“海洋十三五”啟動在即，必將加大海洋產業投入，海洋防腐蝕領域必將面臨更多的基于和挑戰。“海洋十三五”重點發展領域有海上船舶、海工裝備、海上風電、海洋工程等。船舶裝備特別是艦船裝備的防腐蝕對于推動海洋經濟發展、實現強國夢具有社會、軍事、經濟意義，同時對于推動腐蝕學科發展具有重要的學術價值和技術促進作用。

    搞好船舶裝備的防腐蝕工作其社會、軍事、經濟意義重大

    腐蝕是一種客觀存在的自然現象，人們很早就認識到防腐蝕的重要性，防止腐蝕的行為可以追溯到遠古時代，三千多年前的中國大漆、出土的兩千多年前的青銅劍表面鈍化就是很好的證明。隨著現代工業的發展，大量的金屬材料應用于工業、民用基礎設施、國防乃至于日常生活，腐蝕問題逐步突顯出來，腐蝕預防與控制工作一步一步受到人們重視，開展腐蝕預防與控制系統的研究則是近 100 年左右的事情。大量腐蝕事故的不斷出現是我們必須認識到，環境對材料的侵蝕是嚴重的，忽略腐蝕控制將會受到大自然的懲罰，將會造成重大的軍事、社會和經濟損失。

    海水是自然界腐蝕性最強的介質，終年航泊或運行于大海上的船舶、海工裝備，在海水這一惡劣的腐蝕環境中，腐蝕更具有普遍性、突發性和嚴重性。

    搞好艦船裝備腐蝕控制，一是防腐蝕可以避免艦船裝備重大事故的發生；二是防腐蝕可以提高船舶裝備的壽命和在航率。船舶的在航率和壽命是裝備設計的主要指標，腐蝕工作能起到舉足輕重的作用；三是搞好軍事裝備的防腐蝕工作帶來的經濟效益更高，腐蝕帶來的直接損失是一個方面，實際上艦船裝備腐蝕引起的間接損失更大，間接損失包括停航損失、效率損失、污染損失等，還有巨大的報廢損失，搞好軍事裝備的防腐蝕工作帶來的經濟效益比一般民用設施、海工裝備、民用船舶要更高。

    做好艦船腐蝕控制是一項系統工程

    國防裝備的腐蝕控制是一項戰略工程，也是一項系統工程。之所以說是一項系統工程，可以站在國家層面來看如何系統開展材料的研制、腐蝕控制政策的制定、機構的設置、材料和腐蝕大數據的共享等等，也可以站在一艘艦、一項工程應該地對待腐蝕及腐蝕控制問題。要做好艦船裝備腐蝕控制，一是需要我們將腐蝕預防與控制工程置于裝備技術發展的重要位置；二是要求我們積極推進“腐蝕經濟學”，算好全壽命、全行業的經濟賬；三是裝備腐蝕控制的頂層設計、系統控制，建立腐蝕控制系統工程的管理程序；四是重視研制過程中的腐蝕預防與控制設計；五是腐蝕預防與控制要貫穿建造的全過程；六是使用過程中要始終注意延緩腐蝕發生，修理過程中要注意繼承性、相容性。

    目前的艦船腐蝕控制技術現狀還存在薄弱環節

    當前艦船腐蝕控制技術研究還有差距，在如下幾個方面還存在薄弱環節，基礎還比較差，還有待加強。

    一是腐蝕控制實際狀況與裝備發展需求發展之間的差距。裝備發展迅速，走得更遠，潛得更深，可靠性要求更高，而裝備的腐蝕實際狀況離需求有明顯差距；

    二是國內研究與國外技術水平之間存在差距。從裝備的實際狀況和腐蝕控制技術綜合應用的現狀來看，國內的艦船腐蝕控制技術還是有很大的發展空間；

    三是對潛艇的研究與對水面艦船的研究之間存在差距。就腐蝕控制來說，水面艦船相對簡單，潛艇結構復雜、使役環境多變，特別雙層殼體內部的腐蝕防護，材料種類多、腐蝕環境多變，腐蝕控制難度很大，各國對此研究都是難點和薄弱環節；

    四是對特殊船型的腐蝕研究明顯不夠。較長時間以來，單體深 V、螺旋槳推進的船型占有絕對多數，隨著船舶總體技術的發展，雙體、三體以及采用噴水推進的船型越來越多，但是如何搞好這些船型的防腐蝕工作各國都在摸索過程中；

