船舶在海洋中受腐蝕的危害最為嚴(yán)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(yùn)行有的就出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題,不但要花費(fèi)巨額的費(fèi)用用于維修保養(yǎng),也影響到船舶的正常運(yùn)營(yíng)。
海軍艦船腐蝕的防護(hù)費(fèi)用占海軍總維修費(fèi)用的50%左右,海軍的飛機(jī)由于腐蝕問(wèn)題使大修費(fèi)用提高10%,舟橋部隊(duì)每年的維修費(fèi)用中約75%用于腐蝕防護(hù)。據(jù)有關(guān)調(diào)查,武器裝備在海洋儲(chǔ)存環(huán)境中,失效率達(dá)到了17.3%.我軍戰(zhàn)史中,有不少由于腐蝕引起的重大事故而貽誤戰(zhàn)機(jī)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?yàn)樵诼穹陂g由于腐蝕和生物附著而無(wú)法開動(dòng)參與戰(zhàn)斗;某艇因銹蝕無(wú)法關(guān)閉密封通道,無(wú)法航行而退出戰(zhàn)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(wèn)題,致使與之配套的鋼質(zhì)法蘭和其它材料配管因受到海水電偶腐蝕的作用,發(fā)生腐蝕泄漏;新造的快艇因腐蝕問(wèn)題需要另外花費(fèi)經(jīng)費(fèi)進(jìn)行腐蝕治理。
行駛中的船舶
艦艇中,腐蝕問(wèn)題最嚴(yán)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(tái)、近海工程的鋼結(jié)構(gòu)也同樣遭受海洋嚴(yán)酷的腐蝕,而它們的百年服役壽命也對(duì)腐蝕防護(hù)技術(shù)提出了極高的要求。
船舶的腐蝕與防護(hù)
海洋環(huán)境中,船舶和其他金屬構(gòu)筑物的腐蝕最主要的是電化學(xué)腐蝕,具有較負(fù)的電極電位的部位或部件,成為腐蝕電池的陽(yáng)極,腐蝕將從這里發(fā)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(gòu)筑物防護(hù)的最重要的手段是涂層保護(hù)加電化學(xué)陰極保護(hù)為主的綜合防護(hù)手段。我國(guó)現(xiàn)在年消耗涂料約600萬(wàn)噸,為世界之最。規(guī)模以上的油漆廠1200萬(wàn)個(gè)以上,產(chǎn)值3000多億。
涂層保護(hù)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(xiàn)船舶涂料以環(huán)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(duì)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(jié)合力強(qiáng)、耐油、防滑、耐火焰噴射、耐高溫、可復(fù)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(hù)有外加電流和犧牲陽(yáng)極保護(hù)。我國(guó)現(xiàn)在是出口犧牲陽(yáng)極產(chǎn)品大國(guó),每年約出口數(shù)萬(wàn)噸的陽(yáng)極。
近年腐蝕與防護(hù)研究的主要工作
為解決防污涂層剝落、使用壽命短的問(wèn)題,從涂層材料表面和界面間的結(jié)合機(jī)理進(jìn)行了基礎(chǔ)研究,取得了較大進(jìn)展。經(jīng)過(guò)對(duì)涂層材料界面間的結(jié)合及損傷作用機(jī)制的研究,利用新技術(shù)在涂層材料與基體界面間實(shí)現(xiàn)了化學(xué)鍵合;經(jīng)過(guò)對(duì)防污劑和基體樹脂分子降解的控釋技術(shù)研究,建立了長(zhǎng)效防腐防污涂層材料的設(shè)計(jì)理論和方法,為后續(xù)研制長(zhǎng)壽命防腐涂層以及從根本上解決防污材料的長(zhǎng)效和環(huán)保問(wèn)題提供了技術(shù)儲(chǔ)備。
船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜,應(yīng)用材料種類眾多,環(huán)境惡劣,腐蝕嚴(yán)重。不同部位、不同腐蝕形式采用了不同的保護(hù)方法,但是,常常處于頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳的局面,不僅保護(hù)費(fèi)用高,而且不能保證船舶在維修期內(nèi)始終處于良好狀態(tài)。經(jīng)過(guò)對(duì)各類保護(hù)技術(shù)的綜合應(yīng)用,不僅使一批先進(jìn)的腐蝕防護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工程化,而且通過(guò)不同防腐技術(shù)間的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)了船舶船體、內(nèi)艙、海水管路系統(tǒng)以及上層建筑等不同結(jié)構(gòu)部位防腐技術(shù)的集成優(yōu)化:綜合采用了長(zhǎng)效防腐涂料、高性能犧牲陽(yáng)極、新一代外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)、海底門防腐防污技術(shù)、腐蝕保護(hù)狀況檢測(cè)技術(shù)、海洋環(huán)境沖洗緩蝕劑技術(shù),為船舶防腐技術(shù)的升級(jí)換代提供了技術(shù)保障。
隨著聲隱身的技術(shù)發(fā)展和消聲水平的提高,電磁隱身越來(lái)越受到重視,其中腐蝕相關(guān)電磁信號(hào)較為突出,增加了被探測(cè)和受攻擊的危險(xiǎn)。為此,開展了新一代外加電流陰極保護(hù)技術(shù)研究,突破了腐蝕電磁信號(hào)控制的恒電位儀與有源接地的集成等控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了降低船舶腐蝕控制系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)電磁訊號(hào)的目的,提高了艦船的電磁隱身性能。
許多國(guó)家都為國(guó)防建設(shè)需要在研制、生產(chǎn)大型水面艦艇、大潛深潛艇以及無(wú)人平臺(tái)等高新海軍武器裝備,這些裝備對(duì)海洋環(huán)境腐蝕和防護(hù)提出了更高的要求。同時(shí),隨著新技術(shù)、新概念的不斷出現(xiàn),海軍的武器裝備將發(fā)生革命性的飛躍變化。新概念武器裝備在材料、工藝和環(huán)境方面都會(huì)出現(xiàn)新的挑戰(zhàn),腐蝕與防護(hù)技術(shù)同樣面臨新的問(wèn)題,因此,應(yīng)提前做好新概念裝備的防護(hù)技術(shù)研究。
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