裝備制造業發展水平是一個國家綜合國力的重要體現，近些年來，隨著陸地資源日趨枯竭，發展海洋經濟已被列入沿海各國的發展戰略。我國同樣非常重視海洋裝備制造業的發展，海洋裝備制造業已成為我國戰略性新興產業之一。

    《中國制造 2025》戰略規劃中指出將大力發展深海探測、資源開發利用、海上作業保障裝備及其關鍵系統和專用設備。然而海水是自然界中腐蝕性很強的介質，海洋裝備及結構件是在苛刻的腐蝕性環境下服役，其結構長期受到海水的侵蝕及微生物的作用，因此對其耐蝕性提出了更高的要求。為了科普海洋工程裝備腐蝕防護相關知識，讓更多的人了解腐蝕、加強防控，值此 2016 第三屆海洋材料與腐蝕防護大會來臨之際，記者有幸采訪海軍艦船裝備腐蝕防護研究試驗中心管理辦公室主任、高級工程師裘達夫。

    多重防腐技術為海洋裝備保駕護航

    海洋是一個嚴苛的腐蝕環境，海水當中蘊藏著豐富的礦物質鹽，極易和金屬制成的海洋裝備形成原電池，出現微觀腐蝕。另外海洋中的許多生物會附著在裝備機體上，不但降低了裝備的運行速度，還會分泌有機酸或還原形成二氧化硫、硫化氫等強腐蝕性物質，從而對裝備機體造成從微觀到介觀、再到宏觀的跨尺度復合損傷。除了腐蝕因素外，由于海洋裝備還可能需在不同海洋區域進行不斷的下潛和上浮，因此還面臨著許多不同形式的力學損失問題。為了保證海洋裝備的安全運行和長期服役，通過必要的技術手段對裝備基體材料進行保護就顯得格外重要。

    裘高工表示海洋裝備常見的腐蝕環境為海洋大氣、海水、海生物、油污水環境，常見的腐蝕行為是不同金屬之間接觸產生的電化學腐蝕行為，常見的腐蝕部位為結構、管路、舾裝、設備和裝置。目前常用于海洋裝備腐蝕防護的技術主要有：激光融覆、等離子噴涂、金屬熱噴涂、熱浸鍍、化學鍍、涂塑、火焰噴塑、機械能助滲鋅、重防腐蝕涂層保護、犧牲陽極保護、外加電流陰極保護等技術。在腐蝕監檢測技術方面，目前海洋裝備上所采用的監檢測技術主要是一些傳統的離線檢測手段：（1）表面檢查，一般性腐蝕檢查；各種犧牲陽極的陽極溶解形貌檢查；蒸汽輪機孔檢查，內窺鏡檢查，管路腐蝕剖面檢查。

    （2）電位測量，主要用于結構陰極保護及雜散電流的監測。（3）超聲波測厚及腐蝕坑深測量。（4）著色及滲透探傷。 近年來開發了一些新的監測方法：

    （1） 異種金屬之間的電絕緣監測。 （2）渦流探傷，用于冷卻器傳熱管及核反應堆蒸發器傳熱管的應力腐蝕檢查。（3）傳統的電位測量方法擴大了一些測量范圍，改進了測量技術，包括：半咸水域裝備電位測量等。

    以外軍裝備之防腐科技為鏡鑒

    裘高工表示國外海軍艦船裝備腐蝕問題也普遍存在，以美國為例，據資料統計，2010 年，美海軍艦船裝備腐蝕損失達 31.5 億美元，占海軍艦船裝備全部維護費用的 18.7%。為從整體控制艦船裝備腐蝕，外軍開展了一系列卓有成效的艦船裝備腐蝕預防與控制工作，我們可以在借鑒的基礎上加以創新，其表現在六個方面：

