海洋裝備服役于海洋環境中，遭受苛刻環境條件的腐蝕和長久考驗，這對海洋裝備防腐蝕設計和防護技術研究等工作提出了很高的要求。海洋裝備腐蝕防護工作是一項長期性的、艱巨性的系統工程，需要做好頂層設計，并持續開展技術攻關，才能很好地解決相關腐蝕問題。

 

　　文| 劉 斌 海軍裝備研究院
 

 

　　做好頂層設計是海洋裝備腐蝕防護工作的首要任務

 

　　海洋裝備服役周期較長，一般為30 年以上。這樣的超長期服役時間對海洋裝備的總體、系統、設備等提出了很高的要求。從腐蝕防護層面考慮，就是對海洋裝備的結構、材料、防護技術與措施等提出高的要求。因此，為了確保海洋裝備達到設計使用壽命要求，必須做好頂層設計工作。通過開展頂層設計，可以明確海洋裝備總體、系統、設備的防腐蝕要求，論證并提出防腐定性、定量指標，使之與海洋裝備的維修計劃相匹配。同時，可有效協調各種材料與防腐蝕措施，使之具有更好的兼容性。

 

　　海洋裝備腐蝕防護頂層設計主要包括以下工作內容：

 

　　（1） 壽命剖面分析；

 

　　（2） 防腐蝕技術指標論證分析；

 

　　（3） 防腐蝕設計要求（含總體、結構、系統、設備等防腐蝕設計要求）；

 

　　（4） 裝備建造要求（含結構、管路、設備等建造過程中防腐蝕要求）；

 

　　（5） 驗證評價要求（含定性、定量要求的驗證評價要求）；

 

　　（6） 裝備各階段工作要求（含各設計階段、建造階段、交付階段、使用階段、退役階段等防腐蝕工作要求）。

 

　　加強海洋裝備全壽期腐蝕防護的思想認識

 

　　開展海洋裝備腐蝕防護工作，必須要加強全壽期腐蝕防護的思想認識。也就是說，不能只是重視海洋裝備研制建造階段的腐蝕防護工作，而隨著裝備投入使用的時間越來越長，逐漸忽視裝備的腐蝕防護工作。因為裝備的腐蝕是一個漸變的過程， 隨著使用時間增加，腐蝕問題才會逐漸暴露，以致引起失效問題和各類故障。加強對海洋裝備全壽期腐蝕防護的核心思想， 就是要建立裝備“從生到死”的腐蝕監控和管理機制，確保裝備在全壽命周期的任何階段和任何時期，都能夠對裝備腐蝕進行有效控制，確保裝備安全可靠性和正常使用。

 

　　建立海洋裝備全壽期腐蝕防護監控和管理機制主要包括以下工作內容：

 

　　（1） 服役與維修壽命剖面分析；

 

　　（2） 全壽期腐蝕防護監控要求；

 

　　（3） 全壽期腐蝕防護控制與管理手冊編制；

 

　　（4） 全壽期腐蝕防護監控與管理數據庫建設。

 

　　重視海洋裝備腐蝕防護研究過程中的試驗工作

 

　　在海洋裝備腐蝕防護研究和相關工作過程中，有一項工作往往容易被忽視，那就是腐蝕試驗。由于海洋裝備服役的腐蝕環境苛刻，要求材料和防護技術的防腐蝕期效長，這對相關考核評價方法提出了較高的要求。目前，針對海洋裝備的腐蝕試驗主要包括實驗室試驗、實海試驗、實船試驗等，實驗室試驗由于具有諸多便利特點，往往成為裝備腐蝕性能考核的主要手段。而實海和實船試驗由于受時間和條件限制，往往難以實施。但是，大量的研究結果表明，實驗室試驗受模擬條件和考核時間限制，其結果與裝備實際使役環境條件下的性能往往存在較大差別，造成應用到海洋裝備上的材料和防腐蝕技術不能滿足海洋裝備的實際需要。解決該問題的主要技術途徑是，要針對裝備研制和發展的需要，選擇典型材料和防護措施， 適時啟動相當規模的、具有一定年限的實海環境條件試驗。通過這種腐蝕試驗的長期開展，可以積累大量有價值的腐蝕數據，并對各種材料和防腐蝕技術在海洋環境中的性能進行客觀評價和考核。對于那些有特殊要求和難以模擬的腐蝕試驗，則應盡可能結合實船開展相關試驗，積累數據并進行性能考核。鑒于腐蝕試驗是海洋裝備腐蝕防護工作的技術基礎，必須加以重視，以確保海洋裝備腐蝕防護工作的有效性和科學發展。

