以海洋為主要活動平臺的國際化軍種，以船舶為主體的海軍裝備往往以科技含量高，覆蓋全球而著稱。而裝備的平穩(wěn)運行，是保證發(fā)揮其戰(zhàn)斗力的基礎，裝備在環(huán)境中的腐蝕狀態(tài)，是決定裝備使用狀態(tài)、可靠性和壽命的重要因素之一，達到這樣一個認識高度，也是隨著海軍裝備技術的不斷發(fā)展壯大一步一步加深提高的。我國海軍裝備的腐蝕與防護技術的發(fā)展經歷了漫長的認識過程。我國海軍所處的中國海域具有怎么樣的特點，特別是島礁地區(qū)具備怎樣的氣候特點，在海洋氣候特征下，我國海軍典型裝備的防腐技術取得了哪些關鍵技術的發(fā)展？為此，記者采訪了海軍工程大學理學院博士生導師宋玉蘇教授，宋教授回顧了在海軍裝備進入電子化、自動化、現(xiàn)代化、信息化建設的新階段，腐蝕與防護技術取得的長足發(fā)展，以典型裝備防腐蝕技術的案例，為我們展示了海軍裝備腐蝕與防護技術已經成為裝備建設上的守望者。

宋玉蘇教授

    記者：我國海島環(huán)境與大陸環(huán)境相比具有怎樣的環(huán)境特點？對海軍裝備有哪些影響？

    宋教授：我國海洋區(qū)域遼闊，位于北太平洋西部邊緣，南起赤道附近、北至渤海遼東灣，橫跨40 個緯度，包括溫帶、亞熱帶和熱帶三種氣候帶。從北到南有渤海、黃海、東海、南海四大海區(qū)，所處環(huán)境大部屬于海洋性氣候，所屬的地區(qū)為：熱帶海洋性氣候區(qū)（包括海南島、雷州半島及臺灣南部），亞熱帶海洋性氣候區(qū)（包括臺灣中部、北部，東南沿海口岸及島嶼），溫帶海洋性氣候區(qū)（包括華北、東北沿海海口岸及島嶼）。海島環(huán)境與大陸環(huán)境相比具有以下特征：

    溫度高： 由于海洋性氣候的影響，海島的溫度變化與內陸有比較明顯的差異，一是海島地區(qū)的日溫差小于同緯度內陸地區(qū)的日溫差；二是海島地區(qū)的氣溫年溫差要小于同緯度內陸地區(qū)的年溫差；三是我國東南沿海島嶼的月均氣溫較高，日溫差大約5℃ , 氣溫的最低值最高值也比內陸地區(qū)要小，一年的最高氣溫，海島地區(qū)與內陸相差不超過10℃。

    濕度大： 海島由于與海洋相鄰，空氣中水分的含量較大，所以海島環(huán)境中相對濕度較高。某海島與內陸某地的一年12 個月的平均相對濕度的分布如表1所示：

    從表1 可知，某海島的月平均相對濕度，與內陸某地區(qū)相比平均高出28.4％，可見海島在長時間相對濕度較高，比較潮濕。

    鹽分高： 氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣等無機鹽離子溶解在海水中，在風力或者其他條件作用下，形成小液滴飛濺進入大氣中，水分蒸發(fā)，無機鹽會變成細小鹽粒，隨風飄蕩，使得沿海地區(qū)空氣中具有更高的無機鹽含量，同時這些鹽粒在濕度較大的大氣中又會吸濕，形成小液滴，繼而形成鹽霧。由于海島長年受到海風的影響，在空氣中自然帶有大量的含鹽的液滴，影響到裝備的存儲。存儲在海島上一段時間的裝備，就會發(fā)現(xiàn)在包裝箱的內表面有一層白色針狀形的無機鹽結晶體。海島某地大氣中氯化鈉的含量見表2。