    （一）艦用材料方面

    美海軍船體結構鋼從 20 世紀 50 年代開始建立了 HY 系列高強度結構鋼的體系平臺，發展了 550MPa 級 HY-80 鋼和 690MPa 級 HY-100 鋼，60 年代中期，研制了896MPa級HY-130鋼， 80年代后，隨著超低碳、超純凈鋼冶煉、微合金化及控軋控冷等冶金技術的發展，研發了不需預熱或者只需較低溫度預熱就能焊接的 HSLA 系列鋼，焊接性更好，且合金元素含量低，大大降低了艦船成本，使船體結構鋼的開發進入了一個新時代。俄羅斯海軍 60 年代形成了比較完整的 AK 系列鋼，目前已逐漸被 AB 系列鋼所取代。日本海軍艦船用鋼體系也較為完善，目前具備 Ns30、Ns46、Ns63、Ns80、Ns90、Ns110 等各級艦船用鋼材料。俄羅斯在鈦材使用上處于國際領先地位，也是用鈦合金建造核潛艇耐壓殼體的唯一國家，最典型的“臺風”級全鈦核潛艇，其單艇用鈦材達到 9000 噸，其核潛艇中的冷凝器、熱交換器、聲納導流罩、通海管路系統、波紋管及常規潛艇（636，K877 等）中的柴油機燃氣排出系統、聲納導流罩、通海管路系統、波紋管、泵、閥也都大量應用鈦材。美、日等海軍水面艦船如聲納導流系統、通海管路系統、波紋管、泵、閥也都廣泛使用鈦材。

    （二）艦用涂料方面

    外軍航母、大型水面艦船、核潛艇等對艦船涂料的要求向高性能、重防腐、多功能、隱身化、無公害、長壽命等發展，針對不同使用環境、不同排水量艦船設計了不同類型的防污涂料，形成了一套防污涂料設計與選擇的體系。美海軍近期研制了 8-12 年防污期效的環保型防污漆，并根據涂料類型、等級及應用船型的不同建立了防污體系選擇的美軍標。美海軍使用的艦船船底防銹涂料品種已從七十年代前的乙烯類發展到目前的環氧聚酞胺類，并向高固體分、無溶劑、長效方向發展，近期開發的雙組分環氧涂料可用在壓載、燃料艙、廢水艙 / 井、甲板頂、底艙等，使用壽命達20 年。

航母

    三）陰極保護方面

    陰極保護作為涂層以外艦船裝備腐蝕防護第二道防線被外軍廣泛研究和應用，美海軍艦船通用規范、MIL 標準、英國 BS7361、挪威 DNV 規范都提出了采用陰極保護與涂層聯合防腐蝕的措施， 并對方案設計、 設備選型、 系統安裝、調試驗收、日常維護進行了詳細的規定。

    目前，外軍陰極保護技術發展主要有兩個方面：一是采用計算機輔助優化設計提高陰極保護效果；二是外加電流陰極保護系統各部件材料的不斷改進和性能的不斷提高，如輔助陽極就從早期的廢鋼鐵、高硅鐵發展到鉛銀合金、鉑復合陽極以及混合金屬氧化物陽極等。

    （四）法規標準方面

    幾十年來美海軍制修訂了大量與腐蝕控制相關的標準、規范和文件，并逐漸形成了包括通用標準、性能規范、詳細規范等不同層次較為完整的全軍統一的腐蝕預防與控制標準規范，內容涉及腐蝕防護的各個技術領域。俄羅斯海軍建立了一套較為完善的“防腐蝕與防老化統一系統”，其內容涵蓋了防腐涂層、金屬和非金屬無機物覆蓋層、電化學保護、陰極保護系統、電隔離連接件、臨時防蝕保護系統、熱噴鍍等一系列防腐蝕措施和方法的技術要求、參數形式、驗收規則和檢查方法等內容。

