特種產(chǎn)品是軍事科學(xué)技術(shù)的物化，是世界各個民族爭奪未來的物質(zhì)手段。當(dāng)前特種產(chǎn)品發(fā)展已經(jīng)同科學(xué)技術(shù)不可分割地捆綁在一起，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動特種產(chǎn)品跨越式發(fā)展。隨著世界軍事科技的快速發(fā)展，特種產(chǎn)品在嚴酷使用環(huán)境中的腐蝕問題也日益凸顯，腐蝕不僅僅會造成特種產(chǎn)品的停運甚至報廢，給國民經(jīng)濟造成巨大損失，還會對人們的安全、健康和生活質(zhì)量造成重大影響。因此對產(chǎn)生腐蝕的原因進行了歸類分析并提出了預(yù)防與補救措施；并根據(jù)特種產(chǎn)品的制造、使用與儲存特點提出了其腐蝕控制設(shè)計、選材及措施的選擇原則，對提高特種產(chǎn)品的戰(zhàn)斗性能延長其使用壽命具有重要意義。為此，記者特邀請到西南技術(shù)工程研究所鄒洪慶研究員做相關(guān)方面的精彩解讀。

鄒洪慶 西南技術(shù)工程研究所研究員

    記者：請您談?wù)劯g與防護學(xué)科在特種產(chǎn)品防護中的重要性？

    鄒研究員：這個問題首先得從特種產(chǎn)品的腐蝕情況說起。2000 年以前，部分特種產(chǎn)品的腐蝕危害情況還是相對比較嚴重的，出現(xiàn)過因腐蝕造成的停機故障，近年來，相關(guān)部門對特種產(chǎn)品的腐蝕危害極為重視，采取了許多有效管理措施和方法，取得了很好的效果，特種產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)能力大幅提升，許多特種產(chǎn)品服役狀態(tài)良好。2010 年前我們對服役于內(nèi)陸亞熱帶濕熱、東南沿海高溫高濕高鹽霧、高原低氣壓、東北寒冷、西北戈壁沙漠等典型環(huán)境地域的一些特種產(chǎn)品進行過實地調(diào)查，均存在不同形式的腐蝕危害，這也是預(yù)料中之事，因為沒有不腐蝕的材料或產(chǎn)品。歸結(jié)起來，特種產(chǎn)品的主要腐蝕情況有：

    （1）特種產(chǎn)品的防護薄弱部位腐蝕嚴重。特種產(chǎn)品腐蝕防護的制造質(zhì)量與國外產(chǎn)品相比有差距，如焊接、連接、搭接等部位制造工藝較粗糙，其表面涂層鼓泡、起層、開裂嚴重，造成基材腐蝕，防護能力不足，有的未及時進行修復(fù)處理，腐蝕蔓延嚴重，有的則產(chǎn)生了電化學(xué)腐蝕危害。

    （2）鋁合金材料腐蝕嚴重。存在均勻腐蝕、電偶腐蝕掉塊、晶間腐蝕粉化起層及剝落等腐蝕現(xiàn)象。一是，材料選用不當(dāng)，如在海洋環(huán)境條件下使用的特種產(chǎn)品構(gòu)件選用了晶間腐蝕嚴重的高強鋁合金和鑄造鋁合金等材料；二是防護措施不當(dāng)，多數(shù)構(gòu)件僅選用了防護能力較差的化學(xué)氧化、陽極氧化等處理，甚至部分構(gòu)件未做涂裝前處理，防護能力弱滿足不了使用要求；三是鑄鋁合金材料在海洋環(huán)境條件下腐蝕嚴重。特別是作為基座材料使用時，因多屬大型構(gòu)件，問題較多，腐蝕嚴重。一方面是因構(gòu)件太大無適合的表面處理措施，另一方面是未解決好連接部位的密封問題或密封材料易老化，接觸面易進水或腐蝕介質(zhì)，進而產(chǎn)生電化學(xué)等腐蝕危害，出現(xiàn)粉化；第三方面是緊固部位因應(yīng)力集中受長期搖擺振動影響導(dǎo)致開裂或腐蝕開裂；第四方面是材料組織缺陷、成分偏折和過燒等造成腐蝕鼓包并產(chǎn)生應(yīng)力，出現(xiàn)嚴重腐蝕危害。