    雨霧多：由于與海洋相鄰，大量被蒸發(fā)的海水被風吹到海島上形成水蒸氣，水蒸氣上升遇冷凝結，容易形成區(qū)域性降雨。冷暖氣流在海島地區(qū)的交鋒頻率較高、作用時間長，使得海島地區(qū)的雨季長于內陸地區(qū)。尤其春夏兩季，而有的地區(qū)則全年有霧。一般認為距離海岸線200m 以內的區(qū)域可稱為海洋大氣的腐蝕環(huán)境，這一環(huán)境有著自身特有的環(huán)境氣候，下表是我國四大海域的主要環(huán)境因素數(shù)據。

    上述數(shù)據清楚地表明海洋環(huán)境的特殊性：大氣中含有以氯化鈉為代表的鹽分，這是海洋與內陸環(huán)境的根本差。特別是南海地區(qū)，其環(huán)境特征突出地體現(xiàn)在“三高一強”上：高溫度、高濕度、高鹽度和強烈的陽光照射。雖然整體上我國各大海域氣候環(huán)境年均氣溫不是特別高，但是南海的氣溫大于30℃的天數(shù)超過160 天；各海域的年平均相對濕度從68% ～ 79% 不等，但是南海地區(qū)穩(wěn)定在80%，其年均降雨量達到1600mm，含鹽量除渤海外其他三個海域接近，但是南海地區(qū)太陽輻射突出，年輻射總量是其他海域的1.5 倍。高溫度、高濕度、高鹽度和強烈的太陽輻射，加上多種因素還存在協(xié)同加強作用，因此這樣的環(huán)境條件對各種工程設施材料都面臨著嚴峻的考驗，對金屬材料而言就是嚴重的電化學腐蝕問題。因此海軍裝備的腐蝕與防護工作刻不容緩。

    記者：裝備的腐蝕與防護工作近年取得的了哪些進展，實現(xiàn)了哪些重要的技術攻關突破？

    宋教授：裝備的腐蝕與防護工作，經過了多年持續(xù)不斷的努力。圍繞著裝備的建設開發(fā)中，裝備的腐蝕與防護技術經歷了不同的發(fā)展階段，其中幾個重要的技術攻關突破，為裝備的防腐技術水平提高奠定了基礎：

    1、船舶完整防腐涂料體系的建立：隨著我國造船工業(yè)發(fā)展，在上世紀60-70 年代，對船舶系統(tǒng)化的防腐涂料技術進行了國家級的攻關，有專業(yè)院所牽頭，組織多家單位通力合作，先后開發(fā)了能夠基本滿足船舶使用要求的配套涂料體系，實現(xiàn)了船舶涂料的國產化。近20 年隨著技術水平的不斷提高，國際上一流的船舶涂料廠商均先后進入中國，成為船舶涂料的供應商，目前船舶及裝備的常規(guī)涂料涂裝技術基本上與國際接軌，除了長效防污涂料這一世界性難題外，基本上能夠滿足船舶及裝備的使用、維修周期需要。但是在裝備所需的功能性涂料方面：如關系船舶安全性的高阻燃內艙涂料、耐高溫涂料等等，還存在不小的差距，這些技術只能靠我們自己持續(xù)努力力，不斷提高產品性能。

    2、攻關管路的“三漏”頑癥：船舶上有多種介質油、水、氣的管路系統(tǒng)，早期存在“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)問題，必須在現(xiàn)場第一時間應急處理并解決問題，無疑有較大的難度，因此“三漏”問題成為制約船舶運行穩(wěn)定、安全的“短板”。為此以修理部門為主體，開展了船舶腐蝕的綜合治理工作：首先組成了涉及船舶設計、建造、使用、維修、專業(yè)院所等多個方面的研究隊伍，開展了深入的基層一線部隊、維修所、船廠等調查走訪、詳盡勘察船舶等裝備的現(xiàn)場使用狀況、運行過程，腐蝕狀況，系統(tǒng)的收集、整理復雜的資料，召開專門的腐蝕研討會，進行專業(yè)的總結、分析和評估，開展了系列化的專題研究工作，歷時多年，對我軍船舶等裝備的腐蝕現(xiàn)狀及特征有了深入的研究，先后研究、開發(fā)、應用了多項防腐技術：如耐蝕材料的研究、開發(fā)和應用：開發(fā)了不同級別的耐蝕船體鋼以滿足需要，對復雜的管路系統(tǒng)用材進行了系統(tǒng)的升級換代：紫銅、鎳銅合金、雙相不銹鋼等，對管路的連接部件這類存在典型電偶腐蝕的部位進行系統(tǒng)完善，針對船體保護的陰極保護技術得到普遍的應用，裝備腐蝕及防腐技術得到了普及。