 

　　海洋裝備腐蝕防護試驗主要包括以下工作內容：

 

　　（1） 腐蝕防護試驗發展規劃研究；

 

　　（2） 腐蝕防護試驗技術要求編制；

 

　　（3） 腐蝕防護試驗數據庫建設；

 

　　（4） 腐蝕防護試驗相關性基礎研究；

 

　　（5） 實海腐蝕防護試驗工作要求編制；

 

　　（6）實船腐蝕防護試驗工作要求編制。

 

　　推進海洋裝備腐蝕監檢測與腐蝕評估工作

 

　　腐蝕監檢測是全面掌握海洋裝備腐蝕狀態的有效技術手段，也是開展腐蝕評估工作的基礎。海洋裝備腐蝕監檢測技術在國外海洋裝備上的應用已經比較廣泛和成熟，然而在國內相關工作啟動得還比較緩慢。目前，盡管在石油、化工、管道等行業，腐蝕監檢測技術也已獲得了較為廣泛的應用，但這些類型的監檢測技術很難在海洋裝備上直接推廣應用，主要原因在于海洋裝備具有空間狹小、結構復雜、對設備三防要求高等諸多特殊性和困難。隨著海洋裝備使用環境要求和使用強度的提高， 對腐蝕監檢測技術的需求則日益迫切。

 

　　在海洋裝備設計、建造、使用和修理的全壽命周期中，設計、施工、使用、維護中的任何一個環節處理不當，都可能引發海洋裝備結構、系統或設備發生腐蝕， 導致出現各類腐蝕故障，進而影響海洋裝備安全可靠性和正常使用。在腐蝕防護領域，人們常說：“腐蝕從圖紙上就開始了”, 一語道破腐蝕防護設計工作的重要性，同時也闡明了腐蝕控制工作應該從源頭上抓起的必要性。在實際工程應用中，海洋裝備因設計不當引發腐蝕的案例主要表現在以下幾個方面：（1）因材料或防腐蝕措施選型設計不當，造成材料在使役環境中耐蝕性不夠或防腐蝕措施保護性能不佳，導致出現腐蝕問題；（2）因系統工況條件設計不合理，導致實際使用工況超出材料的耐受能力；（3）因空間設計不合理，難于進行維護保養，導致腐蝕環境長期存在引發腐蝕；（4）因防腐蝕期效設計不合理， 導致材料或防腐蝕措施在預期防護期效之前發生失效，提前失去防腐蝕保護作用。因此，針對海洋裝備服役全壽命周期中的關鍵環節，開展針對防腐蝕設計方案的評估工作，是確保防腐蝕設計效果和加強腐蝕控制行之有效的方法。本文側重海洋裝備設計階段，針對防腐蝕設計與控制方案， 研究并建立了以先進性、合理性、可行性、適用性、有效性和經濟性為核心要素的評估指標體系，利用層次分析、模糊評判和建模仿真等方法對海洋裝備各階段的防腐蝕設計方案進行仿真評估和綜合評估。研究結果表明，依據所建立的海洋裝備腐蝕評估指標體系和評估方法，可對海洋裝備設計階段的腐蝕控制方案實施評估，及時發現方案中的薄弱環節，提出改進和優化建議，有助于實現對海洋裝備防腐蝕工作的閉環控制。

 

　　海洋裝備腐蝕監檢測與腐蝕評估主要包括以下工作內容：

 

　　（1） 腐蝕監檢測裝置研制（含各型傳感器研制、配套軟件研制）；

 

　　（2） 海洋裝備腐蝕監檢測信息管理系統平臺研制；

 

　　（3） 海洋裝備腐蝕評估方法與指標體系研究；

 

　　（4） 海洋裝備腐蝕評估模型建立與數值仿真評估方法研究；

 

　　（5） 海洋裝備腐蝕評估工作要求編制；

 

　　（6）海洋裝備腐蝕數據共享機制建立。

 

　　結論

 

　　本文針對海洋裝備腐蝕防護工作的需求，結合多年從事相關工作的基礎和經驗， 分別從做好頂層設計、加強全壽期認識、重視腐蝕試驗、推進腐蝕監檢測與評估四個方面就有關問題進行了思考。相信通過以上工作的開展，將有利于提高海洋裝備腐蝕防護的整體技術水平和腐蝕綜合控制能力。