001A是我國的第二艘航空母艦,由我國自行研制,2013年11月開工,2015年3月開始塢內建造。目前,航空母艦主船體完成建造,動力、電力等主要系統設備安裝到位。出塢下水是航空母艦建設的重大節點之一,標志著我國自主設計建造航空母艦取得重大階段性成果。下一步,該航空母艦將按計劃進行系統設備調試和舾裝施工,并全面開展系泊試驗。
艦船投入運行,那就免不了受到腐蝕的侵擾,而今天,小編就帶大家走入艦船腐蝕與涂層保護的世界探索一番!還等什么,快上小編這輛快船吧!
艦船腐蝕的主要形式
腐蝕是指材料受環境介質的化學、電化學和物理作用引起的破壞現象。艦船長期處于海洋環境中,高鹽霧海洋性大氣腐蝕和高鹽海水腐蝕是其主要腐蝕形式。
天然海水中含有大量的可溶性鹽,其主要成分(見表1)是氯化鈉和硫酸鹽及一定量的可溶性碳酸鹽,其中氯離子約占55%,高含鹽量海水對金屬具有強腐蝕性,同時海水溫度、溶氧量、海水流速,海水的pH值及海洋生物等諸多因素的變化也會對艦船的腐蝕產生影響。
表1 海水中主要鹽的含量
因此艦船在海洋環境中的腐蝕比單一的腐蝕介質(如鹽水等)所引起的腐蝕復雜得多,根據腐蝕過程的機理可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類。
在海洋環境中,艦船腐蝕多屬于電化學腐蝕,主要發生在艦船的水上部位、水線區、水下部位、內部艙室、設備和管系等;且由于海水的長期直接作用,以水下部位(包括船體、螺旋槳、舵等)、鴨壓載水艙、設備管系的腐蝕最為嚴重。
另外對于艦船來說海洋微生物的腐蝕也不容忽視。海洋是微生物生存的溫床,微生物的生命活動會加速金屬腐蝕進程。
1994年,我南海某艦艙底板由于微生物發生嚴重腐蝕。
2000年,有6艘某型艦艇的船底,在下水后不到兩年的使用期間就發生了多處的腐蝕穿孔。
艦船的涂層保護
目前艦船防腐蝕保護主要采用陰極保護和涂層保護兩種方式。
船底和水線以下船體部位及附體,采用外加電流陰極保護和長效配套涂料聯合防腐蝕保護。壓載水艙、污油水艙采用高效犧牲陽極和長效配套涂料聯合防腐蝕保護。此外,接觸海水部位的不同管材的接頭、法蘭之間,必須進行有效的電絕緣處理。艦船主船體、上層建筑和內部各種不同用途艙室需使用長效無毒防腐蝕涂料。艦船上大容積的燃油艙或重油艙、航空煤油艙等部位,需用淺色導靜電耐油涂料。
涂層保護分:
金屬性涂(鍍)層
無機和有機涂層等。
1.金屬性涂(鍍)層
鋁、鋅或鋁鋅合金電鍍層具有優良的耐腐蝕性能,是艦船防護領域普遍采用的防腐蝕處理方式,其原理是在保護過程中,鍍層作為陽極被消耗,而鋼鐵作為陰極被保護下來,同時保護過程產生的腐蝕產物也有一定的物理隔離作用。
熱浸鍍鋅主要用于艦船的海水管路、淡水管路,各種海水閥、淡水閥、海水過濾器、濾網等部件。經過熱浸,可以大大延長部件的使用壽命。
熱浸鍍鋁主要用于甲板上易遭受嚴重腐蝕的各種舾裝件及設備部件,如鵝頸通風頭、菌形通風頭、百葉窗、通風濾網等;以及一些易銹蝕的高溫管道如廢氣管、伙房排煙管等。
熱噴涂鋁、鋅主要的應用有:
1上甲板及以上平臺熱噴鋁
2內部艙室壁腳地板熱噴鋁
3易銹蝕的設備基座、斜梯、箱柜、百葉窗、水密門等的熱噴鋅或鋁
4管外壁銹蝕的蒸氣管、高、低壓疏水管、抽氣集管、燃油管等的熱噴鋁
5易銹蝕的海水過濾器、閥件等的熱噴鋅
此外,鎳鈦合金涂層制備螺旋槳抗空蝕涂層已在海軍用小型船舶螺旋槳上獲得應用。
2.非金屬涂層
我國目前艦船的油漆涂料保護情況是:
水上部位:采用噴砂拋丸除銹工藝涂富鋅底漆+環氧或聚氨脂封閉層漆+聚氨脂面漆的配套方案。
水線區:采用富鋅底漆+重防蝕涂料+聚氨脂或乙烯面漆。
水下部位:采用環氧類或氯化橡膠類配套船底涂料(含底漆、防銹漆和防污漆,具有耐水、耐鹽霧、耐酸堿等功能以及防污、防止海洋生物的生長和附著等性能。)艦船油漆涂料除具有耐水、耐鹽霧、耐酸堿防腐蝕功能外還應具有耐老化、耐高溫以及防止海洋生物的生長和附著等功能。
3.其他涂層
隨著納米技術的發展,納米材料顯現出獨特的力學、電學、光學、熱學和磁學等性能。由于納米材料的特有的性質,人們發現如果將納米技術與涂料技術相結合,則可達到常規涂層無論其性能怎樣優異也難以達到的遏制作用。
1.納米涂層:
國外早在20世紀80年代初期就給予了特別的關注,并取得了明顯的進展。
2.防污涂層:
艦船防污早期用的是有機錫防污涂料,但在上世紀80年代被發現此涂料有危害海洋生物的作用后,國際海事組織會議通過了2003年1月1日起在全世界禁止使用有機錫防污涂料的決議,而各國一直致力于開展環保型防污涂料的研究。
結束語
艦船在海洋環境中的腐蝕主要是電化學腐蝕和海生物的腐蝕,涂料保護是艦船防腐蝕和防污的重要手段。
目前我國艦船的涂料防護技術已取得了長足的發展,在世界市場中已占有一席之地。但和世界先進涂料防護技術水平相比,我國在這方面的研究和應用還要繼續加強。
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