海洋環(huán)境結(jié)構(gòu)材料腐蝕與防護(hù)新動(dòng)態(tài)

　　報(bào)告人：陳光章

　　中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所

　　海洋腐蝕與防護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

　　個(gè)人簡(jiǎn)介：

　　研究員，博士生導(dǎo)師。中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)第七、八屆理事長(zhǎng)，國(guó)防科工局自然環(huán)境試驗(yàn)研究中心專家委員會(huì)委員，七二五所副總工程師，海洋腐蝕與防護(hù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)常務(wù)副主任。

　　長(zhǎng)期從事腐蝕與防護(hù)研究，已獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)五項(xiàng)，發(fā)明專利多項(xiàng)。研究成果廣泛應(yīng)用于海軍裝備和民用設(shè)施的防腐保護(hù)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事效益。

提綱

　　一、序

　　二、海洋環(huán)境結(jié)構(gòu)材料腐蝕危害

　　三、艦艇的腐蝕與防護(hù)

　　四、近年我所腐蝕與防護(hù)研究的主要工作

　　五、急需儲(chǔ)備的艦船材料防蝕新技術(shù)

　　六、討論

序

　　十二五期間，我國(guó)將迎來(lái)海洋開(kāi)發(fā)的黃金時(shí)代，與海洋相關(guān)的海洋資源、海上交通運(yùn)輸、大洋科考、機(jī)械制造、對(duì)外貿(mào)易、海洋環(huán)保，海上防御以及海洋的腐蝕與防護(hù)等行業(yè)都將得到顯著的提升。現(xiàn)以艦船為重點(diǎn)介紹海洋結(jié)構(gòu)的腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀。

　　2011年1~6月世界主要造船國(guó)家和地區(qū)三大指標(biāo)

#p#副標(biāo)題#e#

　　海洋環(huán)境結(jié)構(gòu)材料腐蝕危害

　　腐蝕原因：海洋環(huán)境的電化學(xué)腐蝕

　　海洋環(huán)境結(jié)構(gòu)材料腐蝕危害

　　環(huán)境多樣、復(fù)雜、苛刻（高鹽 度、高溫度、高濕度）；

　　各種海洋環(huán)境區(qū)帶（海洋大氣、潮差、飛濺、全浸）；

　　不同海域、海況（渤海、東海、南海）；

　　不同系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)部位的環(huán)境（遭受到腐蝕性污染物、霉菌、沖擊、疲勞）

　　材料種類很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部位空間狹小，不便于維護(hù)維修。

　　因腐蝕和污損問(wèn)題造成的經(jīng)濟(jì)和軍事?lián)p失：

　　世界各國(guó)腐蝕損失占各個(gè)國(guó)家的GDP的2-5%,腐蝕和污損造成的損失基本相當(dāng)。

　　因腐蝕和污損貽誤戰(zhàn)機(jī)的事例很多。

　　美國(guó)海軍：維修費(fèi)僅水面船高達(dá)8.6億美元/年

　　我國(guó)海軍：維修費(fèi)超過(guò)15億人民幣/年

　　艦艇的腐蝕與防護(hù)

　　均勻腐蝕

　　在金屬表面上幾乎以相同的速度進(jìn)行的腐蝕

　　其使用壽命易于預(yù)測(cè)，不會(huì)造成突然性的破壞

　　局部腐蝕

　　腐蝕破壞主要集中于局部區(qū)域，而其他部分幾乎未遭腐蝕的現(xiàn)象

　　常常給結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的損傷，引發(fā)災(zāi)難性的事故

　　


#p#副標(biāo)題#e#

　　特殊腐蝕

　　腐蝕破壞需要在特定條件下發(fā)生

　　常常給結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的損傷，引發(fā)災(zāi)難性的事故

　　腐蝕防護(hù)選材與設(shè)計(jì)

