装备制造业发展水平是一个国家综合国力的重要体现，近些年来，随着陆地资源日趋枯竭，发展海洋经济已被列入沿海各国的发展战略。我国同样非常重视海洋装备制造业的发展，海洋装备制造业已成为我国战略性新兴产业之一。

  《中国制造2025》战略规划中指出将大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备。然而海水是自然界中腐蚀性很强的介质，海洋装备及结构件是在苛刻的腐蚀性环境下服役，其结构长期受到海水的侵蚀及微生物的作用，因此对其耐蚀性提出了更高的要求。为了科普海洋工程装备腐蚀防护相关知识，让更多的人了解腐蚀、加强防控，值此2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会来临之际，国家材料腐蚀与防护科学数据中心记者有幸采访海军舰船装备腐蚀防护研究试验中心管理办公室主任、高级工程师裘达夫。

海军舰船装备腐蚀防护研究试验中心管理办公室主任、高级工程师裘达夫

  多重防腐技术为海洋装备保驾护航

  海洋是一个严苛的腐蚀环境，海水当中蕴藏着丰富的矿物质盐，极易和金属制成的海洋装备形成原电池，出现微观腐蚀。另外海洋中的许多生物会附着在装备机体上，不但降低了装备的运行速度，还会分泌有机酸或还原形成二氧化硫、硫化氢等强腐蚀性物质，从而对装备机体造成从微观到介观、再到宏观的跨尺度复合损伤。除了腐蚀因素外，由于海洋装备还可能需在不同海洋区域进行不断的下潜和上浮，因此还面临着许多不同形式的力学损失问题。为了保证海洋装备的安全运行和长期服役，通过必要的技术手段对装备基体材料进行保护就显得格外重要。

  裘高工表示海洋装备常见的腐蚀环境为海洋大气、海水、海生物、油污水环境，常见的腐蚀行为是不同金属之间接触产生的电化学腐蚀行为，常见的腐蚀部位为结构、管路、舾装、设备和装置。目前常用于海洋装备腐蚀防护的技术主要有：激光融覆、等离子喷涂、金属热喷涂、热浸镀、化学镀、涂塑、火焰喷塑、机械能助渗锌、重防腐蚀涂层保护、牺牲阳极保护、外加电流阴极保护等技术。在腐蚀监检测技术方面，目前海洋装备上所采用的监检测技术主要是一些传统的离线检测手段：（1）表面检查，一般性腐蚀检查；各种牺牲阳极的阳极溶解形貌检查；蒸汽轮机孔检查，内窥镜检查，管路腐蚀剖面检查。（2）电位测量，主要用于结构阴极保护及杂散电流的监测。（3）超声波测厚及腐蚀坑深测量。（4）着色及渗透探伤。近年来开发了一些新的监测方法：（1）异种金属之间的电绝缘监测。（2）涡流探伤，用于冷却器传热管及核反应堆蒸发器传热管的应力腐蚀检查。（3）传统的电位测量方法扩大了一些测量范围，改进了测量技术，包括：半咸水域装备电位测量等。

  以外军装备之防腐科技为镜鉴

  裘高工表示国外海军舰船装备腐蚀问题也普遍存在，以美国为例，据资料统计，2010年，美海军舰船装备腐蚀损失达31.5亿美元，占海军舰船装备全部维护费用的18.7%。为从整体控制舰船装备腐蚀，外军开展了一系列卓有成效的舰船装备腐蚀预防与控制工作，我们可以在借鉴的基础上加以创新，其表现在六个方面：

  （一）舰用材料方面

  美海军船体结构钢从20世纪50年代开始建立了HY系列高强度结构钢的体系平台，发展了550MPa级HY-80钢和690MPa级HY-100钢，60年代中期，研制了896MPa级HY-130钢，80年代后，随着超低碳、超纯净钢冶炼、微合金化及控轧控冷等冶金技术的发展，研发了不需预热或者只需较低温度预热就能焊接的HSLA系列钢，焊接性更好，且合金元素含量低，大大降低了舰船成本，使船体结构钢的开发进入了一个新时代。俄罗斯海军60年代形成了比较完整的AK系列钢，目前已逐渐被AB系列钢所取代。日本海军舰船用钢体系也较为完善，目前具备Ns30、Ns46、Ns63、Ns80、Ns90、Ns110等各级舰船用钢材料。俄罗斯在钛材使用上处于国际领先地位，也是用钛合金建造核潜艇耐压壳体的唯一国家，最典型的“台风”级全钛核潜艇，其单艇用钛材达到9000吨，其核潜艇中的冷凝器、热交换器、声纳导流罩、通海管路系统、波纹管及常规潜艇（636，K877等）中的柴油机燃气排出系统、声纳导流罩、通海管路系统、波纹管、泵、阀也都大量应用钛材。美、日等海军水面舰船如声纳导流系统、通海管路系统、波纹管、泵、阀也都广泛使用钛材。

