船舶在海洋中受腐蝕的危害最為嚴重,由于受到海水及海面鹽霧的侵蝕,造成停航維修、新船尚未運行有的就出現嚴重腐蝕問題,不但要花費巨額的費用用于維修保養,也影響到船舶的正常運營。
海軍艦船腐蝕的防護費用占海軍總維修費用的50%左右,海軍的飛機由于腐蝕問題使大修費用提高10%,舟橋部隊每年的維修費用中約75%用于腐蝕防護。據有關調查,武器裝備在海洋儲存環境中,失效率達到了17.3%.我軍戰史中,有不少由于腐蝕引起的重大事故而貽誤戰機的事例,造成了軍事上的巨大損失,如:四艘伏擊艦的魚雷艇中的一艘就因為在埋伏期間由于腐蝕和生物附著而無法開動參與戰斗;某艇因銹蝕無法關閉密封通道,無法航行而退出戰事;近年有些艦艇更換了耐蝕材料不銹鋼作為海水管系,但由于沒有考慮到電偶腐蝕問題,致使與之配套的鋼質法蘭和其它材料配管因受到海水電偶腐蝕的作用,發生腐蝕泄漏;新造的快艇因腐蝕問題需要另外花費經費進行腐蝕治理。
行駛中的船舶
艦艇中,腐蝕問題最嚴重的為處于干濕交替(水線)部位和鋁殼艇,另外,海上跨海大橋、海上石油平臺、近海工程的鋼結構也同樣遭受海洋嚴酷的腐蝕,而它們的百年服役壽命也對腐蝕防護技術提出了極高的要求。
船舶的腐蝕與防護
海洋環境中,船舶和其他金屬構筑物的腐蝕最主要的是電化學腐蝕,具有較負的電極電位的部位或部件,成為腐蝕電池的陽極,腐蝕將從這里發生。材料在深海中的腐蝕按照腐蝕的形貌分有:均勻、腐蝕、局部腐蝕和特殊腐蝕三大類。
船舶和其他構筑物防護的最重要的手段是涂層保護加電化學陰極保護為主的綜合防護手段。我國現在年消耗涂料約600萬噸,為世界之最。規模以上的油漆廠1200萬個以上,產值3000多億。
涂層保護所需的涂料重量約占船體總重量的13%,僅次于船舶中鋼材的用量。現船舶涂料以環氧系涂料為主,水下涂層一般由底漆、中間漆和防污漆三層組成;航母飛行甲板的涂料和艦艇用涂料等對其功能和用途的要求苛刻,如航母飛行甲板涂料除具有防腐和耐候功能外還需要具有結合力強、耐油、防滑、耐火焰噴射、耐高溫、可復涂等全面的性能要求;航母的水下防污漆要求10年的服役壽命。
陰極保護有外加電流和犧牲陽極保護。我國現在是出口犧牲陽極產品大國,每年約出口數萬噸的陽極。
近年腐蝕與防護研究的主要工作
為解決防污涂層剝落、使用壽命短的問題,從涂層材料表面和界面間的結合機理進行了基礎研究,取得了較大進展。經過對涂層材料界面間的結合及損傷作用機制的研究,利用新技術在涂層材料與基體界面間實現了化學鍵合;經過對防污劑和基體樹脂分子降解的控釋技術研究,建立了長效防腐防污涂層材料的設計理論和方法,為后續研制長壽命防腐涂層以及從根本上解決防污材料的長效和環保問題提供了技術儲備。
船舶結構復雜,應用材料種類眾多,環境惡劣,腐蝕嚴重。不同部位、不同腐蝕形式采用了不同的保護方法,但是,常常處于頭痛醫頭腳痛醫腳的局面,不僅保護費用高,而且不能保證船舶在維修期內始終處于良好狀態。經過對各類保護技術的綜合應用,不僅使一批先進的腐蝕防護技術實現了工程化,而且通過不同防腐技術間的協同作用,實現了船舶船體、內艙、海水管路系統以及上層建筑等不同結構部位防腐技術的集成優化:綜合采用了長效防腐涂料、高性能犧牲陽極、新一代外加電流陰極保護系統、海底門防腐防污技術、腐蝕保護狀況檢測技術、海洋環境沖洗緩蝕劑技術,為船舶防腐技術的升級換代提供了技術保障。
隨著聲隱身的技術發展和消聲水平的提高,電磁隱身越來越受到重視,其中腐蝕相關電磁信號較為突出,增加了被探測和受攻擊的危險。為此,開展了新一代外加電流陰極保護技術研究,突破了腐蝕電磁信號控制的恒電位儀與有源接地的集成等控制技術,實現了降低船舶腐蝕控制系統及動力系統電磁訊號的目的,提高了艦船的電磁隱身性能。
許多國家都為國防建設需要在研制、生產大型水面艦艇、大潛深潛艇以及無人平臺等高新海軍武器裝備,這些裝備對海洋環境腐蝕和防護提出了更高的要求。同時,隨著新技術、新概念的不斷出現,海軍的武器裝備將發生革命性的飛躍變化。新概念武器裝備在材料、工藝和環境方面都會出現新的挑戰,腐蝕與防護技術同樣面臨新的問題,因此,應提前做好新概念裝備的防護技術研究。
責任編輯:劉傳
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