海洋大气环境下装备材料的腐蚀与防护研究进展(3)

2）表面转化就是通过一些化学与电化学的手段，使金属表面与一定的介质发生化学反应而转变成非金属表面，如氧化膜或盐膜等。阳极氧化和微弧氧化是提高铝合金、镁合金、钛合金等轻质材料最为常见的转化膜技术。氧化转化膜的孔隙率是决定其耐蚀性的主要因素之一，降低膜层孔洞数量、尺寸和封孔是研究的热点和难点[38-42]。Zhao等人[39]在电解液中加入氧化石墨烯，发现微弧氧化膜层上的孔的数目明显减少。Wu等人[43]在阳极氧化或者微弧氧化膜的基础上，通过原位生长制备出层状双羟基金属氧化物（LDHs），实现孔洞封闭并形成复合膜层，具有协同防护效果，显著提高轻合金耐蚀性。

3）涂层保护是海洋装备保护中目前最主要的措施之一，涂层种类可分为金属涂层、有机涂层、陶瓷涂层和复合涂层。单一涂层已不能满足装备材料的防护需求，复合涂层具有优异的综合性能成为解决装备腐蚀问题的有效途径[44-46]。北京科技大学的李晓刚团队[47]综合采用铝合金阳极氧化和高强钢低氢脆镀Cd-Ti方法，有效降低了7050铝合金和300M钢的电偶腐蚀。Branagan等[48]用热喷涂的方法以低临界冷却速率（104 K/s）在铁基金属表面制备了多元非晶复合涂层，涂层具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。Lima和 Marple等[49-51]采用热喷涂制备团聚的纳米结构陶瓷颗粒方法，制备出了硬度高、致密度高的纳米涂层，同时提高了涂层耐磨和耐蚀性能。朱爱萍等人[52-53]成功制备了聚苯胺/石墨烯/纳米四氧化三铁智能防腐纳米复合涂层，实现涂层自修复，显著提高了涂层使用寿命。

2.2.3 缓蚀剂法

缓蚀剂通过在金属表面上首先进行物理吸附，然后转化为化学吸附，占据金属表面的活性点，从而达到抑制腐蚀的作用。在相对封闭的海洋环境中，通常可以采取添加缓蚀剂的方法来抑制金属及合金材料的腐蚀，如在海水循环系统和海底管线中添加缓蚀剂以防腐。缓蚀剂主要包括钼酸盐、锌盐、铝系金属盐、葡萄糖酸盐、咪唑啉及其衍生物、胺类、醛类及季铵盐等。

2.3 环境控制

装备面临的环境包括自然环境和服役（诱发）环境两类。环境控制是通过调节装备所处的局部自然环境，将温度、湿度、腐蚀介质、辐照等自然因素降低至一定水平，从而减轻关键构件的腐蚀损伤。如岛礁环境下的枪械、弹药等武器装备必须存放在恒温恒湿的仓库内，温度不超过30 ℃，相对湿度不超过70%；导弹发射筒内充填惰性气体，形成无腐蚀介质的微区环境；舰载弹药需贮存在具有阻隔和吸湿功能的包装箱内，其内部是低盐雾、低湿、无辐照的微区环境，可满足长久贮存要求。

2.4 维护保养

装备在使用和服役过程中，不可避免要遭受环境效应的损伤，由“轻”到 到重”，从“小”到 到大”，由影响“结构、尺寸”到影响“功能、性能”，损伤是缓慢发生的过程。因此，定期检查、监测、清洗、涂油、防护涂层/密封剂修补等维护保养方法至关重要，做到“早预防、早发现、早处理”[54]。同时，视腐蚀损伤程度采取腐蚀产物清除、防护涂层修补、零部件替换等措施减轻腐蚀损伤带来的后续影响，延长装备的使用寿命[55]。

3 结语

海洋大气环境具有高温、高湿、高盐雾和强辐射等特点，使高强钢、不锈钢和铝合金等装备材料发生严重的点蚀、晶间腐蚀、层状腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等环境损伤行为。腐蚀已经成为影响舰载武器、船舶、海岸工程、近海工程等服役安全、寿命、可靠性的最重要因素，需加强技术组合，大力研制防腐新材料以及开发腐蚀防护新方法。一是采用系统方法提高装备的环境适应性，方案设计、材料选型、零部件制造、腐蚀防护、系统安装、维护保养等进行详细规定；二是在充分利用现有防腐技术的基础上，加强金属涂/镀层与有机涂层的技术组合，开展组合涂层腐蚀机理研究及腐蚀性能评估，为工程应用奠定基础；三是大力开发研制海洋环境下长期有效、绿色环保的表面处理技术和涂层技术；四是针对铝合金等易腐蚀材料，开展腐蚀结构修复技术研究，延长构件使用寿命。

[1]任勇, 成光.海洋环境金属材料腐蚀与防护仿真研究进展[J].装备环境工程, 2019, 16(12): Yong, CHENG Progress on Corrosion and Protection Simulation of Metal Materials in Marine Environment[J].Equipment Environmental Engineering, 2019, 16(12): 93-98.

[2]MORALES J, MARTIN K S, DIAZ F, et Corrosion in Subtropical Areas: Influences of Time of Wetness and Deficiency of the ISO 9223 Norm[J].Corrosion Science, 2005, 47(8): 2005-2019.

文章来源：《中国腐蚀与防护学报》 网址: http://www.zgfsyfhxb.cn/qikandaodu/2021/0710/895.html