    3、引進船舶防腐技術的認識及借鑒：隨著先進國家相關船舶的引進，為我國打開了了解國際船舶防腐技術的窗口：船舶全系統(tǒng)、整體化的防腐理念，嚴謹、規(guī)范、復雜的防腐技術措施，極大地震撼了相關人員。從此船舶的腐蝕工作受到極大重視，加之原有多年的防腐工作積累，船舶防腐開啟了完整的腐蝕控制及防護的系統(tǒng)設計，促進了防腐工作由修理部門主導轉向頂層設計部門入手，貫穿于裝備設計、研制、建造、服役使用、狀態(tài)監(jiān)測、維護保養(yǎng)、維修等全過程的局面。船舶的腐蝕與防護技術成為了裝備可靠性、安全性的重要因素，標志著對船舶的腐蝕問題的認識發(fā)生了質的飛躍，全面的防腐工作得到迅速的開展：

    首先全面、系統(tǒng)地研究、分析引進船舶全系統(tǒng)的防腐設計理念，如各種管路均嚴格地與船體絕緣隔離，有針對性的防腐技術，特別是對關鍵部位腐蝕狀態(tài)的監(jiān)測技術，以及多種技術的復合、匹配等問題均進行深入的研究、分析，掌握、消化引進船舶所運用的防腐關鍵技術，積極借鑒這些技術，通過國產化研究，開發(fā)自主防腐技術，并運用到相關裝備，全面提升了我國船舶的防腐技術水平。

    如針對異金屬連接件，單個部件之間均需要進行嚴格的絕緣材料隔離，同時在連接件外部采用膠質裝物質整體包覆，徹底隔絕環(huán)境腐蝕性介質的浸入，同時此類包覆可以重復進行，保護效果良好。這類可以現(xiàn)場使用、可拆卸、反復使用的產品，效果良好，極好地滿足了船舶保護的需求，實際應用也越來越廣。在海洋環(huán)境中飛行的飛機，殼體為鋁合金板材，但是大量使用鋼制鉚釘固定加強，在連接面要求采用聚硫密封膠做貼合面全部密封作為加強防護，嚴格防止外界水汽的滲透侵入，通過控制陰極還原劑來減緩金屬腐蝕。

    電子電氣裝備的腐蝕：隨著信息化、智能化的發(fā)展，電子電氣裝備的可靠性、安全性的依賴程度越來越高，美軍曾經做過系統(tǒng)的調研論證，裝備出現(xiàn)故障中有近50-60% 的幾率是與電子電氣類設備的腐蝕有關聯(lián)。作為裝備的使用者，只能夠在裝備使用中建立規(guī)范化的操作流程，及時的巡查狀態(tài)監(jiān)測、定期的維護保養(yǎng)，盡可能控制環(huán)境的濕度、鹽度、光照、溫度等因素對電子類裝備的影響，抑制和降低電子電氣的故障率。

    與此同時隨著研究的深入，對相關問題有了新的認識：如大型水面船舶的陰極保護系統(tǒng)，不僅僅是單一的防腐功能，還關系到船舶特征電場的特性，船舶水中電場的產生、探測和控制，這方面研究的意義大大超越了防腐技術本身，為開展船舶電場特種技術研究指明了方向。

