（2） 船體用鋁合金

 

　　艦船的輕量化及合金材料再生利用的要求，使鋁合金在實(shí)際應(yīng)用中得到進(jìn)一步的發(fā)展。鋁合金由于具有密度小、比強(qiáng)度大以及無(wú)磁性、高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等特點(diǎn)， 已被用于建造中小型艦艇，主要目的是減輕艦艇的重量、提高航速和各種性能。

 

　　20 世紀(jì)60 年代以來(lái)，美國(guó)海軍研制應(yīng)用了耐海水腐蝕性能良好的Al-Mg-Si 系合金，及中強(qiáng)可焊的Al-Zn-Mg 系合金。目前，在船殼體結(jié)構(gòu)上用的鋁合金主要是5083、5086、5456 這三種合金，它們的耐腐蝕性能、機(jī)械性能和焊接性能都很好。俄羅斯在船體上使用較多的是Al-Cu-Mg 系合金，作為快艇殼體材料。

 

　　我國(guó)于60 年代以后形成艦船及裝甲板用的鋁合金系列，如LF 系、LD30、LD31、919 鋁合金、147、4201 和180 鋁合金等。

 

　　（3） 船體用鈦合金

 

　　由于現(xiàn)代潛艇要求下潛深度愈來(lái)愈大， 鈦合金具有高比強(qiáng)度、耐海水腐蝕、無(wú)磁性等特點(diǎn)，在潛艇上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。是制造潛艇和深潛器耐壓殼體極有前途的材料，各國(guó)都很重視船用鈦合金的研究開(kāi)發(fā)。

 

　　國(guó)外早在20 世紀(jì)50 年代就開(kāi)展了鈦合金的應(yīng)用研究，70 年代以后，鈦合金廣泛應(yīng)用于潛艇和深潛器的耐壓殼體。俄羅斯在建造鈦合金核潛艇研究和制造技術(shù)上， 處于國(guó)際領(lǐng)先地位，也是用鈦合金建造耐壓殼體的唯一國(guó)家。到目前為止俄羅斯研制的核潛艇已有四代，從第一代661 型（P 級(jí)） 試驗(yàn)性核潛艇開(kāi)始就采用鈦合金作耐壓殼體。俄羅斯“阿爾法”級(jí)核潛艇耐壓殼體是用鈦合金制造的，據(jù)稱(chēng)下潛深度可達(dá)900m,水下航速42kn.

 

　　我國(guó)船用鈦合金的研究始于20 世紀(jì)60 年代。幾十年來(lái)，研究開(kāi)發(fā)的船用鈦合金基本能滿(mǎn)足水面船舶、潛艇和深潛器的不同強(qiáng)度級(jí)別和不同部位的要求。
 

　　（4） 管系材料

 

　　艦上的消防管路，動(dòng)力系統(tǒng)管路和冷卻水系統(tǒng)管路經(jīng)常因腐蝕、振動(dòng)，而漏水、漏油、漏汽，稱(chēng)為“三漏”.為治理艦艇的“三漏”,只有在流速低于1.5m/s 時(shí)才選用紫銅管，一般情況下均推薦采用B10、B30 白銅管。在流速更高或需耐更強(qiáng)烈的沖刷腐蝕的情況，應(yīng)選用鈦管或雙相不銹鋼管。只有在流速不高、對(duì)防蝕性能也要求不高的情況下才采用普通銅管、鋼管或鍍鋅管。

 

　　涂層保護(hù)

 

　　涂層保護(hù)分金屬性涂（ 鍍） 層和非金屬油漆涂層，后者在艦艇上被大量采用。與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)現(xiàn)有艦船涂料的研制水平除個(gè)別特殊品種外基本相當(dāng)，一般情況下，船體一次施涂后可達(dá)3~5 年內(nèi)不需進(jìn)塢重新涂裝。

 

　　目前，對(duì)海洋大氣部位、潮差飛濺區(qū)和水下部位的油漆保護(hù)已具有了多種配套體系和比較長(zhǎng)的防蝕能力，但防污漆仍需加強(qiáng)研制。防污漆中有機(jī)錫已被國(guó)際上普遍禁用，氧化亞銅（或硫氰酸銅）滲出型涂料為國(guó)內(nèi)艦船現(xiàn)用的防污漆，其防污期效僅為3~5 年。近年，低表面能防污漆在艦船上的應(yīng)用取得了一定的進(jìn)展。

 

　　電化學(xué)保護(hù)

 

　　電化學(xué)陰極保護(hù)技術(shù)在艦船腐蝕防護(hù)中始終占據(jù)著重要地位。

 

　　（1） 陰極保護(hù)所用材料及部件

 

　　①犧牲陽(yáng)極材料

 

　　艦用犧牲陽(yáng)極材料主要有鋅基、鋁基和鐵基三種，其中鋁基陽(yáng)極由于電容量大， 可以通過(guò)合金改性獲得高活性和高電化學(xué)效率，現(xiàn)已逐步取代鋅基陽(yáng)極全面用于船體的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)。鐵基陽(yáng)極則多用于銅質(zhì)管路的內(nèi)壁保護(hù)。
 

　　②外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)

 

　　外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)由控制電源、輔助陽(yáng)極，參比電極及接地裝置等組成。系統(tǒng)的壽命可與艦船服役壽命相當(dāng)。

 