    （五）科研試驗與評估方面

    美海軍建有大量科研試驗站，包括陸基和海基兩種，全海域、系統性地開展材料、涂料、防護技術、工藝的科研試驗和驗證工作。美、俄等海軍強國重視艦船裝備腐蝕狀態評估工作，美軍標統一規定了腐蝕狀態的種類和級別，并將腐蝕狀態評估的程序、職責及技術要求納入海軍指令指示中，建立起了一套較為完善的定期檢查、實時監督、評估反饋、及時改進的良性工作機制，提高了腐蝕防護的工作效率。俄羅斯海軍制定了艦船腐蝕狀態評估的相關標準，明確規定了評估工作的準備、器材、測量、分析和結果處理等要求。

    （六）防腐蝕管理方面

    美國、俄羅斯等國家在艦船裝備腐蝕防護方面具有較完備的體系和措施。

    2003 年美國頒布了名為“控制、緩解軍用裝備與設施腐蝕”的國防授權法案，要求國防部成立一個機構或組織來管理、預防、緩解腐蝕相關問題，同時制定遠期戰略規劃用以緩解腐蝕，為有效應對海軍面臨的腐蝕問題及滿足國防部要求，美國海軍成立了自己的腐蝕執行官和相應的跨職能團隊，統籌開展艦船裝備腐蝕防護工作，制定和發布《預防和減緩腐蝕戰略計劃》和《腐蝕預防和控制計劃指導書》，建立了基于互聯網的腐蝕控制信息交換平臺。

大型水面艦船

    我國海洋裝備之防腐從六大方向實施

    裘高工表示裝備的腐蝕是多方面的，控制的方法也是多方面的，尤其在海洋裝備方面，我國海洋裝備可從六大方向來實施腐蝕控制。

    （一）開發先進材料是實現腐蝕控制的根本保證

    海洋裝備材料本身耐蝕性優劣永遠是裝備腐蝕預防與控制的根本保證。因此，超前研發新型船體鋼、特種合金、新型陶瓷、復合材料等耐腐蝕材料，同時重視降低材料成本，實現材料耐蝕性和經濟性的有效結合。

    （二）創新防腐技術是實現腐蝕控制的永恒主題

    隨著海洋裝備向信息化、精確化、全天候發展，在對高性能材料需求也在不斷增加。在大力研發裝備新材料同時，需要不斷創新研發新型腐蝕預防與控制技術和工藝，彌補新材料在海洋裝備各種使用環境下耐腐蝕性能的不足，滿足海洋裝備各種新材料的防護需求和安全可靠的使用要求。

    （三）強化環境考核是實現腐蝕控制的技術支撐

    應高度重視對海洋裝備及材料、構件、工藝進行環境試驗考核，掌握其在各種典型環境條件下腐蝕特征和變化規律，考核和驗證海洋裝備腐蝕預防與控制技術及工藝的環境適應性優劣，并以此為依據采取相應改進措施。

    （四）注重設計集成是實現腐蝕控制的有效途徑

    海洋裝備腐蝕是從繪圖板上開始的，必須高度重視腐蝕控制設計，腐蝕控制設計包括正確選材、合理設計、表面處理和涂覆、改善環境條件和注入緩蝕劑、電化學保護等多種途徑。同時應重視對海洋裝備所涉及的腐蝕預防與控制技術進行系統集成。

    （五）開展監檢測與評估是實現腐蝕控制的重要手段

    應系統地開展裝備腐蝕監檢測與評估，特別是對關重部件進行腐蝕狀況在線、實時、無損監檢測，并進行腐蝕狀況評估和預測預報，可提高腐蝕治理的針對性和有效性。

    （六）發展綠色技術是實現腐蝕控制的必然趨勢

    隨著人們對環境保護越來越重視，在海洋裝備設計建造、使用維修過程中，需要不斷開發滿足和符合環境保護要求的綠色防腐蝕技術，實現綠色環保要求。

核潛艇

    未來多重節奏降裝備腐蝕至最小化

    裘高工表示海洋裝備腐蝕控制是一項長期、復雜、艱巨的工作，海洋裝備腐蝕控制的關鍵是迫切需要從全系統、全壽命角度入手，形成技術和管理上的閉環和協調一致。

    2016 年是中國“十三五”規劃的開局之年，海洋裝備腐蝕預防與控制未來工作目標有更高的要求，應強化“一個學會”、完善“二個平臺”、建設“三支隊伍”、提升“四種能力”、健全“五個體系”、實現“六個突破”。

