海洋环境腐蚀最严重 防护技术面临挑战
2013-11-20 13:28:51 作者:本站整理来源:

  船舶在海洋中受腐蚀的危害最为严重,由于受到海水及海面盐雾的侵蚀,造成停航维修、新船尚未运行有的就出现严重腐蚀问题,不但要花费巨额的费用用于维修保养,也影响到船舶的正常运营。

  海军舰船腐蚀的防护费用占海军总维修费用的50%左右,海军的飞机由于腐蚀问题使大修费用提高10%,舟桥部队每年的维修费用中约75%用于腐蚀防护。据有关调查,武器装备在海洋储存环境中,失效率达到了17.3%.我军战史中,有不少由于腐蚀引起的重大事故而贻误战机的事例,造成了军事上的巨大损失,如:四艘伏击舰的鱼雷艇中的一艘就因为在埋伏期间由于腐蚀和生物附着而无法开动参与战斗;某艇因锈蚀无法关闭密封通道,无法航行而退出战事;近年有些舰艇更换了耐蚀材料不锈钢作为海水管系,但由于没有考虑到电偶腐蚀问题,致使与之配套的钢质法兰和其它材料配管因受到海水电偶腐蚀的作用,发生腐蚀泄漏;新造的快艇因腐蚀问题需要另外花费经费进行腐蚀治理。
 


行驶中的船舶

  舰艇中,腐蚀问题最严重的为处于干湿交替(水线)部位和铝壳艇,另外,海上跨海大桥、海上石油平台、近海工程的钢结构也同样遭受海洋严酷的腐蚀,而它们的百年服役寿命也对腐蚀防护技术提出了极高的要求。

  船舶的腐蚀与防护

  海洋环境中,船舶和其他金属构筑物的腐蚀最主要的是电化学腐蚀,具有较负的电极电位的部位或部件,成为腐蚀电池的阳极,腐蚀将从这里发生。材料在深海中的腐蚀按照腐蚀的形貌分有:均匀、腐蚀、局部腐蚀和特殊腐蚀三大类。

  船舶和其他构筑物防护的最重要的手段是涂层保护加电化学阴极保护为主的综合防护手段。我国现在年消耗涂料约600万吨,为世界之最。规模以上的油漆厂1200万个以上,产值3000多亿。

  涂层保护所需的涂料重量约占船体总重量的13%,仅次于船舶中钢材的用量。现船舶涂料以环氧系涂料为主,水下涂层一般由底漆、中间漆和防污漆三层组成;航母飞行甲板的涂料和舰艇用涂料等对其功能和用途的要求苛刻,如航母飞行甲板涂料除具有防腐和耐候功能外还需要具有结合力强、耐油、防滑、耐火焰喷射、耐高温、可复涂等全面的性能要求;航母的水下防污漆要求10年的服役寿命。

  阴极保护有外加电流和牺牲阳极保护。我国现在是出口牺牲阳极产品大国,每年约出口数万吨的阳极。

  近年腐蚀与防护研究的主要工作

  为解决防污涂层剥落、使用寿命短的问题,从涂层材料表面和界面间的结合机理进行了基础研究,取得了较大进展。经过对涂层材料界面间的结合及损伤作用机制的研究,利用新技术在涂层材料与基体界面间实现了化学键合;经过对防污剂和基体树脂分子降解的控释技术研究,建立了长效防腐防污涂层材料的设计理论和方法,为后续研制长寿命防腐涂层以及从根本上解决防污材料的长效和环保问题提供了技术储备。

  船舶结构复杂,应用材料种类众多,环境恶劣,腐蚀严重。不同部位、不同腐蚀形式采用了不同的保护方法,但是,常常处于头痛医头脚痛医脚的局面,不仅保护费用高,而且不能保证船舶在维修期内始终处于良好状态。经过对各类保护技术的综合应用,不仅使一批先进的腐蚀防护技术实现了工程化,而且通过不同防腐技术间的协同作用,实现了船舶船体、内舱、海水管路系统以及上层建筑等不同结构部位防腐技术的集成优化:综合采用了长效防腐涂料、高性能牺牲阳极、新一代外加电流阴极保护系统、海底门防腐防污技术、腐蚀保护状况检测技术、海洋环境冲洗缓蚀剂技术,为船舶防腐技术的升级换代提供了技术保障。

  随着声隐身的技术发展和消声水平的提高,电磁隐身越来越受到重视,其中腐蚀相关电磁信号较为突出,增加了被探测和受攻击的危险。为此,开展了新一代外加电流阴极保护技术研究,突破了腐蚀电磁信号控制的恒电位仪与有源接地的集成等控制技术,实现了降低船舶腐蚀控制系统及动力系统电磁讯号的目的,提高了舰船的电磁隐身性能。

  许多国家都为国防建设需要在研制、生产大型水面舰艇、大潜深潜艇以及无人平台等高新海军武器装备,这些装备对海洋环境腐蚀和防护提出了更高的要求。同时,随着新技术、新概念的不断出现,海军的武器装备将发生革命性的飞跃变化。新概念武器装备在材料、工艺和环境方面都会出现新的挑战,腐蚀与防护技术同样面临新的问题,因此,应提前做好新概念装备的防护技术研究。

责任编辑:刘传

 

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