（2） 船體用鋁合金

 

　　艦船的輕量化及合金材料再生利用的要求，使鋁合金在實際應(yīng)用中得到進一步的發(fā)展。鋁合金由于具有密度小、比強度大以及無磁性、高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等特點， 已被用于建造中小型艦艇，主要目的是減輕艦艇的重量、提高航速和各種性能。

 

　　20 世紀60 年代以來，美國海軍研制應(yīng)用了耐海水腐蝕性能良好的Al-Mg-Si 系合金，及中強可焊的Al-Zn-Mg 系合金。目前，在船殼體結(jié)構(gòu)上用的鋁合金主要是5083、5086、5456 這三種合金，它們的耐腐蝕性能、機械性能和焊接性能都很好。俄羅斯在船體上使用較多的是Al-Cu-Mg 系合金，作為快艇殼體材料。

 

　　我國于60 年代以后形成艦船及裝甲板用的鋁合金系列，如LF 系、LD30、LD31、919 鋁合金、147、4201 和180 鋁合金等。

 

　　（3） 船體用鈦合金

 

　　由于現(xiàn)代潛艇要求下潛深度愈來愈大， 鈦合金具有高比強度、耐海水腐蝕、無磁性等特點，在潛艇上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。是制造潛艇和深潛器耐壓殼體極有前途的材料，各國都很重視船用鈦合金的研究開發(fā)。

 

　　國外早在20 世紀50 年代就開展了鈦合金的應(yīng)用研究，70 年代以后，鈦合金廣泛應(yīng)用于潛艇和深潛器的耐壓殼體。俄羅斯在建造鈦合金核潛艇研究和制造技術(shù)上， 處于國際領(lǐng)先地位，也是用鈦合金建造耐壓殼體的唯一國家。到目前為止俄羅斯研制的核潛艇已有四代，從第一代661 型（P 級） 試驗性核潛艇開始就采用鈦合金作耐壓殼體。俄羅斯“阿爾法”級核潛艇耐壓殼體是用鈦合金制造的，據(jù)稱下潛深度可達900m,水下航速42kn.

 

　　我國船用鈦合金的研究始于20 世紀60 年代。幾十年來，研究開發(fā)的船用鈦合金基本能滿足水面船舶、潛艇和深潛器的不同強度級別和不同部位的要求。
 

　　（4） 管系材料

 

　　艦上的消防管路，動力系統(tǒng)管路和冷卻水系統(tǒng)管路經(jīng)常因腐蝕、振動，而漏水、漏油、漏汽，稱為“三漏”.為治理艦艇的“三漏”,只有在流速低于1.5m/s 時才選用紫銅管，一般情況下均推薦采用B10、B30 白銅管。在流速更高或需耐更強烈的沖刷腐蝕的情況，應(yīng)選用鈦管或雙相不銹鋼管。只有在流速不高、對防蝕性能也要求不高的情況下才采用普通銅管、鋼管或鍍鋅管。

 

　　涂層保護

 

　　涂層保護分金屬性涂（ 鍍） 層和非金屬油漆涂層，后者在艦艇上被大量采用。與先進國家相比，我國現(xiàn)有艦船涂料的研制水平除個別特殊品種外基本相當(dāng)，一般情況下，船體一次施涂后可達3~5 年內(nèi)不需進塢重新涂裝。

 

　　目前，對海洋大氣部位、潮差飛濺區(qū)和水下部位的油漆保護已具有了多種配套體系和比較長的防蝕能力，但防污漆仍需加強研制。防污漆中有機錫已被國際上普遍禁用，氧化亞銅（或硫氰酸銅）滲出型涂料為國內(nèi)艦船現(xiàn)用的防污漆，其防污期效僅為3~5 年。近年，低表面能防污漆在艦船上的應(yīng)用取得了一定的進展。

 

　　電化學(xué)保護

 

　　電化學(xué)陰極保護技術(shù)在艦船腐蝕防護中始終占據(jù)著重要地位。

 

　　（1） 陰極保護所用材料及部件

 

　　①犧牲陽極材料

 

　　艦用犧牲陽極材料主要有鋅基、鋁基和鐵基三種，其中鋁基陽極由于電容量大， 可以通過合金改性獲得高活性和高電化學(xué)效率，現(xiàn)已逐步取代鋅基陽極全面用于船體的陰極保護設(shè)計。鐵基陽極則多用于銅質(zhì)管路的內(nèi)壁保護。
 

　　②外加電流陰極保護系統(tǒng)

 

　　外加電流陰極保護系統(tǒng)由控制電源、輔助陽極，參比電極及接地裝置等組成。系統(tǒng)的壽命可與艦船服役壽命相當(dāng)。

 

　　作為關(guān)鍵部件的輔助陽極主要有鍍鉑鈦陽極和鈦基貴金屬氧化物陽極，由于鈦基貴金屬氧化物陽極價格低廉，制作方便， 已在各類應(yīng)用中大量取代鉑鈦陽極，這些陽極的使用壽命能達到≥ 25 年。新型線型金屬氧化物陽極的應(yīng)用發(fā)展特別值得關(guān)注， 若能在艦船上取得應(yīng)用突破，將極大擴展陰極保護的應(yīng)用范圍和保護效能。