    （3）防護涂層問題較多。一是金屬構(gòu)件涂裝前未做可靠、有效的轉(zhuǎn)化膜底層，涂層結(jié)合力差，容易受底層金屬的點蝕、均勻腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等而造成涂層起層、起皮、鼓包脫落等腐蝕現(xiàn)象；二是涂層匹配性不好層間結(jié)合力差，造成起層脫落；三是涂層材料抗光老化能力差，日照或紫外光輻射導(dǎo)致表面開裂而產(chǎn)生腐蝕缺陷，導(dǎo)致基底材料腐蝕產(chǎn)生危害；四是維修二次危害，如采用了不耐蝕的涂料、不匹配的涂料及維修方法失當(dāng)?shù)纫鸬奈：Α?/span>

    （4）鑄鐵件腐蝕嚴重。鑄鐵件孔隙率高，材料組織有缺陷，成分的均勻性差，易留存腐蝕介質(zhì)、水分且不易清除，產(chǎn)生微電池腐蝕，導(dǎo)致點蝕或孔蝕，進而發(fā)展成為基體局部腐蝕、涂層起泡脫落等。

    （5）緊固螺釘銹蝕嚴重。多為選材或工藝不當(dāng)，如未采用耐蝕材料、未采用濕裝配涂裝技術(shù)或密封鎖固技術(shù)，防護能力較弱，部分則是因緊固時損傷防護層未修復(fù)造成。

    （6）高分子材料老化開裂或長霉嚴重。如電纜、軸套等；外購器材防護能力普遍較差，銹蝕嚴重，如空調(diào)外殼、機車底盤等，技術(shù)和管理方面均存在薄弱環(huán)節(jié)。

    （7）特種產(chǎn)品的維護保養(yǎng)工作存在不規(guī)范的現(xiàn)象。缺乏維護保養(yǎng)指導(dǎo)書，隨意補漆、涂前二次污染等現(xiàn)象時有存在，有的不但沒有起到保護作用，反而加速了裝備的腐蝕。

    個人認為，腐蝕與防護學(xué)科知識在搞好特種產(chǎn)品的選材、針對性的環(huán)境防護設(shè)計、環(huán)境適應(yīng)能力評估與驗證、提高特種產(chǎn)品防護的制造質(zhì)量、進行專業(yè)的后期維護保養(yǎng)等方面具有重要作用。

    記者：近年來，特種產(chǎn)品防腐方面取得了哪些進展？面臨著哪些挑戰(zhàn)？

    鄒研究員：近年來，相關(guān)部門在特種產(chǎn)品防腐方面做了大量工作，取得了較好的成效。一是相關(guān)部門高度重視特種產(chǎn)品的腐蝕防護問題，重視特種產(chǎn)品研制階段的防護方案設(shè)計與驗證。在設(shè)計過程中，有的根據(jù)服役維修時間要求計算了服役地區(qū)的特征環(huán)境因素累積損傷量，然后有針對性地對設(shè)計的防護體系或技術(shù)開展加速試驗評價，查找薄弱環(huán)節(jié)并加以解決，取得了較好效果，特種產(chǎn)品在惡劣環(huán)境中服役展現(xiàn)了良好的腐蝕防護能力；二是在更加重視特種產(chǎn)品選材和重防腐技術(shù)的采用，提升特種產(chǎn)品防護能力；三是特種產(chǎn)品防護的制造質(zhì)量得到充分的重視，克服特種產(chǎn)品制造傻大粗的現(xiàn)象，特種產(chǎn)品表面防護制造質(zhì)量得到較大提升，確保了設(shè)計目的的體現(xiàn)；四是針對重要特種產(chǎn)品的關(guān)重構(gòu)件或裝置控制微環(huán)境或小環(huán)境的溫濕度等環(huán)境參數(shù)，降低其腐蝕危害性，取得了不錯的效果，對特種產(chǎn)品的效能發(fā)揮是十分有用的舉措。