　　（1）選擇材料

　　（2）有效防腐蝕措施

　　（3）經(jīng)濟(jì)性

　　（4）不同材料相容性

　　（5）設(shè)計(jì)問(wèn)題

　　防護(hù)技術(shù)

　　最重要的手段是涂層保護(hù)加電化學(xué)陰極保護(hù)為主的綜合防護(hù)手段

　　防腐涂層保護(hù)技術(shù)

　　鋼殼：水下--純環(huán)氧+環(huán)氧云鐵+防污漆

　　水線以上--富鋅（有機(jī)、無(wú)機(jī)）+云鐵+聚氨酯

　　甲板上--富鋅（有機(jī)、無(wú)機(jī)）+防滑甲板漆

　　××**甲板的涂料：分三區(qū)，要求嚴(yán)、齊全

　　防腐、結(jié)合力強(qiáng)、耐油、防滑、耐火焰噴射、耐高溫、

　　耐候、可復(fù)涂

　　功能涂料：往往在最外表面。聲隱身；光學(xué)隱身；吸波涂料；

　　紅外輻射涂料

　　電化學(xué)保護(hù)技術(shù)

　　近年我所腐蝕與防護(hù)研究的主要工作

　　1、長(zhǎng)效防污涂層各界面的機(jī)理研究

　　2、艦艇綜合防護(hù)機(jī)制研究

　　3、艦船水下腐蝕電磁場(chǎng)的研究

　　4、應(yīng)對(duì)國(guó)際海事組織（IMO）新舉措

　　5、大潛深以及承受交變壓力的材料及結(jié)構(gòu)的保護(hù)技術(shù)

　　6、自然海洋環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)

　　長(zhǎng)效防污涂層各界面的機(jī)理研究

　　開(kāi)展了涂層表面和界面基礎(chǔ)研究。

　　掌握了涂層界面結(jié)合及損傷機(jī)制，獲得了實(shí)現(xiàn)涂層界面化學(xué)鍵合的新方法；突破了防污劑控釋技術(shù)和仿生防污技術(shù)，可為后續(xù)研制長(zhǎng)壽命防腐涂層以及從根本上解決防污材料的長(zhǎng)效和環(huán)保問(wèn)題提供技術(shù)儲(chǔ)備。

　　船舶綜合防護(hù)機(jī)制研究

　　針對(duì)不同部位的工況環(huán)境特點(diǎn)，采用兩種防腐集成方法：

　　1.對(duì)于船體、壓載艙以及××上層建筑非耐壓殼體區(qū)域（全浸或間浸海水），采用涂層/陰極保護(hù)等多種措施，達(dá)到優(yōu)化的保護(hù)效果。

　　2.對(duì)于海水管路系統(tǒng)，消除腐蝕“熱點(diǎn)”等短板效應(yīng)，使整個(gè)管路系統(tǒng)獲得同樣的使用壽命。

　　艦艇綜合防護(hù)機(jī)制研究

　　先進(jìn)防腐蝕材料與技術(shù)

　　·高性能鐵合金犧牲陽(yáng)極；

　　· 高活化性能鋁合金犧牲陽(yáng)極；

　　· 高性能防腐涂料

　　· 沖洗緩蝕劑

　　· ××海底門直接式電解防污裝置；

　　· 新一代艦艇外加電流陰極保護(hù)裝置；

　　· 腐蝕保護(hù)狀況檢測(cè)裝置；

　　艦船水下腐蝕電磁場(chǎng)的研究

　　可利用腐蝕和陰極保護(hù)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)特征信號(hào)，進(jìn)行艦艇的探測(cè)和水雷攻擊，腐蝕相關(guān)電磁場(chǎng)成為影響艦艇隱身性、威脅艦艇安全的重要信號(hào)源。

　　

#p#副標(biāo)題#e#

　　艦船水下腐蝕電磁場(chǎng)的研究

　　低電磁信號(hào)特征陰極保護(hù)技術(shù)

