海洋環境是一種苛刻的自然腐蝕環境，艦船由于結構復雜，其船體、裝置、管路、電子設備等均會受到腐蝕危害。長期以來，我國在艦艇防腐設計和新技術應用方面做了大量工作，目前各類艦船的綜合耐蝕性能已得到了顯著提高，但與美俄等海軍強國相比，還有很多防腐蝕技術工作需要發展完善。

 

　　文| 張 波 鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所 青島鋼研納克檢測防護技術有限公司

 

　　由于腐蝕是海軍艦艇結構和設備最主要的損壞形式，因此多年來各國一直在不懈地進行防腐蝕研究。目前，美、德、英、法、俄等國海軍已制定有專門的標準，并將腐蝕控制工作納入到艦艇的論證、設計、建造、使用和修理全過程中。自上世紀50 年代以來，美、蘇/ 俄海軍開展了大量的艦艇防腐基礎性研究和長期的材料試驗研究，目前其艦艇防腐控制水平居世界前列。美國建立了大規模、配套齊全、技術先進的多個材料腐蝕試驗場所，對其海軍裝備材料進行長年的腐蝕研究，但由于腐蝕問題的復雜性和普遍性，大型艦艇尤其是航母的腐蝕仍然是美國海軍面臨的首要技術問題。

 

　　與國外的先進技術和雄厚研究基礎相比，我國在艦艇防腐設計和應用方面也作了大量工作，特別是近10 年來，在選材、設計、工藝和建造方面取得了長足的進步， 一大批新材料、新技術、新工藝和新裝備在新造艦艇上得到了應用，艦艇的可靠性和安全性有了明顯改善。但是應該清楚地看到，我國在艦艇防腐方面的研究和應用技術與發達國家相比尚有很大差距，基礎性研究較薄弱，尤其是對材料腐蝕特性的研究和腐蝕數據的積累難以滿足新造艦艇防腐設計的要求。

 

　　國內外艦船腐蝕防護現狀

 

　　海洋環境的高鹽度、高溫和高濕環境使艦船和武器裝備遭到嚴重的腐蝕，同一種結構材料在海洋環境中的腐蝕往往要比內陸高出數十倍。我國海軍艦艇防腐維修費用很高，艦艇因腐蝕而喪失戰斗性能的事故也曾有發生。例如：某潛艇上層殼體因嚴重腐蝕失去強度，引起鋼板破裂；停靠在舟山碼頭的某艇因雜散電流腐蝕而發生船殼嚴重受損；南海地區某型艇在一次維修中更換的鋼板達1/3,既增加了維修工作量，降低了在航率，又造成巨大的經濟損失；在陸上和淡水中能很好運作的兩棲裝甲戰車卻無法適應海上環境條件…… 這一切都源于嚴酷的海洋腐蝕環境。

 

　　近三十年來我國在艦用涂料、陰極保護技術、防海生物技術等方面開展了大量的研究工作，制定了相關的防護標準和規范，使我國艦船的腐蝕防護技術取得了長足的進步。目前，全壽命、全系統的防腐蝕觀念在我國艦船設計、建造和使用部門中得到越來越廣泛的重視和初步貫徹，推動了各項技術的發展，其中艦船的陰極保護、電解防污技術及產品已達到較高水平。

 

　　美國國會在相關審計調查報告中指出，美軍裝備及基礎設施的年直接損失約200 億美元，構成武器系統全壽命周期費用的最大部分。2004 年，美國國防部發布了長達118 頁的《腐蝕預防和減緩戰略計劃》，制訂了武器裝備及基礎設施腐蝕防護的長期戰略。目前，此戰略已實施10 年， 對于降低美軍艦船裝備的腐蝕發揮了重要的作用。

 

　　艦船腐蝕防護技術發展動態

 

　　艦船腐蝕防護技術是綜合性的“邊緣” 學科，解決艦船腐蝕防護問題要從耐蝕材料的選用、涂層保護、電化學保護和防海生物污損等多方面綜合入手。

 

　　耐蝕材料的選用

 

　　（1） 船體用結構鋼

 

　　船體結構鋼是現代艦船建造最主要、最重要、最關鍵的結構材料，其性能優劣直接關系艦船戰術性能的提高，須具有足夠的強度和韌性、良好的工藝性及耐海水腐蝕性能。

 

　　美國的船體結構鋼從50 年代就開始建立HY 系列高強度結構鋼的體系平臺。發展了綜合性能好的屈服點達到550MPa 級HY-80 鋼，該鋼用于美國海軍第二代的彈道導彈核潛艇--“伊桑·艾倫”級核潛艇的全部耐壓殼體，該級艇的最大下潛深度可以達到300m.在HY-80 鋼基礎上，改變合金含量及回火溫度以提高強度，研制了屈服點690MPa 級HY-100 鋼。20 世紀60 年代中期， 美國研制了屈服點不低于896MPa 級HY- 130 鋼，一直到80 年代，HY 系列鋼仍然是美國艦船的主要結構用鋼。美國用HY-130 鋼建造的“海狼”號最新式攻擊型核潛艇， 下潛深度可達560m.

 

　　進入20 世紀80 年代后，隨著超低碳、超純凈鋼冶煉、微合金化及控軋控冷等冶金技術的發展，美國研制開發了不需預熱或者只需較低溫度預熱就能焊接的HSLA 系列鋼，其強韌性達到同級別HY 系列鋼的水平，而焊接性更好，且合金元素含量低， 大大降低了艦船成本，使船體結構鋼的開發進入了一個新時代。

 

　　俄羅斯60 年代形成了比較完整的AK 系列鋼，目前已逐漸被AB 系列鋼所取代。日本艦艇用鋼研制開發水平是很高的，列入防衛廳規格的就有Ns30、Ns46、Ns63、Ns80、Ns90、Ns110 等各級艦艇用鋼。

 

　　我國從60 年代初開始，通過研仿試制成功了主要艦船用鋼，如921、922、923 鋼以及與其配套使用的鑄鋼、鍛鋼等。從70 年代開始，自行研制了我國第一代艦船用鋼901、902、903 低合金船體鋼及配套材料。

 

　　進入80 年代，我國海軍裝備有了很大發展，開始研制綜合性能更好的第二代艦船用鋼及其配套材料。日前在結構鋼及配套材料方面正在逐步形成以強度級別為系列，品種規格較完整的耐蝕可焊鋼系列， 主要代表有907A 系列鋼、945 系列鋼、921A 系列鋼等。我國艦船用鋼40 年來的研制與發展基本上滿足了不同時期艦船建造的需要，但是與國外先進海軍國家艦船用鋼相比還有一定差距。