    我認為特種產(chǎn)品的發(fā)展主要面臨兩個方面的挑戰(zhàn)：

    （1）宏觀層面的挑戰(zhàn)。一是缺乏高品質(zhì)、耐蝕性好的特種產(chǎn)品制造材料；部分材料成份均勻性差或偏折嚴重、織結(jié)不均勻、狀態(tài)不相符等現(xiàn)象還時有存在，帶來嚴重的腐蝕隱患；二是“特種產(chǎn)品防護需要進行設(shè)計的概念”在研制過程中未能得到良好的體現(xiàn)，防護能力的提升仍任重道遠；三是海洋環(huán)境條件下特種產(chǎn)品的耐蝕材料和耐蝕技術(shù)仍較缺乏，減重材料中除鈦合金外，其余輕質(zhì)合金的防護仍是一個重大難題；四是受制造水平的限制，防護薄弱環(huán)節(jié)的腐蝕損傷危害無有效解決辦法，如焊接、螺接、異金屬連接、密封等部位引起的問題；五是雖然特種產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性已成為其重要特性之一，對特種產(chǎn)品研制也提了環(huán)境特性要求，但特種產(chǎn)品環(huán)境效應(yīng)的評價在研制中的重視還需要一個過程，并且目前的評價技術(shù)還不能準(zhǔn)確回答實驗室評價與特種產(chǎn)品戶外適應(yīng)能力的相關(guān)性難題。

    （2）技術(shù)層面的挑戰(zhàn)。主要是特種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料及制造技術(shù)的發(fā)展對其腐蝕防護產(chǎn)生了深刻的影響，特種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的發(fā)展導(dǎo)致的環(huán)境腐蝕防護設(shè)計與制造越來越難。新技術(shù)、新材料和新工藝不斷被采用，其設(shè)計、制造、維護是一個系統(tǒng)工程，特種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料品種多、成份復(fù)雜增加了防護設(shè)計的難度，特種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生了全新的變化，同時新材料、新工藝和新結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性評價需要一個過程，可能帶來一系列的腐蝕隱患；高溫高濕高鹽霧的海洋環(huán)境使用的特種產(chǎn)品需要進行防水、防潮、防結(jié)露、防鹽霧、防霉、防老化等防腐，難度很大。

    記者：您的主研領(lǐng)域很廣，包括環(huán)境效應(yīng)控制及評價、表面工程等等，請您談?wù)勌胤N產(chǎn)品防腐關(guān)鍵是什么？應(yīng)該怎么做？

    鄒研究員：這方面只能結(jié)合自己的工作來談?wù)効捶ǎ灰欢?zhǔn)確。個人認為特種產(chǎn)品防腐的關(guān)鍵仍是針對特種產(chǎn)品特定的服役環(huán)境進行有目的的綜合防護設(shè)計，并且按專業(yè)的方法評價設(shè)計的有效性與制造質(zhì)量，才能把特種產(chǎn)品防腐的事情做好。可能有人會認為這理想化了些，實際工作中不容易做到，但任何事情有了起步才會有進步。實踐證明，光有先進的防腐蝕技術(shù)并不能解決特種產(chǎn)品的防護問題，每年特種產(chǎn)品及國民經(jīng)濟因腐蝕問題損失巨大，權(quán)威報告的數(shù)據(jù)顯示，我國每年為腐蝕支付的直接費用高達5000 億，約占國民經(jīng)濟總值的5%，這是一個驚人的數(shù)字。因此，現(xiàn)在特種產(chǎn)品的腐蝕問題受到了高度重視，防腐技術(shù)研究取得了諸多的研究成果，但單一技術(shù)再好也不能有效解決特種產(chǎn)品全地域、全空域的腐蝕防護問題，只有通過有效的綜合整體防護設(shè)計實現(xiàn)設(shè)計目的才能有效提升特種產(chǎn)品的防護能力，這就需要頂層的專業(yè)化管理、專業(yè)的防腐設(shè)計、有效的評價方法和標(biāo)桿樣品支撐。

