(huì)受到海水腐蝕。

根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理可知，只要破壞產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的條件之一，就能有效地阻止腐蝕的發(fā)生，這是防止電化學(xué)腐蝕的基本原則。另外，由于電化學(xué)腐蝕破壞的形式較多，每種破壞形式都有其產(chǎn)生的具體原因和條件，所以防止腐蝕的方法也是多種多樣的。根據(jù)不同情況選用不同方法。生產(chǎn)中主要有以下幾種：

（1）合理選材

（2）陰極保護(hù)

例如，在船體鋼板上，氣缸套外表面上安裝鋅塊。

（3）陽極保護(hù)

（4）介質(zhì)處理

除去介質(zhì)中促進(jìn)腐蝕的有害成分。例如，鍋爐給水的除氧處理；調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH值和改變介質(zhì)的濕度；在介質(zhì)中添加阻止和減緩腐蝕的物質(zhì)，例如常在柴油機(jī)冷卻水中添加鉻酸鹽、亞硝酸鹽等無機(jī)緩蝕劑，使在零件金屬表面上形成鈍化膜，抑制陽極腐蝕。此外，還可在冷卻水中添加乳化防銹油。

（5）表面覆蓋保護(hù)膜

在零件表面上覆蓋一層金屬或非金屬保護(hù)膜，使與腐蝕介質(zhì)隔開防止腐蝕。如采用電鍍、電刷鍍，噴涂或磷化、氧化處理等工藝在零件表面上形成金屬膜或非金屬膜。

（6）加強(qiáng)維護(hù)和管理

5.穴蝕

穴蝕是水力機(jī)械或機(jī)件與液體相對高速運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)件表面上產(chǎn)生的一種破壞。穴蝕又稱空泡腐蝕，或氣蝕。

（1）柴油機(jī)氣缸套的穴蝕

氣缸套穴蝕是船用中、高速柴油機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問題。二沖程十字頭式低速柴油機(jī)氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞。

（1）穴蝕部位

缸套穴蝕發(fā)生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在柴油機(jī)的左右側(cè)方向，特別是承受側(cè)推力最大一側(cè)的偏上方；冷卻水進(jìn)口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對應(yīng)的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。穴蝕小孔呈蜂窩狀或呈分散狀。

缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應(yīng)忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內(nèi)部的各種電化學(xué)不均勻性導(dǎo)致的宏觀和微觀電化學(xué)腐蝕。這兩種腐蝕同時(shí)存在或交替進(jìn)行均會(huì)加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水（海水或淡水）的水質(zhì)、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。

（3）響缸套穴蝕的因素

生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式柴油機(jī)氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞，即便是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與柴油機(jī)的機(jī)型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油機(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。①缸套振動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動(dòng)是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動(dòng)強(qiáng)度與以下因素有關(guān)：a.活塞與氣缸套之間的配合間隙b.缸套剛度c.冷卻水腔結(jié)構(gòu)

②冷卻水溫度與壓力

冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進(jìn)程，但也不宜長期水溫過低。實(shí)驗(yàn)表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50~60℃時(shí)穴蝕嚴(yán)重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮柴油機(jī)的效能和降低腐蝕、穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在80~90℃為好。

冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發(fā)生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。

（4）防止缸套穴蝕的措施

除從材料和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)來防止和降低缸套穴蝕外，對船用中、高速柴油機(jī)氣缸套穴蝕，還可采用以下措施：

①缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強(qiáng)化層

②在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實(shí)施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕

③在冷卻水中加入緩蝕劑

2）燃油系統(tǒng)零件的穴蝕

（1）波動(dòng)穴蝕

波動(dòng)穴蝕主要發(fā)生在高壓油管上。燃油系統(tǒng)中的高壓燃油流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生和傳播壓力波，特別是噴射終了時(shí)會(huì)使某些部位壓力變化很大，甚至產(chǎn)生負(fù)壓力波，導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生，高壓時(shí)又使氣泡潰滅產(chǎn)生穴蝕，稱為波動(dòng)穴蝕。柴油機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)波動(dòng)穴蝕較為嚴(yán)重。

（2）流動(dòng)穴蝕

流動(dòng)穴蝕主要發(fā)生在高壓油泵柱塞螺旋槽附近和噴油器針閥截面變化處。燃油系統(tǒng)中，高壓燃油流經(jīng)通道截面變化處產(chǎn)生強(qiáng)烈節(jié)流，壓力下降并形成氣泡，隨后的壓力升高又使氣泡潰滅而發(fā)生穴位，稱為流動(dòng)穴蝕。柴油機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)流作用增大使穴蝕更加嚴(yán)重。

3）軸瓦和螺旋槳的穴蝕

高速大功率柴油機(jī)的銅鉛合金薄壁瓦上穴蝕破壞頻繁出現(xiàn)。主要發(fā)生在主軸瓦和曲柄銷軸瓦上油槽和油孔周圍，呈小孔群狀。

軸瓦穴蝕也是由于特定條件下流動(dòng)的潤滑油產(chǎn)生氣泡和氣泡潰滅所致。防止軸瓦穴蝕的措施，目前主要從軸瓦材料的選擇、軸瓦上油槽和油孔的位置及保證潤滑油品質(zhì)等方面著手。

螺旋槳槳葉的穴蝕破環(huán)是槳的一種較為嚴(yán)重的破壞形式，主要發(fā)生在槳葉葉背邊緣處，呈蜂窩狀孔穴，成片分布，嚴(yán)重時(shí)使槳葉邊緣爛穿。

槳葉穴蝕亦是空泡作用的結(jié)果。當(dāng)螺旋槳在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)水流從葉背流過，水流速度增大而壓力下降，葉面的水流速度減小壓力增大。螺旋槳轉(zhuǎn)速越高，葉背處水流速度越快，壓力下降越大，當(dāng)達(dá)到該處水溫下汽化壓力時(shí)水汽化生成氣泡，隨后氣泡移至高壓區(qū)就會(huì)破滅，從而使葉背邊緣遭到破壞。

一般采用在槳葉上涂環(huán)氧樹脂、改進(jìn)槳葉葉形和降低螺旋槳的轉(zhuǎn)速等方法來防止或減輕穴蝕破壞。（二）船舶阻力1.船體阻力的成因

船體在靜水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力與船體周圍的流動(dòng)現(xiàn)象密切有關(guān)。根據(jù)觀察，船體周圍的流動(dòng)情況是相當(dāng)復(fù)雜的，但主要有以下三種現(xiàn)象：

首先，船體在運(yùn)動(dòng)過程中興起波浪，這種由興波引起的壓力分布的改變所產(chǎn)生的阻力稱為興波阻力。

其次，當(dāng)船體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于水的粘性，亦即船體表面產(chǎn)生了摩擦力。

另外，在船體曲度驟變處，特