　　腐蝕電磁場(chǎng)信號(hào)可用作水中兵器引信源，已成為艦船安全的威脅之一。

　　應(yīng)對(duì)國(guó)際海事組織（IMO）新舉措

　　·依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室艦船電解海水防污技術(shù)成果

　　·具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

　　·是國(guó)際上15家通過(guò)IMO認(rèn)可的國(guó)內(nèi)唯一的單位

　　·處于國(guó)際領(lǐng)先水平

　　◆自主研發(fā)了智能化模擬壓載波浪艙及檢測(cè)技術(shù)

　　◆制定了壓載艙涂層國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)  GB/T 6823-2008

　　◆完全符合IMO PSPC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過(guò)多國(guó)船級(jí)社認(rèn)可

　　鑒定認(rèn)為“達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具有顯著創(chuàng)新性。”

　　近年我所腐蝕與防護(hù)研究的主要工作

　　大潛深以及承受交變壓力的材料及結(jié)構(gòu)的保護(hù)技術(shù)以及承受交變壓力的材料及結(jié)構(gòu)的保護(hù)技術(shù)

　　針對(duì)大潛深以及承受交變壓力的材料及結(jié)構(gòu)的保護(hù)技術(shù)材料和環(huán)境的變化，突破了大潛深以及承受交變壓力的材料及結(jié)構(gòu)的保護(hù)技術(shù)陰極保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)。

　　為大潛深以及承受交變壓力的材料及結(jié)構(gòu)的保護(hù)技術(shù)實(shí)施安全的陰極保護(hù)提供了重要的基礎(chǔ)

　　自然海洋環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)

#p#副標(biāo)題#e#

　　研制了國(guó)內(nèi)第一套、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深海腐蝕試驗(yàn)裝置；建立了具有自身特色的深海腐蝕試驗(yàn)方法。

　　除了常規(guī)暴露試驗(yàn)外，還可完成深海原位腐蝕電位監(jiān)測(cè)、電偶電流測(cè)試、應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)等，目前在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道，具有顯著創(chuàng)新性。

　　2011年成功回收了深度為600米和900米的試樣，取得了第一批數(shù)據(jù)

　　長(zhǎng)期積累了我國(guó)典型海域（青島、廈門、三亞）大量材料腐蝕數(shù)據(jù)，建立了艦船材料腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)，是國(guó)防環(huán)境試驗(yàn)中心數(shù)據(jù)庫(kù)的組成部分，實(shí)現(xiàn)國(guó)防單位內(nèi)部的資源共享。在新型艦船的設(shè)計(jì)選材和裝備論證（ 701所、719所、海軍裝備研究院）中發(fā)揮了重要作用。

　　急需儲(chǔ)備的艦船材料防蝕新技術(shù)

　　新概念武器裝備

　　復(fù)合材料耐海水性能

　　討論

　　1、應(yīng)提前儲(chǔ)備耐高速（~200節(jié)）、耐空泡腐蝕、耐深海和表層海水（交變壓力環(huán)境）、耐多相（氣相、液相）交替工作環(huán)境、以及高溫超導(dǎo)、永磁合金等新材料的耐海水腐蝕性能及其最新的防護(hù)技術(shù)。

　　2.堅(jiān)定的建立起在海洋工程防護(hù)中防護(hù)技術(shù)的集成、優(yōu)化、綜合應(yīng)用的機(jī)制。單一的技術(shù)（含單一的檢驗(yàn)方法）往往是行不通的。

　　3.加大復(fù)合材料、高分子材料的應(yīng)用范圍，并提高其耐環(huán)境老化的性能；加大鈦合金的應(yīng)用力度。

　　4.增加對(duì)海洋結(jié)構(gòu)耐污損（防污漆等）的研究投入。

　　5.提前應(yīng)對(duì)IM0組織的舉措，并加大在世界同行組織中（含WCO等）的話語(yǔ)權(quán)。

　　6.增強(qiáng)結(jié)構(gòu)壽命評(píng)估和事故預(yù)警能力。