    歸結(jié)起來，我認為特種產(chǎn)品腐蝕危害的決定性因素是環(huán)境因素，如高溫高濕高鹽環(huán)境下特種產(chǎn)品腐蝕危害嚴重，設(shè)計缺陷是造成特種產(chǎn)品腐蝕的重要因素，工藝水平、施工質(zhì)量嚴重影響特種產(chǎn)品的防護能力，后期維修、維護能力不足是特種產(chǎn)品加速腐蝕的重要原因。因此，具體應(yīng)重視并做好以下幾項工作：

    （1）重視先進防腐技術(shù)的應(yīng)用，加強特種產(chǎn)品研制過程中的防腐蝕設(shè)計與有效性驗證。防腐蝕設(shè)計是特種產(chǎn)品耐腐蝕性能提高的重要保證，特種產(chǎn)品研制時材料及技術(shù)的采用應(yīng)充分考慮其可能遇到的腐蝕問題，開展充分必要的環(huán)境試驗驗證，把大部分腐蝕問題消除在設(shè)計中，改變“事后把關(guān)”的現(xiàn)象。

    （2）重視選材，特別是惡劣服役環(huán)境特種產(chǎn)品的選材。一是盡可能選用耐蝕性好或高品質(zhì)的先進材料；二是不選用晶間腐蝕嚴重的高強度鋁合金和剝蝕嚴重的鋁合金材料，慎選鑄鋁合金材料；三是優(yōu)先選用耐蝕不銹鋼材料；四是非金屬及高分子復(fù)合材料的選用應(yīng)盡可能遵循使用壽命與抗光老化能力相匹配的原則。

    （3）重視結(jié)構(gòu)設(shè)計。一是對腐蝕的薄弱點或薄弱環(huán)節(jié)進行規(guī)范性設(shè)計，積塵、縫隙等腐蝕危害隱患的存在或可能的結(jié)果；二是避免可能的電偶結(jié)構(gòu)設(shè)計，且連接、螺接、搭接等盡可能采用濕裝配、密封鎖固和物理隔離等技術(shù)；三是重視電子線路組件的密封或散熱設(shè)計，防止凝露危害等。

    （4）加強制造過程管理與質(zhì)量監(jiān)制。強力把控特種產(chǎn)品表面防護制造的交驗關(guān)，禁止品質(zhì)低劣的特種產(chǎn)品進入使用環(huán)節(jié)。

    （5）強化使用部門的使用維護與保養(yǎng)。提高特種產(chǎn)品的使用和維護人員的專業(yè)技能，避免腐蝕問題日積月累，減輕特種產(chǎn)品在服役環(huán)境的腐蝕。

    記者：請簡要地介紹一下您的科研單位、您的科研團隊，請談?wù)勀目蒲袌F隊在特種產(chǎn)品防腐領(lǐng)域里取得了哪些成果或進展，這些成果或進展的應(yīng)用狀況如何？

    鄒研究員：我的工作單位是西南技術(shù)工程研究所，是特種產(chǎn)品環(huán)境試驗與評價技術(shù)、腐蝕防護材料及技術(shù)、先進制造技術(shù)等方面的專業(yè)研究所，長期致力于先進工藝與材料的相關(guān)研究，是特種產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性與可靠性等試驗評價的國家隊之一。我所在的科研團隊長期從事材料腐蝕與控制及表面工程技術(shù)研究，先后承擔(dān)國家及省部級科研項目16項，持續(xù)開展了金屬表面功能性協(xié)合改性技術(shù)研究，取得的發(fā)明專利成果“系列氟聚合物協(xié)合改性技術(shù)”填補了國內(nèi)空白，改性涂層構(gòu)件效果見圖1；團隊在特種產(chǎn)品環(huán)境效應(yīng)控制與評價技術(shù)研究方面也開展了大量工作，承擔(dān)了多項基礎(chǔ)科研、技術(shù)基礎(chǔ)等國防科研項目，開展了典型鋁合金材料在海洋和亞熱濕熱環(huán)境下的腐蝕及失效機理研究，并對特種產(chǎn)品典型鋁合金防護體系的防護性能進行了全面的評價；團隊解決了某出口飛機腐蝕失效的難題，較系統(tǒng)地實現(xiàn)了我國多型特種產(chǎn)品腐蝕控制材料及工藝的環(huán)境試驗評估與驗證。團隊申請國家發(fā)明專利5 項，獲授權(quán)4 項；研究成果獲工信部國防科技進步二等獎1 項、兵裝集團技術(shù)發(fā)明二等獎和科技進步二等獎各1 項，“氟聚合物協(xié)合改性技術(shù)”獲重慶市高新技術(shù)產(chǎn)品稱號。研究成果和專利推廣應(yīng)用成效顯著，采用氟聚合物協(xié)合改性等技術(shù)解決了多型特種產(chǎn)品關(guān)重對偶構(gòu)件、航空器電子模塊、光電儀器的走位機構(gòu)等的關(guān)鍵性防護難題，產(chǎn)生了較顯著的效益，已累計創(chuàng)利2000萬元以上。