  （二）舰用涂料方面

  外军航母、大型水面舰船、核潜艇等对舰船涂料的要求向高性能、重防腐、多功能、隐身化、无公害、长寿命等发展，针对不同使用环境、不同排水量舰船设计了不同类型的防污涂料，形成了一套防污涂料设计与选择的体系。美海军近期研制了8-12年防污期效的环保型防污漆，并根据涂料类型、等级及应用船型的不同建立了防污体系选择的美军标。美海军使用的舰船船底防锈涂料品种已从七十年代前的乙烯类发展到目前的环氧聚酞胺类，并向高固体分、无溶剂、长效方向发展，近期开发的双组分环氧涂料可用在压载、燃料舱、废水舱/井、甲板顶、底舱等，使用寿命达20年。

  （三）阴极保护方面

  阴极保护作为涂层以外舰船装备腐蚀防护第二道防线被外军广泛研究和应用，美海军舰船通用规范、MIL标准、英国BS7361、挪威DNV规范都提出了采用阴极保护与涂层联合防腐蚀的措施，并对方案设计、设备选型、系统安装、调试验收、日常维护进行了详细的规定。目前，外军阴极保护技术发展主要有两个方面：一是采用计算机辅助优化设计提高阴极保护效果；二是外加电流阴极保护系统各部件材料的不断改进和性能的不断提高，如辅助阳极就从早期的废钢铁、高硅铁发展到铅银合金、铂复合阳极以及混合金属氧化物阳极等。

  （四）法规标准方面

  几十年来美海军制修订了大量与腐蚀控制相关的标准、规范和文件，并逐渐形成了包括通用标准、性能规范、详细规范等不同层次较为完整的全军统一的腐蚀预防与控制标准规范，内容涉及腐蚀防护的各个技术领域。俄罗斯海军建立了一套较为完善的“防腐蚀与防老化统一系统”，其内容涵盖了防腐涂层、金属和非金属无机物覆盖层、电化学保护、阴极保护系统、电隔离连接件、临时防蚀保护系统、热喷镀等一系列防腐蚀措施和方法的技术要求、参数形式、验收规则和检查方法等内容。

  （五）科研试验与评估方面

  美海军建有大量科研试验站，包括陆基和海基两种，全海域、系统性地开展材料、涂料、防护技术、工艺的科研试验和验证工作。美、俄等海军强国重视舰船装备腐蚀状态评估工作，美军标统一规定了腐蚀状态的种类和级别，并将腐蚀状态评估的程序、职责及技术要求纳入海军指令指示中，建立起了一套较为完善的定期检查、实时监督、评估反馈、及时改进的良性工作机制，提高了腐蚀防护的工作效率。俄罗斯海军制定了舰船腐蚀状态评估的相关标准，明确规定了评估工作的准备、器材、测量、分析和结果处理等要求。

  （六）防腐蚀管理方面

  美国、俄罗斯等国家在舰船装备腐蚀防护方面具有较完备的体系和措施。2003年美国颁布了名为“控制、缓解军用装备与设施腐蚀”的国防授权法案，要求国防部成立一个机构或组织来管理、预防、缓解腐蚀相关问题，同时制定远期战略规划用以缓解腐蚀，为有效应对海军面临的腐蚀问题及满足国防部要求，美国海军成立了自己的腐蚀执行官和相应的跨职能团队，统筹开展舰船装备腐蚀防护工作，制定和发布《预防和减缓腐蚀战略计划》和《腐蚀预防和控制计划指导书》，建立了基于互联网的腐蚀控制信息交换平台。

  我国海洋装备之防腐从六大方向实施

  裘高工表示装备的腐蚀是多方面的，控制的方法也是多方面的，尤其在海洋装备方面，我国海洋装备可从六大方向来实施腐蚀控制。

  （一）开发先进材料是实现腐蚀控制的根本保证

  海洋装备材料本身耐蚀性优劣永远是装备腐蚀预防与控制的根本保证。因此，超前研发新型船体钢、特种合金、新型陶瓷、复合材料等耐腐蚀材料，同时重视降低材料成本，实现材料耐蚀性和经济性的有效结合。

  （二）创新防腐技术是实现腐蚀控制的永恒主题

  随着海洋装备向信息化、精确化、全天候发展，在对高性能材料需求也在不断增加。在大力研发装备新材料同时，需要不断创新研发新型腐蚀预防与控制技术和工艺，弥补新材料在海洋装备各种使用环境下耐腐蚀性能的不足，满足海洋装备各种新材料的防护需求和安全可靠的使用要求。

  （三）强化环境考核是实现腐蚀控制的技术支撑

  应高度重视对海洋装备及材料、构件、工艺进行环境试验考核，掌握其在各种典型环境条件下腐蚀特征和变化规律，考核和验证海洋装备腐蚀预防与控制技术及工艺的环境适应性优劣，并以此为依据采取相应改进措施。

