裝備制造業(yè)發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)，近些年來(lái)，隨著陸地資源日趨枯竭，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)已被列入沿海各國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略。我國(guó)同樣非常重視海洋裝備制造業(yè)的發(fā)展，海洋裝備制造業(yè)已成為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。

    《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃中指出將大力發(fā)展深海探測(cè)、資源開(kāi)發(fā)利用、海上作業(yè)保障裝備及其關(guān)鍵系統(tǒng)和專(zhuān)用設(shè)備。然而海水是自然界中腐蝕性很強(qiáng)的介質(zhì)，海洋裝備及結(jié)構(gòu)件是在苛刻的腐蝕性環(huán)境下服役，其結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受到海水的侵蝕及微生物的作用，因此對(duì)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(hù)相關(guān)知識(shí)，讓更多的人了解腐蝕、加強(qiáng)防控，值此2016第三屆海洋材料與腐蝕防護(hù)大會(huì)來(lái)臨之際，中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)記者有幸采訪海軍艦船裝備腐蝕防護(hù)研究試驗(yàn)中心管理辦公室主任、高級(jí)工程師裘達(dá)夫。

海軍艦船裝備腐蝕防護(hù)研究試驗(yàn)中心管理辦公室主任、高級(jí)工程師裘達(dá)夫

    多重防腐技術(shù)為海洋裝備保駕護(hù)航

    海洋是一個(gè)嚴(yán)苛的腐蝕環(huán)境，海水當(dāng)中蘊(yùn)藏著豐富的礦物質(zhì)鹽，極易和金屬制成的海洋裝備形成原電池，出現(xiàn)微觀腐蝕。另外海洋中的許多生物會(huì)附著在裝備機(jī)體上，不但降低了裝備的運(yùn)行速度，還會(huì)分泌有機(jī)酸或還原形成二氧化硫、硫化氫等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，從而對(duì)裝備機(jī)體造成從微觀到介觀、再到宏觀的跨尺度復(fù)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(qū)域進(jìn)行不斷的下潛和上浮，因此還面臨著許多不同形式的力學(xué)損失問(wèn)題。為了保證海洋裝備的安全運(yùn)行和長(zhǎng)期服役，通過(guò)必要的技術(shù)手段對(duì)裝備基體材料進(jìn)行保護(hù)就顯得格外重要。

    裘高工表示海洋裝備常見(jiàn)的腐蝕環(huán)境為海洋大氣、海水、海生物、油污水環(huán)境，常見(jiàn)的腐蝕行為是不同金屬之間接觸產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕行為，常見(jiàn)的腐蝕部位為結(jié)構(gòu)、管路、舾裝、設(shè)備和裝置。目前常用于海洋裝備腐蝕防護(hù)的技術(shù)主要有：激光融覆、等離子噴涂、金屬熱噴涂、熱浸鍍、化學(xué)鍍、涂塑、火焰噴塑、機(jī)械能助滲鋅、重防腐蝕涂層保護(hù)、犧牲陽(yáng)極保護(hù)、外加電流陰極保護(hù)等技術(shù)。在腐蝕監(jiān)檢測(cè)技術(shù)方面，目前海洋裝備上所采用的監(jiān)檢測(cè)技術(shù)主要是一些傳統(tǒng)的離線檢測(cè)手段：（1）表面檢查，一般性腐蝕檢查；各種犧牲陽(yáng)極的陽(yáng)極溶解形貌檢查；蒸汽輪機(jī)孔檢查，內(nèi)窺鏡檢查，管路腐蝕剖面檢查。（2）電位測(cè)量，主要用于結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)及雜散電流的監(jiān)測(cè)。（3）超聲波測(cè)厚及腐蝕坑深測(cè)量。（4）著色及滲透探傷。近年來(lái)開(kāi)發(fā)了一些新的監(jiān)測(cè)方法：（1）異種金屬之間的電絕緣監(jiān)測(cè)。（2）渦流探傷，用于冷卻器傳熱管及核反應(yīng)堆蒸發(fā)器傳熱管的應(yīng)力腐蝕檢查。（3）傳統(tǒng)的電位測(cè)量方法擴(kuò)大了一些測(cè)量范圍，改進(jìn)了測(cè)量技術(shù)，包括：半咸水域裝備電位測(cè)量等。

    以外軍裝備之防腐科技為鏡鑒

    裘高工表示國(guó)外海軍艦船裝備腐蝕問(wèn)題也普遍存在，以美國(guó)為例，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2010年，美海軍艦船裝備腐蝕損失達(dá)31.5億美元，占海軍艦船裝備全部維護(hù)費(fèi)用的18.7%。為從整體控制艦船裝備腐蝕，外軍開(kāi)展了一系列卓有成效的艦船裝備腐蝕預(yù)防與控制工作，我們可以在借鑒的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，其表現(xiàn)在六個(gè)方面：