 

　　（2） 陰極保護技術(shù)與其它防腐技術(shù)的聯(lián)用

 

　　①陰極保護與涂覆層的聯(lián)用：陰極保護與油漆涂層聯(lián)用已有相當(dāng)長的歷史，彼此之間既可以相互提高保護功效，又必須不斷提高其匹配兼容能力。近年研究較活躍的導(dǎo)電涂層，就是將陰極保護技術(shù)和涂層保護技術(shù)相結(jié)合，也是金屬防蝕與防生物污損技術(shù)的綜合。

 

　　②陰極保護與電解防污技術(shù)聯(lián)用：陰極保護和電解防污同為電化學(xué)方法，可以將這兩種技術(shù)在一個系統(tǒng)內(nèi)完成。如在冷卻管系中同時裝上銅、鋁陽極，當(dāng)通上小直流電后，在銅陽極上析出銅離子抑制海生物附著，同時管路也作為陰極得到保護， 鋁陽極溶解后形成Al（OH）3 粘膠，粘附在結(jié)構(gòu)上也能起到防蝕的效果。

 

　　艦船腐蝕防護工作的啟示

 

　　（1） 搞好我國艦船防腐的必要性

 

　　應(yīng)該說美軍的防腐管理和技術(shù)已處于國際領(lǐng)先水平，但為了進一步提高艦船裝備的戰(zhàn)備性、安全性，相應(yīng)的防腐投入依然不斷增加，并制定了長期的腐蝕防護技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。隨著我國新艦船不斷投入使用，腐蝕防護問題也會更加突出，為了保證裝備完好性，減少腐蝕損失，搞好艦船裝備防腐是必須完成的戰(zhàn)略性任務(wù)。

 

　　（2） 系統(tǒng)性的開展材料腐蝕據(jù)積累及數(shù)據(jù)庫建立等基礎(chǔ)工作

 

　　隨著我國新型艦船的研制和各類新材料的不斷應(yīng)用，系統(tǒng)性的開展材料環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)積累工作并建立功能強大的數(shù)據(jù)庫， 既能夠服務(wù)于新型艦船的設(shè)計、建造、使用和維護等各個流程，又能為后續(xù)艦的設(shè)計選材及防護提供必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而效支持艦艇的全壽命維護工作。這方面的工作內(nèi)容包括：常用材料（黑色金屬、有色金屬、涂鍍層、高分子材料）在服役環(huán)境下的腐蝕試驗及數(shù)據(jù)積累；管系材料在不同使用環(huán)境（包括溫度、鹽度、流速、含沙量等環(huán)境參數(shù)）下的腐蝕數(shù)據(jù)積累； 新型高強不銹鋼在應(yīng)用環(huán)境下的腐蝕性能以及與其他材料的匹配性能數(shù)據(jù)積累等。

 

　　（3） 加大對艦船腐蝕防護技術(shù)工程化驗證的投入

 

　　針對目前缺乏對艦船裝備腐蝕防護技術(shù)綜合應(yīng)用的工程化驗證的情況，應(yīng)進行系統(tǒng)全面的需求分析和調(diào)查規(guī)劃，并增加相應(yīng)投入。有必要在艦船裝備研制生產(chǎn)過程中就提出明確的腐蝕防護技術(shù)的環(huán)境適應(yīng)性要求，對材料、工藝、零部件乃至設(shè)備整機進行充分的工程化環(huán)境適應(yīng)性驗證試驗。

 

　　（4） 建立信息交流與共享平臺

 

　　防腐蝕信息共享和交流對于搞好艦船防腐具有十分重要的意義。我們可以借鑒美軍的做法，建立我國艦船裝備防腐蝕網(wǎng)絡(luò)平臺。在這個平臺上，可以宣傳有關(guān)裝備防腐法規(guī)、開展技術(shù)推廣和交流。除此之外，可以定期或不定期的召開艦船裝備防腐交流會，出版相應(yīng)的刊物等。

 

　　結(jié)語

 

　　解決艦船的腐蝕問題是一項長期、艱巨的任務(wù)，腐蝕的發(fā)生是必然的，抑制腐蝕的發(fā)生、發(fā)展則依賴與材料本身的耐蝕性、涂層體系、表面處理方法、電化學(xué)保護等多種技術(shù)手段的發(fā)展和應(yīng)用。但最根本的是在掌握所用材料腐蝕性能的基礎(chǔ)上， 合理的進行配套設(shè)計，將防腐蝕的思想貫徹到整個設(shè)計建造過程中，循序漸進的解決各類腐蝕問題，這樣才能最大程度的避免腐蝕危害，為實現(xiàn)艦船全壽命全周期的腐蝕防護設(shè)計思想提供技術(shù)保障。