海洋裝備服役于海洋環(huán)境中，遭受苛刻環(huán)境條件的腐蝕和長(zhǎng)久考驗(yàn)，這對(duì)海洋裝備防腐蝕設(shè)計(jì)和防護(hù)技術(shù)研究等工作提出了很高的要求。海洋裝備腐蝕防護(hù)工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期性的、艱巨性的系統(tǒng)工程，需要做好頂層設(shè)計(jì)，并持續(xù)開展技術(shù)攻關(guān)，才能很好地解決相關(guān)腐蝕問題。

 

　　文| 劉 斌 海軍裝備研究院
 

 

　　做好頂層設(shè)計(jì)是海洋裝備腐蝕防護(hù)工作的首要任務(wù)

 

　　海洋裝備服役周期較長(zhǎng)，一般為30 年以上。這樣的超長(zhǎng)期服役時(shí)間對(duì)海洋裝備的總體、系統(tǒng)、設(shè)備等提出了很高的要求。從腐蝕防護(hù)層面考慮，就是對(duì)海洋裝備的結(jié)構(gòu)、材料、防護(hù)技術(shù)與措施等提出高的要求。因此，為了確保海洋裝備達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命要求，必須做好頂層設(shè)計(jì)工作。通過開展頂層設(shè)計(jì)，可以明確海洋裝備總體、系統(tǒng)、設(shè)備的防腐蝕要求，論證并提出防腐定性、定量指標(biāo)，使之與海洋裝備的維修計(jì)劃相匹配。同時(shí)，可有效協(xié)調(diào)各種材料與防腐蝕措施，使之具有更好的兼容性。

 

　　海洋裝備腐蝕防護(hù)頂層設(shè)計(jì)主要包括以下工作內(nèi)容：

 

　　（1） 壽命剖面分析；

 

　　（2） 防腐蝕技術(shù)指標(biāo)論證分析；

 

　　（3） 防腐蝕設(shè)計(jì)要求（含總體、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、設(shè)備等防腐蝕設(shè)計(jì)要求）；

 

　　（4） 裝備建造要求（含結(jié)構(gòu)、管路、設(shè)備等建造過程中防腐蝕要求）；

 

　　（5） 驗(yàn)證評(píng)價(jià)要求（含定性、定量要求的驗(yàn)證評(píng)價(jià)要求）；

 

　　（6） 裝備各階段工作要求（含各設(shè)計(jì)階段、建造階段、交付階段、使用階段、退役階段等防腐蝕工作要求）。

 

　　加強(qiáng)海洋裝備全壽期腐蝕防護(hù)的思想認(rèn)識(shí)

 

　　開展海洋裝備腐蝕防護(hù)工作，必須要加強(qiáng)全壽期腐蝕防護(hù)的思想認(rèn)識(shí)。也就是說(shuō)，不能只是重視海洋裝備研制建造階段的腐蝕防護(hù)工作，而隨著裝備投入使用的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，逐漸忽視裝備的腐蝕防護(hù)工作。因?yàn)檠b備的腐蝕是一個(gè)漸變的過程， 隨著使用時(shí)間增加，腐蝕問題才會(huì)逐漸暴露，以致引起失效問題和各類故障。加強(qiáng)對(duì)海洋裝備全壽期腐蝕防護(hù)的核心思想， 就是要建立裝備“從生到死”的腐蝕監(jiān)控和管理機(jī)制，確保裝備在全壽命周期的任何階段和任何時(shí)期，都能夠?qū)ρb備腐蝕進(jìn)行有效控制，確保裝備安全可靠性和正常使用。

 

　　建立海洋裝備全壽期腐蝕防護(hù)監(jiān)控和管理機(jī)制主要包括以下工作內(nèi)容：

 

　　（1） 服役與維修壽命剖面分析；

 

　　（2） 全壽期腐蝕防護(hù)監(jiān)控要求；

 

　　（3） 全壽期腐蝕防護(hù)控制與管理手冊(cè)編制；

 

　　（4） 全壽期腐蝕防護(hù)監(jiān)控與管理數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

 