　　作為關(guān)鍵部件的輔助陽(yáng)極主要有鍍鉑鈦陽(yáng)極和鈦基貴金屬氧化物陽(yáng)極，由于鈦基貴金屬氧化物陽(yáng)極價(jià)格低廉，制作方便， 已在各類(lèi)應(yīng)用中大量取代鉑鈦陽(yáng)極，這些陽(yáng)極的使用壽命能達(dá)到≥ 25 年。新型線型金屬氧化物陽(yáng)極的應(yīng)用發(fā)展特別值得關(guān)注， 若能在艦船上取得應(yīng)用突破，將極大擴(kuò)展陰極保護(hù)的應(yīng)用范圍和保護(hù)效能。

 

　　（2） 陰極保護(hù)技術(shù)與其它防腐技術(shù)的聯(lián)用

 

　　①陰極保護(hù)與涂覆層的聯(lián)用：陰極保護(hù)與油漆涂層聯(lián)用已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，彼此之間既可以相互提高保護(hù)功效，又必須不斷提高其匹配兼容能力。近年研究較活躍的導(dǎo)電涂層，就是將陰極保護(hù)技術(shù)和涂層保護(hù)技術(shù)相結(jié)合，也是金屬防蝕與防生物污損技術(shù)的綜合。

 

　　②陰極保護(hù)與電解防污技術(shù)聯(lián)用：陰極保護(hù)和電解防污同為電化學(xué)方法，可以將這兩種技術(shù)在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)完成。如在冷卻管系中同時(shí)裝上銅、鋁陽(yáng)極，當(dāng)通上小直流電后，在銅陽(yáng)極上析出銅離子抑制海生物附著，同時(shí)管路也作為陰極得到保護(hù)， 鋁陽(yáng)極溶解后形成Al（OH）3 粘膠，粘附在結(jié)構(gòu)上也能起到防蝕的效果。

 

　　艦船腐蝕防護(hù)工作的啟示

 

　　（1） 搞好我國(guó)艦船防腐的必要性

 

　　應(yīng)該說(shuō)美軍的防腐管理和技術(shù)已處于國(guó)際領(lǐng)先水平，但為了進(jìn)一步提高艦船裝備的戰(zhàn)備性、安全性，相應(yīng)的防腐投入依然不斷增加，并制定了長(zhǎng)期的腐蝕防護(hù)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。隨著我國(guó)新艦船不斷投入使用，腐蝕防護(hù)問(wèn)題也會(huì)更加突出，為了保證裝備完好性，減少腐蝕損失，搞好艦船裝備防腐是必須完成的戰(zhàn)略性任務(wù)。

 

　　（2） 系統(tǒng)性的開(kāi)展材料腐蝕據(jù)積累及數(shù)據(jù)庫(kù)建立等基礎(chǔ)工作

 

　　隨著我國(guó)新型艦船的研制和各類(lèi)新材料的不斷應(yīng)用，系統(tǒng)性的開(kāi)展材料環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)積累工作并建立功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)， 既能夠服務(wù)于新型艦船的設(shè)計(jì)、建造、使用和維護(hù)等各個(gè)流程，又能為后續(xù)艦的設(shè)計(jì)選材及防護(hù)提供必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而效支持艦艇的全壽命維護(hù)工作。這方面的工作內(nèi)容包括：常用材料（黑色金屬、有色金屬、涂鍍層、高分子材料）在服役環(huán)境下的腐蝕試驗(yàn)及數(shù)據(jù)積累；管系材料在不同使用環(huán)境（包括溫度、鹽度、流速、含沙量等環(huán)境參數(shù)）下的腐蝕數(shù)據(jù)積累； 新型高強(qiáng)不銹鋼在應(yīng)用環(huán)境下的腐蝕性能以及與其他材料的匹配性能數(shù)據(jù)積累等。

 

　　（3） 加大對(duì)艦船腐蝕防護(hù)技術(shù)工程化驗(yàn)證的投入

 

　　針對(duì)目前缺乏對(duì)艦船裝備腐蝕防護(hù)技術(shù)綜合應(yīng)用的工程化驗(yàn)證的情況，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)全面的需求分析和調(diào)查規(guī)劃，并增加相應(yīng)投入。有必要在艦船裝備研制生產(chǎn)過(guò)程中就提出明確的腐蝕防護(hù)技術(shù)的環(huán)境適應(yīng)性要求，對(duì)材料、工藝、零部件乃至設(shè)備整機(jī)進(jìn)行充分的工程化環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證試驗(yàn)。

 

　　（4） 建立信息交流與共享平臺(tái)

 

　　防腐蝕信息共享和交流對(duì)于搞好艦船防腐具有十分重要的意義。我們可以借鑒美軍的做法，建立我國(guó)艦船裝備防腐蝕網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，可以宣傳有關(guān)裝備防腐法規(guī)、開(kāi)展技術(shù)推廣和交流。除此之外，可以定期或不定期的召開(kāi)艦船裝備防腐交流會(huì)，出版相應(yīng)的刊物等。

 

　　結(jié)語(yǔ)

 

　　解決艦船的腐蝕問(wèn)題是一項(xiàng)長(zhǎng)期、艱巨的任務(wù)，腐蝕的發(fā)生是必然的，抑制腐蝕的發(fā)生、發(fā)展則依賴(lài)與材料本身的耐蝕性、涂層體系、表面處理方法、電化學(xué)保護(hù)等多種技術(shù)手段的發(fā)展和應(yīng)用。但最根本的是在掌握所用材料腐蝕性能的基礎(chǔ)上， 合理的進(jìn)行配套設(shè)計(jì)，將防腐蝕的思想貫徹到整個(gè)設(shè)計(jì)建造過(guò)程中，循序漸進(jìn)的解決各類(lèi)腐蝕問(wèn)題，這樣才能最大程度的避免腐蝕危害，為實(shí)現(xiàn)艦船全壽命全周期的腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)思想提供技術(shù)保障。