    --強化“一個學會”

    進一步強化中國腐蝕與防護學會深入開展國內外學術交流與合作、傳播科普知識和先進生產技術，編輯出版學術期刊、開展繼續教育，為腐蝕與防護學科建設服務，為腐蝕與防護行業的科技工作及企事業單位服務。

    --完善“二個平臺”

    完善“中國腐蝕與防護網”、“海洋裝備腐蝕數據庫”兩個平臺，進一步強化海洋裝備腐蝕防護基礎信息和腐蝕基礎數據的采集、處理和分析利用工作，為海洋裝備全系統、全壽命腐蝕預防與控制工作提供科學的信息和數據支持。

    --建設“三支隊伍”

    建立和培訓“技術應用”、“技術研發”、“技術管理”三支人才隊伍，為海洋裝備全系統全壽命腐蝕預防與控制工作提供強大的智力支持。

    --提升“四種能力”

    （1）創新設計能力。積極跟蹤、借鑒、繼承世界發達國家海洋裝備腐蝕控制設計技術前沿，不斷自主創新。

    （2）科學研究能力。適應海洋裝備發展對腐蝕預防與控制工作的需要，不斷提升技術研發和綜合集成的水平，使海洋裝備腐蝕防護科研更具科學性、系統性、針對性和有效性。

    （3）試驗評估能力。不斷加大海洋裝備腐蝕防護科研試驗體系的建設，實現海洋裝備各種材料和技術系統匹配性、環境適應性、耐久性考核和評估。

    （4）技術管理能力。適應新的形勢和任務需要，建立和完善全系統全壽命海洋裝備腐蝕預防與控制工作管理機制、協同機制，實現海洋裝備防腐蝕信息共享。

    --健全“五個體系”

    （1）海洋裝備材料配套體系。研制開發新一代海洋裝備用材料，構建海洋不同類型裝備結構、結構 / 功能一體化、特種功能材料技術體系。

    （2）海洋裝備涂料配套體系。研制開發長效經濟、節能環保新型涂料，構建海洋裝備防腐、防污涂料和特種涂料技術體系。

    （3）海洋裝備防護技術體系。研制開發先進、實用、可靠的防護技術，構建陰極保護、表面工程、檢監測與評估、重防腐蝕技術為主的防護技術體系。

    （4）腐蝕防護法規標準體系。構建適應海洋裝備設計建造、使用維護各階段及總體、系統、設備、組件各環節的海洋裝備防腐蝕法規標準體系。

    （5）海洋裝備科研試驗體系。構建基于材料、系統、組件等多功能于一體符合海洋裝備實際工況環境，并逐步拓展至遠海、深海環境的科研試驗體系。

    --實現“六個突破”

    即實現海洋裝備防腐蝕設計技術新突破，海洋裝備材料技術新突破，海洋裝備涂料技術新突破，海洋裝備長效防護技術新突破，海洋裝備防腐蝕法規標準新突破，海洋裝備科研試驗條件新突破，推動海洋裝備腐蝕預防與控制工作科學發展、全面進步。

    后記：

    國家重大裝備制造事關國家經濟安全、國防安全。我國對海工產業的重視，在出臺的一個又一個規劃中表露無遺，海洋防腐蝕技術的研究與先進國家相比，在某些方面還存在一定差距。大家行動起來、攜手共進，為邁向海洋強國而努力吧！

    人物簡介

    裘達夫，高級工程師，1992年畢業于海軍工程大學，從事艦船腐蝕與防護工作20余年，現為海軍艦船裝備腐蝕防護研究試驗中心管理辦公室主任。