  （四）注重设计集成是实现腐蚀控制的有效途径

  海洋装备腐蚀是从绘图板上开始的，必须高度重视腐蚀控制设计，腐蚀控制设计包括正确选材、合理设计、表面处理和涂覆、改善环境条件和注入缓蚀剂、电化学保护等多种途径。同时应重视对海洋装备所涉及的腐蚀预防与控制技术进行系统集成。

  （五）开展监检测与评估是实现腐蚀控制的重要手段

  应系统地开展装备腐蚀监检测与评估，特别是对关重部件进行腐蚀状况在线、实时、无损监检测，并进行腐蚀状况评估和预测预报，可提高腐蚀治理的针对性和有效性。

  （六）发展绿色技术是实现腐蚀控制的必然趋势

  随着人们对环境保护越来越重视，在海洋装备设计建造、使用维修过程中，需要不断开发满足和符合环境保护要求的绿色防腐蚀技术，实现绿色环保要求。

  未来多重节奏降装备腐蚀至最小化

  裘高工表示海洋装备腐蚀控制是一项长期、复杂、艰巨的工作，海洋装备腐蚀控制的关键是迫切需要从全系统、全寿命角度入手，形成技术和管理上的闭环和协调一致。

  2016年是中国“十三五”规划的开局之年，海洋装备腐蚀预防与控制未来工作目标有更高的要求，应强化“一个学会”、完善“二个平台”、建设“三支队伍”、提升“四种能力”、健全“五个体系”、实现“六个突破”。

  --强化“一个学会”

  进一步强化中国腐蚀与防护学会深入开展国内外学术交流与合作、传播科普知识和先进生产技术，编辑出版学术期刊、开展继续教育，为腐蚀与防护学科建设服务，为腐蚀与防护行业的科技工作及企事业单位服务。

  --完善“二个平台”

  完善“国家材料腐蚀与防护科学数据中心”、“海洋装备腐蚀数据库”两个平台，进一步强化海洋装备腐蚀防护基础信息和腐蚀基础数据的采集、处理和分析利用工作，为海洋装备全系统、全寿命腐蚀预防与控制工作提供科学的信息和数据支持。

  --建设“三支队伍”

  建立和培训“技术应用”、“技术研发”、“技术管理”三支人才队伍，为海洋装备全系统全寿命腐蚀预防与控制工作提供强大的智力支持。

  --提升“四种能力”

  （1）创新设计能力。积极跟踪、借鉴、继承世界发达国家海洋装备腐蚀控制设计技术前沿，不断自主创新。

  （2）科学研究能力。适应海洋装备发展对腐蚀预防与控制工作的需要，不断提升技术研发和综合集成的水平，使海洋装备腐蚀防护科研更具科学性、系统性、针对性和有效性。

  （3）试验评估能力。不断加大海洋装备腐蚀防护科研试验体系的建设，实现海洋装备各种材料和技术系统匹配性、环境适应性、耐久性考核和评估。

  （4）技术管理能力。适应新的形势和任务需要，建立和完善全系统全寿命海洋装备腐蚀预防与控制工作管理机制、协同机制，实现海洋装备防腐蚀信息共享。

  --健全“五个体系”

  （1）海洋装备材料配套体系。研制开发新一代海洋装备用材料，构建海洋不同类型装备结构、结构/功能一体化、特种功能材料技术体系。

  （2）海洋装备涂料配套体系。研制开发长效经济、节能环保新型涂料，构建海洋装备防腐、防污涂料和特种涂料技术体系。

  （3）海洋装备防护技术体系。研制开发先进、实用、可靠的防护技术，构建阴极保护、表面工程、检监测与评估、重防腐蚀技术为主的防护技术体系。

  （4）腐蚀防护法规标准体系。构建适应海洋装备设计建造、使用维护各阶段及总体、系统、设备、组件各环节的海洋装备防腐蚀法规标准体系。

  （5）海洋装备科研试验体系。构建基于材料、系统、组件等多功能于一体符合海洋装备实际工况环境，并逐步拓展至远海、深海环境的科研试验体系。

  --实现“六个突破”

  即实现海洋装备防腐蚀设计技术新突破，海洋装备材料技术新突破，海洋装备涂料技术新突破，海洋装备长效防护技术新突破，海洋装备防腐蚀法规标准新突破，海洋装备科研试验条件新突破，推动海洋装备腐蚀预防与控制工作科学发展、全面进步。

  后记：国家重大装备制造事关国家经济安全、国防安全。我国对海工产业的重视，在出台的一个又一个规划中表露无遗，海洋防腐蚀技术的研究与先进国家相比，在某些方面还存在一定差距。大家行动起来、携手共进，为迈向海洋强国而努力吧！

人物简介

  裘达夫，高级工程师，1992年毕业于海军工程大学，从事舰船腐蚀与防护工作20余年，现为海军舰船装备腐蚀防护研究试验中心管理办公室主任。

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