海洋环境结构材料腐蚀与防护新动态

　　报告人：陈光章

　　中国船舶重工集团公司第七二五研究所

　　海洋腐蚀与防护国家重点实验室

　　个人简介：

　　研究员，博士生导师。中国腐蚀与防护学会第七、八届理事长，国防科工局自然环境试验研究中心专家委员会委员，七二五所副总工程师，海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室学术委员会常务副主任。

　　长期从事腐蚀与防护研究，已获得国家科技进步二等奖和三等奖各一项，省部级科技进步二等奖五项，发明专利多项。研究成果广泛应用于海军装备和民用设施的防腐保护，产生了巨大的经济、社会和军事效益。

提纲

　　一、序

　　二、海洋环境结构材料腐蚀危害

　　三、舰艇的腐蚀与防护

　　四、近年我所腐蚀与防护研究的主要工作

　　五、急需储备的舰船材料防蚀新技术

　　六、讨论

序

　　十二五期间，我国将迎来海洋开发的黄金时代，与海洋相关的海洋资源、海上交通运输、大洋科考、机械制造、对外贸易、海洋环保，海上防御以及海洋的腐蚀与防护等行业都将得到显着的提升。现以舰船为重点介绍海洋结构的腐蚀与防护现状。

　　2011年1~6月世界主要造船国家和地区三大指标

#p#副标题#e#

　　海洋环境结构材料腐蚀危害

　　腐蚀原因：海洋环境的电化学腐蚀

　　海洋环境结构材料腐蚀危害

　　环境多样、复杂、苛刻（高盐 度、高温度、高湿度）；

　　各种海洋环境区带（海洋大气、潮差、飞溅、全浸）；

　　不同海域、海况（渤海、东海、南海）；

　　不同系统或结构部位的环境（遭受到腐蚀性污染物、霉菌、冲击、疲劳）

　　材料种类很多，结构复杂，部位空间狭小，不便于维护维修。

　　因腐蚀和污损问题造成的经济和军事损失：

　　世界各国腐蚀损失占各个国家的GDP的2-5%,腐蚀和污损造成的损失基本相当。

　　因腐蚀和污损贻误战机的事例很多。

　　美国海军：维修费仅水面船高达8.6亿美元/年

　　我国海军：维修费超过15亿人民币/年

　　舰艇的腐蚀与防护

　　均匀腐蚀

　　在金属表面上几乎以相同的速度进行的腐蚀

　　其使用寿命易于预测，不会造成突然性的破坏

　　局部腐蚀

　　腐蚀破坏主要集中于局部区域，而其他部分几乎未遭腐蚀的现象

　　常常给结构造成严重的损伤，引发灾难性的事故

　　


#p#副标题#e#

　　特殊腐蚀

　　腐蚀破坏需要在特定条件下发生

　　常常给结构造成严重的损伤，引发灾难性的事故

　　腐蚀防护选材与设计

　　（1）选择材料

　　（2）有效防腐蚀措施

　　（3）经济性

　　（4）不同材料相容性

　　（5）设计问题

　　防护技术

　　最重要的手段是涂层保护加电化学阴极保护为主的综合防护手段

　　防腐涂层保护技术

　　钢壳：水下--纯环氧+环氧云铁+防污漆

　　水线以上--富锌（有机、无机）+云铁+聚氨酯

　　甲板上--富锌（有机、无机）+防滑甲板漆

　　××**甲板的涂料：分三区，要求严、齐全

　　防腐、结合力强、耐油、防滑、耐火焰喷射、耐高温、

　　耐候、可复涂

　　功能涂料：往往在最外表面。声隐身；光学隐身；吸波涂料；

　　红外辐射涂料

　　电化学保护技术

　　近年我所腐蚀与防护研究的主要工作

　　1、长效防污涂层各界面的机理研究

　　2、舰艇综合防护机制研究

　　3、舰船水下腐蚀电磁场的研究

　　4、应对国际海事组织（IMO）新举措

　　5、大潜深以及承受交变压力的材料及结构的保护技术

　　6、自然海洋环境试验技术

　　长效防污涂层各界面的机理研究

　　开展了涂层表面和界面基础研究。

　　掌握了涂层界面结合及损伤机制，获得了实现涂层界面化学键合的新方法；突破了防污剂控释技术和仿生防污技术，可为后续研制长寿命防腐涂层以及从根本上解决防污材料的长效和环保问题提供技术储备。

