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(chǔ)，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(shù)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(shù)的發(fā)展經(jīng)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(shù)取得了哪些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展？為此，記者采訪了海軍工程大學理學院博士生導(dǎo)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(shè)的新階段，腐蝕與防護技術(shù)取得的長足發(fā)展，以典型裝備防腐蝕技術(shù)的案例，為我們展示了海軍裝備腐蝕與防護技術(shù)已經(jīng)成為裝備建設(shè)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)陸地區(qū)要小，一年的最高氣溫，海島地區(qū)與內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)表面有一層白色針狀形的無機鹽結(jié)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(jié)，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(nèi)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(nèi)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(jù)。

    上述數(shù)據(jù)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(nèi)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(shè)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(shù)攻關(guān)突破？

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

    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(shù)進行了國家級的攻關(guān)，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(chǎn)化。近20 年隨著技術(shù)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(yīng)商，目前船舶及裝備的常規(guī)涂料涂裝技術(shù)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(guān)系船舶安全性的高阻燃內(nèi)艙涂料、耐高溫涂料等等，還存在不小的差距，這些技術(shù)只能靠我們自己持續(xù)努力力，不斷提高產(chǎn)品性能。

    2、攻關(guān)管路的“三漏”頑癥：船舶上有多種介質(zhì)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(yīng)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(shè)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(diào)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(fù)雜的資料，召開專門的腐蝕研討會，進行專業(yè)的總結(jié)、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(yīng)用了多項防腐技術(shù)：如耐蝕材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用：開發(fā)了不同級別的耐蝕船體鋼以滿足需要，對復(fù)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(shù)得到普遍的應(yīng)用，裝備腐蝕及防腐技術(shù)得到了普及。

    3、引進船舶防腐技術(shù)的認識及借鑒：隨著先進國家相關(guān)船舶的引進，為我國打開了了解國際船舶防腐技術(shù)的窗口：船舶全系統(tǒng)、整體化的防腐理念，嚴謹、規(guī)范、復(fù)雜的防腐技術(shù)措施，極大地震撼了相關(guān)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(shè)計，促進了防腐工作由修理部門主導(dǎo)轉(zhuǎn)向頂層設(shè)計部門入手，貫穿于裝備設(shè)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(shù)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(zhì)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(shè)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(shù)，特別是對關(guān)鍵部位腐蝕狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù)，以及多種技術(shù)的復(fù)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(guān)鍵技術(shù)，積極借鑒這些技術(shù)，通過國產(chǎn)化研究，開發(fā)自主防腐技術(shù)，并運用到相關(guān)裝備，全面提升了我國船舶的防腐技術(shù)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(zhì)裝物質(zhì)整體包覆，徹底隔絕環(huán)境腐蝕性介質(zhì)的浸入，同時此類包覆可以重復(fù)進行，保護效果良好。這類可以現(xiàn)場使用、可拆卸、反復(fù)使用的產(chǎn)品，效果良好，極好地滿足了船舶保護的需求，實際應(yīng)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(jīng)做過系統(tǒng)的調(diào)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(shè)備的腐蝕有關(guān)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(guān)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(guān)系到船舶特征電場的特性，船舶水中電場的產(chǎn)生、探測和控制，這方面研究的意義大大超越了防腐技術(shù)本身，為開展船舶電場特種技術(shù)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(shè)，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(yīng)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(jīng)驗，組成了以國家級的專業(yè)研究院所為主，涵蓋了設(shè)計、施工、使用、維護、維修等等多方面的攻關(guān)團隊，大力借鑒國內(nèi)外先進的海洋長效防腐技術(shù)，在先期設(shè)計階段就將腐蝕防護問題并入裝備全系統(tǒng)、全壽命設(shè)計范圍，千方百計保證裝備的可靠性、安全性和技戰(zhàn)術(shù)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(guān)防腐技術(shù)的有效評估等工作，這些基礎(chǔ)性的研究工作，也為我國的島礁建設(shè)工程奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

    記者：請您展望一下，未來海軍裝備防腐蝕領(lǐng)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(guān)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(jù)信息。掌握決定裝備腐蝕主要因素及不同因素之間的復(fù)雜制約關(guān)系，國家、海軍等方面已經(jīng)開展了相關(guān)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(lǐng)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(jīng)驗。

    建立專門的腐蝕管理機制：據(jù)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(diào)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(guān)的工作，包括：提供工具：防腐需要的材料、工具、技術(shù)等的保障，部隊工具的維護維修。培訓(xùn)：對部隊人員進行腐蝕控制及工具使用方面的培訓(xùn)，正確選擇腐蝕控制工作中所需的材料和涂料。技術(shù)專家：腐蝕防護專家到一線為部隊提供技術(shù)指導(dǎo)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(jīng)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(guān)單位也已經(jīng)開展了初步的規(guī)劃設(shè)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(guān)管路的“三漏”頑癥以及引進國外先進的船舶防腐技術(shù)，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(wù)，有待各界人士共同做出努力！

    人物簡介

    宋玉蘇，博士生導(dǎo)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(shù)》。培養(yǎng)碩士、博士多名。長期從事電化學應(yīng)用技術(shù)、腐蝕與防護技術(shù)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。