　　重視海洋裝備腐蝕防護(hù)研究過程中的試驗(yàn)工作

 

　　在海洋裝備腐蝕防護(hù)研究和相關(guān)工作過程中，有一項(xiàng)工作往往容易被忽視，那就是腐蝕試驗(yàn)。由于海洋裝備服役的腐蝕環(huán)境苛刻，要求材料和防護(hù)技術(shù)的防腐蝕期效長(zhǎng)，這對(duì)相關(guān)考核評(píng)價(jià)方法提出了較高的要求。目前，針對(duì)海洋裝備的腐蝕試驗(yàn)主要包括實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、實(shí)海試驗(yàn)、實(shí)船試驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)由于具有諸多便利特點(diǎn)，往往成為裝備腐蝕性能考核的主要手段。而實(shí)海和實(shí)船試驗(yàn)由于受時(shí)間和條件限制，往往難以實(shí)施。但是，大量的研究結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)受模擬條件和考核時(shí)間限制，其結(jié)果與裝備實(shí)際使役環(huán)境條件下的性能往往存在較大差別，造成應(yīng)用到海洋裝備上的材料和防腐蝕技術(shù)不能滿足海洋裝備的實(shí)際需要。解決該問題的主要技術(shù)途徑是，要針對(duì)裝備研制和發(fā)展的需要，選擇典型材料和防護(hù)措施， 適時(shí)啟動(dòng)相當(dāng)規(guī)模的、具有一定年限的實(shí)海環(huán)境條件試驗(yàn)。通過這種腐蝕試驗(yàn)的長(zhǎng)期開展，可以積累大量有價(jià)值的腐蝕數(shù)據(jù)，并對(duì)各種材料和防腐蝕技術(shù)在海洋環(huán)境中的性能進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)和考核。對(duì)于那些有特殊要求和難以模擬的腐蝕試驗(yàn)，則應(yīng)盡可能結(jié)合實(shí)船開展相關(guān)試驗(yàn)，積累數(shù)據(jù)并進(jìn)行性能考核。鑒于腐蝕試驗(yàn)是海洋裝備腐蝕防護(hù)工作的技術(shù)基礎(chǔ)，必須加以重視，以確保海洋裝備腐蝕防護(hù)工作的有效性和科學(xué)發(fā)展。

 

　　海洋裝備腐蝕防護(hù)試驗(yàn)主要包括以下工作內(nèi)容：

 

　　（1） 腐蝕防護(hù)試驗(yàn)發(fā)展規(guī)劃研究；

 

　　（2） 腐蝕防護(hù)試驗(yàn)技術(shù)要求編制；

 

　　（3） 腐蝕防護(hù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)；

 

　　（4） 腐蝕防護(hù)試驗(yàn)相關(guān)性基礎(chǔ)研究；

 

　　（5） 實(shí)海腐蝕防護(hù)試驗(yàn)工作要求編制；

 

　　（6）實(shí)船腐蝕防護(hù)試驗(yàn)工作要求編制。

 

　　推進(jìn)海洋裝備腐蝕監(jiān)檢測(cè)與腐蝕評(píng)估工作

 

　　腐蝕監(jiān)檢測(cè)是全面掌握海洋裝備腐蝕狀態(tài)的有效技術(shù)手段，也是開展腐蝕評(píng)估工作的基礎(chǔ)。海洋裝備腐蝕監(jiān)檢測(cè)技術(shù)在國(guó)外海洋裝備上的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛和成熟，然而在國(guó)內(nèi)相關(guān)工作啟動(dòng)得還比較緩慢。目前，盡管在石油、化工、管道等行業(yè)，腐蝕監(jiān)檢測(cè)技術(shù)也已獲得了較為廣泛的應(yīng)用，但這些類型的監(jiān)檢測(cè)技術(shù)很難在海洋裝備上直接推廣應(yīng)用，主要原因在于海洋裝備具有空間狹小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)設(shè)備三防要求高等諸多特殊性和困難。隨著海洋裝備使用環(huán)境要求和使用強(qiáng)度的提高， 對(duì)腐蝕監(jiān)檢測(cè)技術(shù)的需求則日益迫切。

