001A是我国的第二艘航空母舰,由我国自行研制,2013年11月开工,2015年3月开始坞内建造。目前,航空母舰主船体完成建造,动力、电力等主要系统设备安装到位。出坞下水是航空母舰建设的重大节点之一,标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。下一步,该航空母舰将按计划进行系统设备调试和舾装施工,并全面开展系泊试验。
舰船投入运行,那就免不了受到腐蚀的侵扰,而今天,小编就带大家走入舰船腐蚀与涂层保护的世界探索一番!还等什么,快上小编这辆快船吧!
舰船腐蚀的主要形式
腐蚀是指材料受环境介质的化学、电化学和物理作用引起的破坏现象。舰船长期处于海洋环境中,高盐雾海洋性大气腐蚀和高盐海水腐蚀是其主要腐蚀形式。
天然海水中含有大量的可溶性盐,其主要成分(见表1)是氯化钠和硫酸盐及一定量的可溶性碳酸盐,其中氯离子约占55%,高含盐量海水对金属具有强腐蚀性,同时海水温度、溶氧量、海水流速,海水的pH值及海洋生物等诸多因素的变化也会对舰船的腐蚀产生影响。
表1 海水中主要盐的含量
因此舰船在海洋环境中的腐蚀比单一的腐蚀介质(如盐水等)所引起的腐蚀复杂得多,根据腐蚀过程的机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
在海洋环境中,舰船腐蚀多属于电化学腐蚀,主要发生在舰船的水上部位、水线区、水下部位、内部舱室、设备和管系等;且由于海水的长期直接作用,以水下部位(包括船体、螺旋桨、舵等)、鸭压载水舱、设备管系的腐蚀最为严重。
另外对于舰船来说海洋微生物的腐蚀也不容忽视。海洋是微生物生存的温床,微生物的生命活动会加速金属腐蚀进程。
1994年,我南海某舰舱底板由于微生物发生严重腐蚀。
2000年,有6艘某型舰艇的船底,在下水后不到两年的使用期间就发生了多处的腐蚀穿孔。
舰船的涂层保护
目前舰船防腐蚀保护主要采用阴极保护和涂层保护两种方式。
船底和水线以下船体部位及附体,采用外加电流阴极保护和长效配套涂料联合防腐蚀保护。压载水舱、污油水舱采用高效牺牲阳极和长效配套涂料联合防腐蚀保护。此外,接触海水部位的不同管材的接头、法兰之间,必须进行有效的电绝缘处理。舰船主船体、上层建筑和内部各种不同用途舱室需使用长效无毒防腐蚀涂料。舰船上大容积的燃油舱或重油舱、航空煤油舱等部位,需用浅色导静电耐油涂料。
涂层保护分:
金属性涂(镀)层
无机和有机涂层等。
1.金属性涂(镀)层
铝、锌或铝锌合金电镀层具有优良的耐腐蚀性能,是舰船防护领域普遍采用的防腐蚀处理方式,其原理是在保护过程中,镀层作为阳极被消耗,而钢铁作为阴极被保护下来,同时保护过程产生的腐蚀产物也有一定的物理隔离作用。
热浸镀锌主要用于舰船的海水管路、淡水管路,各种海水阀、淡水阀、海水过滤器、滤网等部件。经过热浸,可以大大延长部件的使用寿命。
热浸镀铝主要用于甲板上易遭受严重腐蚀的各种舾装件及设备部件,如鹅颈通风头、菌形通风头、百叶窗、通风滤网等;以及一些易锈蚀的高温管道如废气管、伙房排烟管等。
热喷涂铝、锌主要的应用有:
1上甲板及以上平台热喷铝
2内部舱室壁脚地板热喷铝
3易锈蚀的设备基座、斜梯、箱柜、百叶窗、水密门等的热喷锌或铝
4管外壁锈蚀的蒸气管、高、低压疏水管、抽气集管、燃油管等的热喷铝
5易锈蚀的海水过滤器、阀件等的热喷锌
此外,镍钛合金涂层制备螺旋桨抗空蚀涂层已在海军用小型船舶螺旋桨上获得应用。
2.非金属涂层
我国目前舰船的油漆涂料保护情况是:
水上部位:采用喷砂抛丸除锈工艺涂富锌底漆+环氧或聚氨脂封闭层漆+聚氨脂面漆的配套方案。
水线区:采用富锌底漆+重防蚀涂料+聚氨脂或乙烯面漆。
水下部位:采用环氧类或氯化橡胶类配套船底涂料(含底漆、防锈漆和防污漆,具有耐水、耐盐雾、耐酸碱等功能以及防污、防止海洋生物的生长和附着等性能。)舰船油漆涂料除具有耐水、耐盐雾、耐酸碱防腐蚀功能外还应具有耐老化、耐高温以及防止海洋生物的生长和附着等功能。
3.其他涂层
随着纳米技术的发展,纳米材料显现出独特的力学、电学、光学、热学和磁学等性能。由于纳米材料的特有的性质,人们发现如果将纳米技术与涂料技术相结合,则可达到常规涂层无论其性能怎样优异也难以达到的遏制作用。
1.纳米涂层:
国外早在20世纪80年代初期就给予了特别的关注,并取得了明显的进展。
2.防污涂层:
舰船防污早期用的是有机锡防污涂料,但在上世纪80年代被发现此涂料有危害海洋生物的作用后,国际海事组织会议通过了2003年1月1日起在全世界禁止使用有机锡防污涂料的决议,而各国一直致力于开展环保型防污涂料的研究。
结束语
舰船在海洋环境中的腐蚀主要是电化学腐蚀和海生物的腐蚀,涂料保护是舰船防腐蚀和防污的重要手段。
目前我国舰船的涂料防护技术已取得了长足的发展,在世界市场中已占有一席之地。但和世界先进涂料防护技术水平相比,我国在这方面的研究和应用还要继续加强。
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