    五是對新型材料的防護研究剛剛開始。長期以來結構鋼是船體結構的主要材料，對結構鋼的防腐蝕研究也占有絕大多數，但是隨著裝備減重、減振、長壽命的需要，鋁合金、鈦合金、復合材料等先進材料應用越來越多，給船舶裝備帶來的腐蝕形式、腐蝕問題也相應地越來越多，而我們腐蝕界則顯得對這些新材料、新結構的腐蝕研究準備不足；

    六是對遠海、 深海的腐蝕研究不多，研究條件受限。長期以來，我們對家門口的海域環境了解得比較多，腐蝕研究也比較多，隨著海運和海工裝備事業的發展，船舶逐步從近海走向遠海，從淺海走向深海，對海洋環境以及這種條件下的腐蝕研究需要從“二維”走向“三維” ， 而且 “維度” 還得逐漸擴大。 顯然，遠海、深海的環境條件以及我們裝備材料在這些條件下的腐蝕特性等方面的數據、信息掌握得還不多，更談不上如何開展腐蝕控制和探索腐蝕控制技術的有效性。

    艦船腐蝕控制技術發展展望

    通過上面的分析，艦船腐蝕防護科學研究應跟上裝備的發展步伐，提出以下幾點意見，供大家參考：

    （1）對裝備的腐蝕研究方法需要從對宏觀方法的研究向宏觀與微觀方法相結合的研究方向發展。影響腐蝕的發生及其規律變化多種多樣，同一個地區、同一個系統、同一種結構因為微小環境變化、組織結構變化，腐蝕形成機理可能就不一樣，應以傳統的宏觀分析結合現代的微觀晶相、微觀環境的思想去研究和思考不同的船舶腐蝕問題。例如，我們以前長期以來都是裝備的腐蝕在南海比東海、北海的問題嚴重，其主要原因是南海的腐蝕環境惡劣，海水鹽度、溫度和海洋大氣的濕度比其他海域都高，而在前幾年我們碰到了這樣的一個現象：同樣的鋁合金船舶在東海某局部海域比南海、北海都要嚴重，排除泥沙、使用等因素影響，靠傳統腐蝕學理論很難解釋該現象，經過長期的腐蝕環境掛片試驗、材料微觀結構變化規律研究，結果發現該地區腐蝕環境有周期性變化規律，在該海域條件下該種鋁合金材料發生電位偏移，并有可能與犧牲陽極材料之間發生電位逆轉。所以，在對實際裝備的腐蝕問題研究中，既不能采取傳統的幾大類宏觀腐蝕現象來判斷，也不能完全是以發表論文為目的采用“高、大、上”手段的研究方法，而要根據實際需要采取宏觀與微觀方法相結合的方法來處理。

    （2）從對二維腐蝕環境的研究向對三維腐蝕環境的研究方向發展。受裝備需求和研究條件限制，我們搞腐蝕及腐蝕防護研究的學者關注的焦點是“家門口”海域的腐蝕問題，隨著船舶逐步從近海走向遠海，從淺海走向深海，許多船舶需要環球航行，探索海洋的深潛器工作深度從幾百米、三四千米已到七千米，甚至上萬米，這里有不同材料在不同海域的腐蝕規律不一樣的問題，還有在不同壓力海水條件下材料及防護技術失效規律與常壓下不一樣的問題，美國早幾十年前就在全球建立了數十個材料和腐蝕考核站點，研究了典型海域數千米下材料的腐蝕失效，我們呢？經過大概十年左右的研究，我們已經知道在壓力海水條件下涂層和犧牲陽極材料、防護系統失效機理與常壓下不一樣，但是還沒有人能說得清楚太平洋彼岸或者大西洋、印度洋的腐蝕規律是否跟我們這邊一樣，離裝備需求、離美國的研究水平我們還差得太遠。對海洋環境以及這種條件下的腐蝕研究，首先需要我們搞腐蝕研究的人員思想上從“二維”