    4、走向深藍的迫切需求：隨著我國海洋戰(zhàn)略的發(fā)展，一系列的出訪、遠洋航行、國際上的護航、維穩(wěn)行動，特別是島礁建設，對裝備的防腐提出了更高的要求：海洋環(huán)境的嚴酷，裝備的適應性、日常使用、維護保養(yǎng)、維修工作等等都面臨新的考驗。有了前面裝備防腐工作的經驗，組成了以國家級的專業(yè)研究院所為主，涵蓋了設計、施工、使用、維護、維修等等多方面的攻關團隊，大力借鑒國內外先進的海洋長效防腐技術，在先期設計階段就將腐蝕防護問題并入裝備全系統(tǒng)、全壽命設計范圍，千方百計保證裝備的可靠性、安全性和技戰(zhàn)術性能的發(fā)揮。與此同時依托專業(yè)的腐蝕研究單位，先后開展了海洋環(huán)境下材料的腐蝕特性、裝備的腐蝕特征、相關防腐技術的有效評估等工作，這些基礎性的研究工作，也為我國的島礁建設工程奠定了重要的技術基礎。

    記者：請您展望一下，未來海軍裝備防腐蝕領域里，未來創(chuàng)新發(fā)展的方向有哪些？

    宋教授：海軍裝備的發(fā)展伴隨著腐蝕與防護問題，必須持續(xù)關注，不斷跟進，按照個人淺顯的認識，下面這些方面還有大量的工作需要開展：

    裝備在南海環(huán)境下的腐蝕影響因素缺乏準確的把握：為此需要進一步深入了解海洋環(huán)境下裝備的腐蝕行態(tài)及特征研究，積累系統(tǒng)的數(shù)據信息。掌握決定裝備腐蝕主要因素及不同因素之間的復雜制約關系，國家、海軍等方面已經開展了相關工作。

    裝備腐蝕狀態(tài)的檢監(jiān)測方法研究：腐蝕是裝備運行狀態(tài)的指標之一，但是缺乏原位監(jiān)檢測的手段，這是腐蝕研究領域的難題，在實際裝備中使用更加有難度，需要逐步開展工作，積累經驗。

    建立專門的腐蝕管理機制：據報道，美軍建立了涵蓋海、陸、空多軍種的聯(lián)席腐蝕管理部門，統(tǒng)一管理、協(xié)調裝備的腐蝕工作。建立了 “腐蝕控制救援團隊”：集中開展防腐相關的工作，包括：提供工具：防腐需要的材料、工具、技術等的保障，部隊工具的維護維修。培訓：對部隊人員進行腐蝕控制及工具使用方面的培訓，正確選擇腐蝕控制工作中所需的材料和涂料。技術專家：腐蝕防護專家到一線為部隊提供技術指導和監(jiān)督，為腐蝕控制維修計劃的制定提供幫助。工藝引入：向部隊引入艦員適用的先進防腐工藝。

    由此可見美軍已經建立了完整的裝備腐蝕控制體系，從人、材、物多個方面開展系統(tǒng)、全面的防腐工作，這無疑為我們提供了今后裝備防腐工作的努力方向。目前相關單位也已經開展了初步的規(guī)劃設計，還需要各方面的努力推進，海軍裝備的防腐工作任重而道遠。

    后記：近幾年，隨著船舶完整防腐涂料體系的建立、攻關管路的“三漏”頑癥以及引進國外先進的船舶防腐技術，使得我國海軍裝備防腐蝕獲得了長足發(fā)展！但是解決海軍裝備防腐蝕問題是一項長期、艱巨的任務，有待各界人士共同做出努力！

    人物簡介

    宋玉蘇，博士生導師。中國腐蝕與防護協(xié)會電化學委員會委員。1989 年2 月起在海軍工程學院化學教研室任教至今。先后承擔了化學、材料學、腐蝕與防護、電化學原理等多門課程教學。編著出版教材2 部：《涂裝金屬腐蝕》和《船舶化學技術》。培養(yǎng)碩士、博士多名。長期從事電化學應用技術、腐蝕與防護技術研究。先后主持和承擔了各類研究項目20 多項。作為項目負責人獲得軍隊科技進步二等獎、三等獎，國家發(fā)明專利1 項。軍隊育才銀獎。

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責任編輯：王元

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