海洋环境是一种苛刻的自然腐蚀环境，舰船由于结构复杂，其船体、装置、管路、电子设备等均会受到腐蚀危害。长期以来，我国在舰艇防腐设计和新技术应用方面做了大量工作，目前各类舰船的综合耐蚀性能已得到了显著提高，但与美俄等海军强国相比，还有很多防腐蚀技术工作需要发展完善。

 

　　文| 张 波 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所 青岛钢研纳克检测防护技术有限公司

 

　　由于腐蚀是海军舰艇结构和设备最主要的损坏形式，因此多年来各国一直在不懈地进行防腐蚀研究。目前，美、德、英、法、俄等国海军已制定有专门的标准，并将腐蚀控制工作纳入到舰艇的论证、设计、建造、使用和修理全过程中。自上世纪50 年代以来，美、苏/ 俄海军开展了大量的舰艇防腐基础性研究和长期的材料试验研究，目前其舰艇防腐控制水平居世界前列。美国建立了大规模、配套齐全、技术先进的多个材料腐蚀试验场所，对其海军装备材料进行长年的腐蚀研究，但由于腐蚀问题的复杂性和普遍性，大型舰艇尤其是航母的腐蚀仍然是美国海军面临的首要技术问题。

 

　　与国外的先进技术和雄厚研究基础相比，我国在舰艇防腐设计和应用方面也作了大量工作，特别是近10 年来，在选材、设计、工艺和建造方面取得了长足的进步， 一大批新材料、新技术、新工艺和新装备在新造舰艇上得到了应用，舰艇的可靠性和安全性有了明显改善。但是应该清楚地看到，我国在舰艇防腐方面的研究和应用技术与发达国家相比尚有很大差距，基础性研究较薄弱，尤其是对材料腐蚀特性的研究和腐蚀数据的积累难以满足新造舰艇防腐设计的要求。

 

　　国内外舰船腐蚀防护现状

 

　　海洋环境的高盐度、高温和高湿环境使舰船和武器装备遭到严重的腐蚀，同一种结构材料在海洋环境中的腐蚀往往要比内陆高出数十倍。我国海军舰艇防腐维修费用很高，舰艇因腐蚀而丧失战斗性能的事故也曾有发生。例如：某潜艇上层壳体因严重腐蚀失去强度，引起钢板破裂；停靠在舟山码头的某艇因杂散电流腐蚀而发生船壳严重受损；南海地区某型艇在一次维修中更换的钢板达1/3,既增加了维修工作量，降低了在航率，又造成巨大的经济损失；在陆上和淡水中能很好运作的两栖装甲战车却无法适应海上环境条件…… 这一切都源于严酷的海洋腐蚀环境。

 

　　近三十年来我国在舰用涂料、阴极保护技术、防海生物技术等方面开展了大量的研究工作，制定了相关的防护标准和规范，使我国舰船的腐蚀防护技术取得了长足的进步。目前，全寿命、全系统的防腐蚀观念在我国舰船设计、建造和使用部门中得到越来越广泛的重视和初步贯彻，推动了各项技术的发展，其中舰船的阴极保护、电解防污技术及产品已达到较高水平。

 

　　美国国会在相关审计调查报告中指出，美军装备及基础设施的年直接损失约200 亿美元，构成武器系统全寿命周期费用的最大部分。2004 年，美国国防部发布了长达118 页的《腐蚀预防和减缓战略计划》，制订了武器装备及基础设施腐蚀防护的长期战略。目前，此战略已实施10 年， 对于降低美军舰船装备的腐蚀发挥了重要的作用。

 

　　舰船腐蚀防护技术发展动态

 

　　舰船腐蚀防护技术是综合性的“边缘” 学科，解决舰船腐蚀防护问题要从耐蚀材料的选用、涂层保护、电化学保护和防海生物污损等多方面综合入手。

 

　　耐蚀材料的选用

 

　　（1） 船体用结构钢

 

　　船体结构钢是现代舰船建造最主要、最重要、最关键的结构材料，其性能优劣直接关系舰船战术性能的提高，须具有足够的强度和韧性、良好的工艺性及耐海水腐蚀性能。

 

　　美国的船体结构钢从50 年代就开始建立HY 系列高强度结构钢的体系平台。发展了综合性能好的屈服点达到550MPa 级HY-80 钢，该钢用于美国海军第二代的弹道导弹核潜艇--“伊桑·艾伦”级核潜艇的全部耐压壳体，该级艇的最大下潜深度可以达到300m.在HY-80 钢基础上，改变合金含量及回火温度以提高强度，研制了屈服点690MPa 级HY-100 钢。20 世纪60 年代中期， 美国研制了屈服点不低于896MPa 级HY- 130 钢，一直到80 年代，HY 系列钢仍然是美国舰船的主要结构用钢。美国用HY-130 钢建造的“海狼”号最新式攻击型核潜艇， 下潜深度可达560m.

 

　　进入20 世纪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，美国研制开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，其强韧性达到同级别HY 系列钢的水平，而焊接性更好，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。日本舰艇用钢研制开发水平是很高的，列入防卫厅规格的就有Ns30、Ns46、Ns63、Ns80、Ns90、Ns110 等各级舰艇用钢。

 

　　我国从60 年代初开始，通过研仿试制成功了主要舰船用钢，如921、922、923 钢以及与其配套使用的铸钢、锻钢等。从70 年代开始，自行研制了我国第一代舰船用钢901、902、903 低合金船体钢及配套材料。

 

　　进入80 年代，我国海军装备有了很大发展，开始研制综合性能更好的第二代舰船用钢及其配套材料。日前在结构钢及配套材料方面正在逐步形成以强度级别为系列，品种规格较完整的耐蚀可焊钢系列， 主要代表有907A 系列钢、945 系列钢、921A 系列钢等。我国舰船用钢40 年来的研制与发展基本上满足了不同时期舰船建造的需要，但是与国外先进海军国家舰船用钢相比还有一定差距。