國(guó)務(wù)院2015年5月19日發(fā)布了《中國(guó)制造2025》，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。其中，海洋工程裝備及高技術(shù)船舶被“圈定”為十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一，這將對(duì)船舶及海洋工程裝備制造業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
 

金屬表面處理技術(shù)保海洋裝備“腐蝕不侵”
 

    未來(lái)十年海洋工程裝備和高技術(shù)船舶發(fā)展方向與重點(diǎn)主要在以下幾個(gè)方面：

    （1）海洋資源開(kāi)發(fā)裝備；（2）海洋空間資源開(kāi)發(fā)裝備；（3）綜合試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)；（4）高技術(shù)船舶；（5）核心配套裝備。

    而想要實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》的戰(zhàn)略目標(biāo)，加快提升我國(guó)海洋工程裝備及高技術(shù)船舶的工業(yè)技術(shù)水平，必須重視海洋裝備的防腐蝕能力，保證海洋裝備的品質(zhì)性能。

    海洋是一個(gè)嚴(yán)苛的腐蝕環(huán)境，這主要是因?yàn)楹Ｋ?dāng)中蘊(yùn)藏著豐富的礦物質(zhì)鹽，因此極易和金屬制成的海洋裝備形成原電池，出現(xiàn)微觀腐蝕。另外海洋中的許多生物會(huì)附著在裝備機(jī)體上，不但降低了裝備的運(yùn)行速度，還會(huì)分泌有機(jī)酸或還原形成二氧化硫、硫化氫等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，從而對(duì)裝備機(jī)體造成從微觀到介觀、再到宏觀的跨尺度復(fù)合損傷。

    腐蝕區(qū)域不同，腐蝕特點(diǎn)也不盡相同。主要的腐蝕形式有均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、沖擊腐蝕、空泡腐蝕、磨蝕、電偶腐蝕等等，這些腐蝕類型往往與海洋裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或冶金因素有關(guān)。而造成裝備在海洋腐蝕現(xiàn)象的因素主要有化學(xué)因素、物理因素、生物因素、區(qū)域因素、壓力因素以及沖蝕因素等。

    除了腐蝕因素外，由于海洋裝備還可能需在不同海洋區(qū)域進(jìn)行不斷的下潛和上浮，因此還面臨著許多不同形式的力學(xué)損失問(wèn)題。例如隨著下潛深度的增加，交變載荷的幅值也會(huì)越來(lái)越大，基體材料出現(xiàn)低周疲勞的情況在所難免。而由于點(diǎn)蝕等因素存在，基體材料出現(xiàn)力學(xué)損傷的臨界條件則會(huì)變得越來(lái)越低。

    因此，為了保證海洋裝備的安全運(yùn)行和服役，通過(guò)必要的技術(shù)手段對(duì)裝備基體材料進(jìn)行保護(hù)就顯得格外重要。

    對(duì)于海洋裝備基體材料的表面防護(hù)，主要通過(guò)3個(gè)途徑加以實(shí)現(xiàn)：

    （1）表面處理增強(qiáng)基體的防腐蝕性能和耐疲勞性能；（2）利用陰極保護(hù)法對(duì)基體材料進(jìn)行耐蝕保護(hù)；（3）通過(guò)涂層的方法對(duì)基體材料進(jìn)行綜合保護(hù)。

    1、基材表面處理的應(yīng)用在基體材料應(yīng)用方面，如我國(guó)的深潛器，所使用的是一種屈服強(qiáng)度不小于785MPa的高強(qiáng)度、高韌性、可焊接耐壓殼體用鋼。通過(guò)特殊的金屬表面處理技術(shù)大大提升了鋼材的耐海水腐蝕和抗壓力性能。

    2、陰極保護(hù)法的應(yīng)用由于鋼材自身的性能特點(diǎn)，即使能在一定程度和范圍內(nèi)抵抗腐蝕，但終究不能滿足防腐的要求、因此，必須對(duì)鋼材基體進(jìn)行其他必要的防腐措施。陰極保護(hù)法就是從電化學(xué)的角度對(duì)材料基體實(shí)施保護(hù)的一種方法，其基本原理是向被保護(hù)金屬上輸入一定數(shù)量的電子，使其保持在還原態(tài)從而得到保護(hù)。

    3、涂層防護(hù)法的應(yīng)用陰極保護(hù)法雖在一定程度上減輕電化學(xué)的腐蝕，但很多時(shí)候無(wú)法避免來(lái)自海洋生物的化學(xué)腐蝕，無(wú)法完全隔離基體材料與腐蝕介質(zhì)。因此，外加涂層就顯得尤為重要。現(xiàn)在的艦船保護(hù)措施也主要是利用陰極保護(hù)和涂層保護(hù)相結(jié)合的方法。

    隨著海洋污染程度的不斷增加，使得海水環(huán)境更加復(fù)雜化，也使得海水環(huán)境中的金屬腐蝕問(wèn)題更加突出。未來(lái)，必然對(duì)海洋裝備的防腐蝕性提出更高的要求。

責(zé)任編輯：班英飛

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