    走向“三維”，著力點是“三維”海洋環境，然后從技術上逐步探索三維海洋環境下的材料及腐蝕防護技術失效規律、數據，最后才有可能找到腐蝕控制的有效方法和措施。

    （3）從對單因素、簡單構件腐蝕研究向多因素、復雜結構研究方向發展。

    我參加了近幾年的全國腐蝕大會和海洋材料大會，從與會報告和學術論文來看，大多數材料試板、試片為基礎進行研究和論述的，探索“器件”和“系統”的腐蝕問題的不多，因為影響腐蝕的變量太多， 研究工作量太大， 也不好發表文章，大家都知難而退。這里，我要強調的是，以傳統的掛板模擬自然環境腐蝕問題的研究方法已經不能適應艦船裝備發展的需要，研究結論對工程的參考價值也不大，對解決實際裝備腐蝕問題、提升裝備質量和可靠性的幫助也不大，艦船腐蝕問題的研究對象應該從“材料級”逐步向 “器件級” 、 “系統級” 、 “總體級” ，方法也從應該多元化，需要站在總體或者系統角度思考、研究腐蝕問題。

    （4）從單一腐蝕防護功能向材料多功能方向發展。船舶材料往往承擔著多種功能，艦船材料本身朝著多功能方向發展，單純的“防腐”材料用途有限，一方面要求提高各種材料的耐蝕性，另一方面需要在防腐材料的功能上添加新的功能， 如材料具有 “防腐+降噪” 、 “防腐 + 減阻”、 “防腐 + 耐磨”功能等等。

    如丙烯酸聚氨酯、氟碳涂料、丙烯酸改性有機硅材料等有著較好應用前景，具有熱反射涂料、能夠使銹蝕轉化為無色的自清潔船殼漆是下一代船殼涂料開發重點；甲板防滑漆要求在長效防腐的同時具備高彈性、耐磨防滑、輕質、抗沖擊，近來還出現了具有熱反射功能的改性聚氨酯彈性甲板漆；特殊部位防腐涂料還要求防結露、防冰凍，或者耐熱、防火，或者吸聲和阻尼，或者紅外、雷達波和激光偽裝涂料等等，都有很好的前途。

    （5）從被動防護研究向主動控制研究方向發展。船舶裝備防腐強調 “整體” 概念， 不希望出現 “水桶的短板” ， 或者希望這個 “水桶短板”能快速更換。所以，在論證設計之初就對船舶總體和各個重要系統的防腐效果有一個預估，需要根據裝備的壽命和全壽命周期維修間隔來選材設計、腐蝕控制設計，在裝備研制、使用、修理各階段開展防腐蝕效果評估，要能實現主動控制，而不是出現問題后“頭疼醫頭、腳疼醫腳”。所以，除發展長效防腐蝕材料、裝置外，腐蝕評估技術、監檢測技術、優化設計技術、腐蝕建模仿真技術在艦船裝備上有著較好的應用前景。

    （6）從單純腐蝕行為研究向以腐蝕科學研究指導材料研發方向發展。許多腐蝕問題實際上是一個材料耐蝕性問題，腐蝕學發展前期工作重點一直是在材料失效機理、材料腐蝕防護方面，而在如何提高材料耐蝕性研究方面參與不多。對于一直服役于海水和海洋大氣中的艦船裝備來說，特別需要材料本身有較強的耐海水腐蝕能力，我們要通過對腐蝕問題的研究轉化成指導材料耐蝕問題的研究，要強調指導如何“優生”，而不是被動地停留在“優育”層面。如組織納米化、潔凈化對結構材料耐蝕性的影響；將腐蝕學與材料學結合，著重探索新型結構材料技術，實現材料高可靠與多功能，發展納米材料、生物材料、海軍專用合金材料體系；研究 / 掌握艦船材料腐蝕發生和擴散機制并轉而指導緩蝕技術，等等，都有很好的發展前途，這是艦船腐蝕控制技術的發展所需，也是腐蝕學科出路所在。

    作者簡介

    方志剛，海軍裝備研究院高級工程師，哈爾濱工程大學教授。長期從事艦船材料與腐蝕防護領域的科研工作，是該領域的學術帶頭人，軍隊先進材料技術專家組成員，973特聘專家。主持我國中長期艦船材料和腐蝕發展規劃，在我國提出并創建系統控制、綜合治理艦船腐蝕的技術體系，為逐步解決我國艦船腐蝕控制難題打下了堅實的基礎。獲國務院政府津貼，獲軍隊優秀人才津貼，獲軍隊科技進步一等獎1項，二等獎8項，三等獎2項，國家發明專利10項，主編《高性能船舶金屬材料》、《鋁合金艦艇腐蝕控制技術》等專著7部，主編國家軍用標準5部，在國內外學術會議和刊物上發表論文50余篇。

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責任編輯：殷鵬飛

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