本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有艦船腐蝕數(shù)據(jù)積累狀況的分析,提出了腐蝕數(shù)據(jù)在積累、整理和應(yīng)用方面存在的若干問(wèn)題和建議,以期在艦船腐蝕防護(hù)實(shí)踐工作中更大發(fā)揮腐蝕數(shù)據(jù)分析的先行優(yōu)勢(shì)。
1 艦船主要材料種類及腐蝕類型
艦船是一臺(tái)龐大而復(fù)雜的設(shè)備,由多個(gè)部件組成,使用的材料種類很多,其發(fā)生的腐蝕問(wèn)題也各不相同。金屬材料是組成艦船的主要材料,因此,金屬材料的耐蝕性對(duì)艦船非常重要,直接影響著艦船的性能和壽命。
涂層保護(hù)是艦船的主要保護(hù)手段之一,與金屬材料和涂層材料相比,傳統(tǒng)的高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料在艦船上的應(yīng)用較少。但隨著材料學(xué)的發(fā)展,各種功能材料在艦船上獲得重要應(yīng)用。
海洋是強(qiáng)腐蝕性的環(huán)境體系,不同艦船材料會(huì)發(fā)生各種類型的腐蝕。因此,只有充分了解艦船材料在海洋環(huán)境的腐蝕特點(diǎn)并掌握相關(guān)腐蝕數(shù)據(jù),才能夠在艦船設(shè)計(jì)階段合理選材,在艦船服役階段制定有效防護(hù)措施,提高艦船的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
2 艦船典型材料腐蝕數(shù)據(jù)積累
艦船材料的環(huán)境腐蝕情況十分復(fù)雜,影響因素很多,必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)才能獲得符合實(shí)際的腐蝕數(shù)據(jù)、行為和規(guī)律。對(duì)新的艦船材料現(xiàn)行的是邊開(kāi)發(fā)、邊試驗(yàn)的模式。
艦船材料種類多,服役環(huán)境復(fù)雜,腐蝕類型多樣,因此艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)種類較多,數(shù)量也很大。
金屬材料是最重要的艦船材料,其腐蝕數(shù)據(jù)不僅包括形貌、電位、腐蝕率、點(diǎn)蝕深度、縫隙腐蝕深度和腐蝕類型等內(nèi)容,還包括材料在沖刷和電偶連接條件下的腐蝕數(shù)據(jù)等。
涂層材料是艦船的保護(hù)材料,其腐蝕數(shù)據(jù)除形貌外,包括附著力、破損率、起泡、開(kāi)裂、生銹、剝落以及外觀評(píng)級(jí)等內(nèi)容。功能性材料則因其種類和功能性較多,其腐蝕數(shù)據(jù)涉及內(nèi)容更為廣泛,如:壓電橡膠的腐蝕數(shù)據(jù)除了強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、硬度、彈性等基本信息之外,還包括表征壓電性能的參數(shù)。部分艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-表4。
表1 艦船金屬材料海洋環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)
表2 艦船金屬材料海洋環(huán)境全浸180天的腐蝕電位(Vs飽和甘汞電極)
表3 在不同海水流速時(shí)的金屬腐蝕速率(mm/a)
注:青島海域
表4 涂層材料腐蝕數(shù)據(jù)
3 艦船典型材料腐蝕數(shù)據(jù)應(yīng)用
艦船材料的腐蝕數(shù)據(jù)能夠直接反映出材料在服役環(huán)境下的腐蝕類型、腐蝕程度及適用范圍,是艦船維護(hù)、維修甚至退役的重要依據(jù)。
以艦船海水管路選材為例,在掌握各牌號(hào)銅合金耐沖刷腐蝕數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,很容易篩選出最適合的材料。從表5可知,如果艦船某類管系中流速要求為4m/s時(shí),則銅鎳合金B(yǎng)30為最佳材料。
表5 銅和銅合金管及其配件的最大允許水速(m/s)
隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了各種數(shù)據(jù)模型和處理軟件,這些模型和軟件都是建立在對(duì)大量數(shù)據(jù)積累和分析的基礎(chǔ)上,是數(shù)據(jù)應(yīng)用的新方式。
4 艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)應(yīng)用存在的問(wèn)題和建議
第一、艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)的積累缺少統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。
第二、數(shù)據(jù)的補(bǔ)充機(jī)制不完善,容易造成后續(xù)腐蝕數(shù)據(jù)的流失。
第三、腐蝕數(shù)據(jù)應(yīng)用方式單一,適用范圍窄。
5 艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)應(yīng)用的建議
第一、制定艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)積累規(guī)范,對(duì)腐蝕數(shù)據(jù)的收集范圍、整理格式、存儲(chǔ)方式進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,為建立系統(tǒng)化、規(guī)范化的艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)提供執(zhí)行依據(jù);制定艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,明確數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建方案和發(fā)展方向。
第二、建立腐蝕數(shù)據(jù)的交流機(jī)制,促進(jìn)各數(shù)據(jù)庫(kù)中腐蝕數(shù)據(jù)的交流,為建立艦船材料全系統(tǒng)腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。
第三、建立艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行及維護(hù)機(jī)制。
第四、開(kāi)發(fā)艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)應(yīng)用的新方式和新功能,擴(kuò)大腐蝕數(shù)據(jù)的使用范圍,提高腐蝕數(shù)據(jù)的使用效率。
6 結(jié)語(yǔ)
艦船材料環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)積累是一項(xiàng)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的工作,制定規(guī)范的腐蝕數(shù)據(jù)整理制度,提高艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)的使用效率,建立功能完善的艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)軟件應(yīng)用系統(tǒng),對(duì)延長(zhǎng)艦船服役壽命、提高艦船服役質(zhì)量、推進(jìn)新型艦船材料的研制均具有重要的意義。任重道遠(yuǎn),需要更多致力于艦船防腐研究的科技工作者共同的長(zhǎng)期努力。
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