 

　　在海洋裝備設(shè)計(jì)、建造、使用和修理的全壽命周期中，設(shè)計(jì)、施工、使用、維護(hù)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，都可能引發(fā)海洋裝備結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生腐蝕， 導(dǎo)致出現(xiàn)各類腐蝕故障，進(jìn)而影響海洋裝備安全可靠性和正常使用。在腐蝕防護(hù)領(lǐng)域，人們常說(shuō)：“腐蝕從圖紙上就開始了”, 一語(yǔ)道破腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)工作的重要性，同時(shí)也闡明了腐蝕控制工作應(yīng)該從源頭上抓起的必要性。在實(shí)際工程應(yīng)用中，海洋裝備因設(shè)計(jì)不當(dāng)引發(fā)腐蝕的案例主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）因材料或防腐蝕措施選型設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成材料在使役環(huán)境中耐蝕性不夠或防腐蝕措施保護(hù)性能不佳，導(dǎo)致出現(xiàn)腐蝕問題；（2）因系統(tǒng)工況條件設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致實(shí)際使用工況超出材料的耐受能力；（3）因空間設(shè)計(jì)不合理，難于進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，導(dǎo)致腐蝕環(huán)境長(zhǎng)期存在引發(fā)腐蝕；（4）因防腐蝕期效設(shè)計(jì)不合理， 導(dǎo)致材料或防腐蝕措施在預(yù)期防護(hù)期效之前發(fā)生失效，提前失去防腐蝕保護(hù)作用。因此，針對(duì)海洋裝備服役全壽命周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開展針對(duì)防腐蝕設(shè)計(jì)方案的評(píng)估工作，是確保防腐蝕設(shè)計(jì)效果和加強(qiáng)腐蝕控制行之有效的方法。本文側(cè)重海洋裝備設(shè)計(jì)階段，針對(duì)防腐蝕設(shè)計(jì)與控制方案， 研究并建立了以先進(jìn)性、合理性、可行性、適用性、有效性和經(jīng)濟(jì)性為核心要素的評(píng)估指標(biāo)體系，利用層次分析、模糊評(píng)判和建模仿真等方法對(duì)海洋裝備各階段的防腐蝕設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真評(píng)估和綜合評(píng)估。研究結(jié)果表明，依據(jù)所建立的海洋裝備腐蝕評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)估方法，可對(duì)海洋裝備設(shè)計(jì)階段的腐蝕控制方案實(shí)施評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)方案中的薄弱環(huán)節(jié)，提出改進(jìn)和優(yōu)化建議，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋裝備防腐蝕工作的閉環(huán)控制。

 

　　海洋裝備腐蝕監(jiān)檢測(cè)與腐蝕評(píng)估主要包括以下工作內(nèi)容：

 

　　（1） 腐蝕監(jiān)檢測(cè)裝置研制（含各型傳感器研制、配套軟件研制）；

 

　　（2） 海洋裝備腐蝕監(jiān)檢測(cè)信息管理系統(tǒng)平臺(tái)研制；

 

　　（3） 海洋裝備腐蝕評(píng)估方法與指標(biāo)體系研究；

 

　　（4） 海洋裝備腐蝕評(píng)估模型建立與數(shù)值仿真評(píng)估方法研究；

 

　　（5） 海洋裝備腐蝕評(píng)估工作要求編制；

 

　　（6）海洋裝備腐蝕數(shù)據(jù)共享機(jī)制建立。

 

　　結(jié)論

 

　　本文針對(duì)海洋裝備腐蝕防護(hù)工作的需求，結(jié)合多年從事相關(guān)工作的基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)， 分別從做好頂層設(shè)計(jì)、加強(qiáng)全壽期認(rèn)識(shí)、重視腐蝕試驗(yàn)、推進(jìn)腐蝕監(jiān)檢測(cè)與評(píng)估四個(gè)方面就有關(guān)問題進(jìn)行了思考。相信通過以上工作的開展，將有利于提高海洋裝備腐蝕防護(hù)的整體技術(shù)水平和腐蝕綜合控制能力。