　　船舶综合防护机制研究

　　针对不同部位的工况环境特点，采用两种防腐集成方法：

　　1.对于船体、压载舱以及××上层建筑非耐压壳体区域（全浸或间浸海水），采用涂层/阴极保护等多种措施，达到优化的保护效果。

　　2.对于海水管路系统，消除腐蚀“热点”等短板效应，使整个管路系统获得同样的使用寿命。

　　舰艇综合防护机制研究

　　先进防腐蚀材料与技术

　　·高性能铁合金牺牲阳极；

　　· 高活化性能铝合金牺牲阳极；

　　· 高性能防腐涂料

　　· 冲洗缓蚀剂

　　· ××海底门直接式电解防污装置；

　　· 新一代舰艇外加电流阴极保护装置；

　　· 腐蚀保护状况检测装置；

　　舰船水下腐蚀电磁场的研究

　　可利用腐蚀和阴极保护产生的电磁场特征信号，进行舰艇的探测和水雷攻击，腐蚀相关电磁场成为影响舰艇隐身性、威胁舰艇安全的重要信号源。

　　

#p#副标题#e#

　　舰船水下腐蚀电磁场的研究

　　低电磁信号特征阴极保护技术

　　腐蚀电磁场信号可用作水中兵器引信源，已成为舰船安全的威胁之一。

　　应对国际海事组织（IMO）新举措

　　·依托重点实验室舰船电解海水防污技术成果

　　·具有完全自主知识产权

　　·是国际上15家通过IMO认可的国内唯一的单位

　　·处于国际领先水平

　　◆自主研发了智能化模拟压载波浪舱及检测技术

　　◆制定了压载舱涂层国家标准  GB/T 6823-2008

　　◆完全符合IMO PSPC国际标准的要求，通过多国船级社认可

　　鉴定认为“达到国际先进水平，具有显着创新性。”

　　近年我所腐蚀与防护研究的主要工作

　　大潜深以及承受交变压力的材料及结构的保护技术以及承受交变压力的材料及结构的保护技术

　　针对大潜深以及承受交变压力的材料及结构的保护技术材料和环境的变化，突破了大潜深以及承受交变压力的材料及结构的保护技术阴极保护关键技术。

　　为大潜深以及承受交变压力的材料及结构的保护技术实施安全的阴极保护提供了重要的基础

　　自然海洋环境试验技术

#p#副标题#e#

　　研制了国内第一套、具有自主知识产权的深海腐蚀试验装置；建立了具有自身特色的深海腐蚀试验方法。

　　除了常规暴露试验外，还可完成深海原位腐蚀电位监测、电偶电流测试、应力腐蚀试验等，目前在国内外尚未见报道，具有显着创新性。

　　2011年成功回收了深度为600米和900米的试样，取得了第一批数据

　　长期积累了我国典型海域（青岛、厦门、三亚）大量材料腐蚀数据，建立了舰船材料腐蚀数据库，是国防环境试验中心数据库的组成部分，实现国防单位内部的资源共享。在新型舰船的设计选材和装备论证（ 701所、719所、海军装备研究院）中发挥了重要作用。

　　急需储备的舰船材料防蚀新技术

　　新概念武器装备

　　复合材料耐海水性能

　　讨论

　　1、应提前储备耐高速（~200节）、耐空泡腐蚀、耐深海和表层海水（交变压力环境）、耐多相（气相、液相）交替工作环境、以及高温超导、永磁合金等新材料的耐海水腐蚀性能及其最新的防护技术。

　　2.坚定的建立起在海洋工程防护中防护技术的集成、优化、综合应用的机制。单一的技术（含单一的检验方法）往往是行不通的。

　　3.加大复合材料、高分子材料的应用范围，并提高其耐环境老化的性能；加大钛合金的应用力度。

　　4.增加对海洋结构耐污损（防污漆等）的研究投入。

　　5.提前应对IM0组织的举措，并加大在世界同行组织中（含WCO等）的话语权。

　　6.增强结构寿命评估和事故预警能力。