    （一）艦用材料方面

    美海軍船體結(jié)構(gòu)鋼從20世紀(jì)50年代開(kāi)始建立了HY系列高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的體系平臺(tái)，發(fā)展了550MPa級(jí)HY-80鋼和690MPa級(jí)HY-100鋼，60年代中期，研制了896MPa級(jí)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(shù)的發(fā)展，研發(fā)了不需預(yù)熱或者只需較低溫度預(yù)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(jié)構(gòu)鋼的開(kāi)發(fā)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)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N(xiāo)s30、Ns46、Ns63、Ns80、Ns90、Ns110等各級(jí)艦船用鋼材料。俄羅斯在鈦材使用上處于國(guó)際領(lǐng)先地位，也是用鈦合金建造核潛艇耐壓殼體的唯一國(guó)家，最典型的“臺(tái)風(fēng)”級(jí)全鈦核潛艇，其單艇用鈦材達(dá)到9000噸，其核潛艇中的冷凝器、熱交換器、聲納導(dǎo)流罩、通海管路系統(tǒng)、波紋管及常規(guī)潛艇（636，K877等）中的柴油機(jī)燃?xì)馀懦鱿到y(tǒng)、聲納導(dǎo)流罩、通海管路系統(tǒng)、波紋管、泵、閥也都大量應(yīng)用鈦材。美、日等海軍水面艦船如聲納導(dǎo)流系統(tǒng)、通海管路系統(tǒng)、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(duì)艦船涂料的要求向高性能、重防腐、多功能、隱身化、無(wú)公害、長(zhǎng)壽命等發(fā)展，針對(duì)不同使用環(huán)境、不同排水量艦船設(shè)計(jì)了不同類(lèi)型的防污涂料，形成了一套防污涂料設(shè)計(jì)與選擇的體系。美海軍近期研制了8-12年防污期效的環(huán)保型防污漆，并根據(jù)涂料類(lèi)型、等級(jí)及應(yīng)用船型的不同建立了防污體系選擇的美軍標(biāo)。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(lèi)發(fā)展到目前的環(huán)氧聚酞胺類(lèi)，并向高固體分、無(wú)溶劑、長(zhǎng)效方向發(fā)展，近期開(kāi)發(fā)的雙組分環(huán)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(dá)20年。

    （三）陰極保護(hù)方面

    陰極保護(hù)作為涂層以外艦船裝備腐蝕防護(hù)第二道防線被外軍廣泛研究和應(yīng)用，美海軍艦船通用規(guī)范、MIL標(biāo)準(zhǔn)、英國(guó)BS7361、挪威DNV規(guī)范都提出了采用陰極保護(hù)與涂層聯(lián)合防腐蝕的措施，并對(duì)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、系統(tǒng)安裝、調(diào)試驗(yàn)收、日常維護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。目前，外軍陰極保護(hù)技術(shù)發(fā)展主要有兩個(gè)方面：一是采用計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)提高陰極保護(hù)效果；二是外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)各部件材料的不斷改進(jìn)和性能的不斷提高，如輔助陽(yáng)極就從早期的廢鋼鐵、高硅鐵發(fā)展到鉛銀合金、鉑復(fù)合陽(yáng)極以及混合金屬氧化物陽(yáng)極等。

    （四）法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方面

    幾十年來(lái)美海軍制修訂了大量與腐蝕控制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和文件，并逐漸形成了包括通用標(biāo)準(zhǔn)、性能規(guī)范、詳細(xì)規(guī)范等不同層次較為完整的全軍統(tǒng)一的腐蝕預(yù)防與控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，內(nèi)容涉及腐蝕防護(hù)的各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。俄羅斯海軍建立了一套較為完善的“防腐蝕與防老化統(tǒng)一系統(tǒng)”，其內(nèi)容涵蓋了防腐涂層、金屬和非金屬無(wú)機(jī)物覆蓋層、電化學(xué)保護(hù)、陰極保護(hù)系統(tǒng)、電隔離連接件、臨時(shí)防蝕保護(hù)系統(tǒng)、熱噴鍍等一系列防腐蝕措施和方法的技術(shù)要求、參數(shù)形式、驗(yàn)收規(guī)則和檢查方法等內(nèi)容。

    （五）科研試驗(yàn)與評(píng)估方面

    美海軍建有大量科研試驗(yàn)站，包括陸基和海基兩種，全海域、系統(tǒng)性地開(kāi)展材料、涂料、防護(hù)技術(shù)、工藝的科研試驗(yàn)和驗(yàn)證工作。美、俄等海軍強(qiáng)國(guó)重視艦船裝備腐蝕狀態(tài)評(píng)估工作，美軍標(biāo)統(tǒng)一規(guī)定了腐蝕狀態(tài)的種類(lèi)和級(jí)別，并將腐蝕狀態(tài)評(píng)估的程序、職責(zé)及技術(shù)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(shí)時(shí)監(jiān)督、評(píng)估反饋、及時(shí)改進(jìn)的良性工作機(jī)制，提高了腐蝕防護(hù)的工作效率。俄羅斯海軍制定了艦船腐蝕狀態(tài)評(píng)估的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定了評(píng)估工作的準(zhǔn)備、器材、測(cè)量、分析和結(jié)果處理等要求。

    （六）防腐蝕管理方面

    美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家在艦船裝備腐蝕防護(hù)方面具有較完備的體系和措施。2003年美國(guó)頒布了名為“控制、緩解軍用裝備與設(shè)施腐蝕”的國(guó)防授權(quán)法案，要求國(guó)防部成立一個(gè)機(jī)構(gòu)或組織來(lái)管理、預(yù)防、緩解腐蝕相關(guān)問(wèn)題，同時(shí)制定遠(yuǎn)期戰(zhàn)略規(guī)劃用以緩解腐蝕，為有效應(yīng)對(duì)海軍面臨的腐蝕問(wèn)題及滿(mǎn)足國(guó)防部要求，美國(guó)海軍成立了自己的腐蝕執(zhí)行官和相應(yīng)的跨職能團(tuán)隊(duì)，統(tǒng)籌開(kāi)展艦船裝備腐蝕防護(hù)工作，制定和發(fā)布《預(yù)防和減緩腐蝕戰(zhàn)略計(jì)劃》和《腐蝕預(yù)防和控制計(jì)劃指導(dǎo)書(shū)》，建立了基于互聯(lián)網(wǎng)的腐蝕控制信息交換平臺(tái)。

    我國(guó)海洋裝備之防腐從六大方向?qū)嵤?/strong>