    圖1 氟聚合物協(xié)合改性涂層構(gòu)件效果

    記者：請您展望一下特種產(chǎn)品防腐材料或技術(shù)未來的發(fā)展方向？

    鄒研究員：我主要從事表面工程技術(shù)或防腐技術(shù)的應(yīng)用研究，從應(yīng)用和科研工作角度講，可以重點關(guān)注以下技術(shù)研究：

    （1）典型材料及腐蝕防護工藝的環(huán)境腐蝕損傷模式與機理研究；（2）先進防腐材料與工藝在特種產(chǎn)品上的集成應(yīng)用設(shè)計；（3）先進防護工藝或材料環(huán)境效應(yīng)的評價技術(shù)和標(biāo)桿樣品研究；（4）材料加速腐蝕試驗效應(yīng)與自然環(huán)境試驗效應(yīng)的相關(guān)性研究；（5）海洋或島礁環(huán)境條件下特種產(chǎn)品的防腐材料及工藝技術(shù)研究等。

    后記：廣大仁人志士和科技工作者們，行動起來，為保障國防軍事安全，始終堅持創(chuàng)新引領(lǐng)，圍繞國家戰(zhàn)略發(fā)揮自身優(yōu)勢，凝聚各方力量形成合力，發(fā)展先進科學(xué)技術(shù)，做好特種產(chǎn)品防腐、防護工作，推進軍事科技事業(yè)快速發(fā)展！

    人物簡介

    鄒洪慶，西南技術(shù)工程研究所研究員級高級工程師，碩士生導(dǎo)師，中國科學(xué)技術(shù)咨詢服務(wù)中心腐蝕與防護專家組專家、北大《中文核心期刊要目總覽》遴選專家、中文核心期刊《表面技術(shù)》審稿專家、重慶市經(jīng)信委綜合評標(biāo)專家，長期從事材料腐蝕與控制及表面工程技術(shù)研究，是“國防科技創(chuàng)新團隊”主要成員。先后主持或參與國家及省部級科研項目16 項，主持研究的氟聚合物協(xié)合改性技術(shù)填補了國內(nèi)空白，采用該技術(shù)解決了多型裝備的重大防護技術(shù)難題并實現(xiàn)工程應(yīng)用，產(chǎn)品批量裝備用戶單位；解決了某外貿(mào)飛機腐蝕失效的難題；主持了某特種產(chǎn)品表面精飾推薦方案的設(shè)計與驗證工作；系統(tǒng)實現(xiàn)了我國某飛行器材料工藝的環(huán)境試驗驗證，對裝備研制提供了技術(shù)支持；共同組織完成了某雷達電子裝備及某陸戰(zhàn)隊裝備腐蝕狀況調(diào)查工作，為相關(guān)決策提供了依據(jù)；產(chǎn)品推廣應(yīng)用成效顯著，已累計創(chuàng)利2000余萬元；撰寫編制重要技術(shù)報告及標(biāo)準(zhǔn)等100 余份，撰寫學(xué)術(shù)論文18 篇，SCI 等收錄4 篇。獲工信部國防科技進步二等獎1 項、兵裝集團技術(shù)發(fā)明二等獎和科技進步二等獎各1 項、國家發(fā)明專利4 項、重慶市高新技術(shù)產(chǎn)品稱號1 項。