徐安桃，張睿，張振楠，孫波，李錫棟，周慧

車輛裝備海上投送過程中的腐蝕問題探討

徐安桃1a，張睿1b，張振楠1b，孫波2，李錫棟1b，周慧1b

（1.軍事交通學(xué)院 a.軍用車輛系；b.研究生管理大隊(duì)，天津 300161；2.96274部隊(duì)，河南 洛陽(yáng) 471003）

介紹了車輛裝備海上投送的重要現(xiàn)實(shí)意義及其面臨的嚴(yán)峻腐蝕環(huán)境，分析了車輛裝備海上投送腐蝕與防護(hù)及其相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，指出了車輛裝備海上投送存在的問題。結(jié)合具體的投送工具及裝卸方式，對(duì)影響車輛裝備腐蝕的因素進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的防腐蝕對(duì)策。

海上投送；腐蝕問題；車輛裝備；防腐對(duì)策

十八大以來，我國(guó)提出了建設(shè)“海洋強(qiáng)國(guó)”、“一帶一路”等國(guó)家戰(zhàn)略，標(biāo)志著我國(guó)對(duì)海洋事業(yè)更加重視。為更好地配合這些國(guó)家戰(zhàn)略，我軍必須大力發(fā)展戰(zhàn)略投送能力，只有這樣才能更好地保護(hù)我國(guó)海洋利益以及海外利益。在所有的投送方式中，海上投送具有運(yùn)輸量大、運(yùn)輸距離長(zhǎng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，十分適合大規(guī)模輸送部隊(duì)作戰(zhàn)力量以及后續(xù)支援力量。在美國(guó)的軍事力量與供給中，約有90%~95%依靠海運(yùn)進(jìn)行部署，其強(qiáng)大的海上投送能力，也是美軍在近幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中獲勝的重要保障。因此，海上投送作為現(xiàn)代軍事力量遠(yuǎn)程投送中最常用的手段之一，也是我軍必須大力發(fā)展的重要投送方式。

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，車輛裝備在裝備體系中扮演著重要角色，它不僅是運(yùn)輸工具，更是重要的作戰(zhàn)平臺(tái)，還承擔(dān)著提供火力支援、防空、指揮及控制等重要職能。車輛裝備在海上投送過程中，長(zhǎng)期處于空氣濕度大、溫度高、鹽霧重的強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，還可能受到強(qiáng)風(fēng)、雨水、浪花飛濺以及持續(xù)干濕交替的影響而加速腐蝕。這些因素對(duì)車輛裝備的性能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至直接影響使用，因此對(duì)海上投送中的腐蝕問題進(jìn)行研究十分有必要。

1 研究現(xiàn)狀

從全球范圍來看，在車輛裝備海運(yùn)防腐方面，尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)是以企業(yè)提出的技術(shù)規(guī)程為主。在國(guó)內(nèi)研究方面，多數(shù)研究偏重于某一材料或單一設(shè)備的海運(yùn)腐蝕問題，對(duì)于整車的海運(yùn)防腐蝕研究較少。相關(guān)領(lǐng)域的腐蝕研究成果較為豐富，有著重要的參考價(jià)值，如汽車出口、航天設(shè)備海運(yùn)、艦船平臺(tái)等領(lǐng)域。

在汽車出口領(lǐng)域，王愛群等分析了出口商用車在存放與海運(yùn)過程中易腐蝕的部位及原因，提出防護(hù)蠟生產(chǎn)廠提供的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的噴蠟服務(wù)可有效地對(duì)出口商用車提供防銹保護(hù)[1]。在航天設(shè)備海運(yùn)領(lǐng)域，王旭東等對(duì)航天器在海運(yùn)和發(fā)射場(chǎng)期間的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的防腐蝕建議與措施[2]。美國(guó)航天局與歐洲航天局為應(yīng)對(duì)航天設(shè)備海運(yùn)腐蝕問題，先后頒布了各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)了航天器與海運(yùn)裝卸的兼容性設(shè)計(jì)及防護(hù)措施，并針對(duì)航天器與運(yùn)輸裝卸系統(tǒng)間的兼容性設(shè)計(jì)提出了建議措施[3-4]。在艦船平臺(tái)領(lǐng)域，張東林等對(duì)艦面設(shè)備的腐蝕環(huán)境進(jìn)行了分析，列出了存在的腐蝕問題，并提出了艦面設(shè)備腐蝕工作的建議[5]。駱晨等針對(duì)海洋環(huán)境下的飛機(jī)進(jìn)行了研究，分析了影響飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的重要因素，介紹了飛機(jī)海洋環(huán)境適應(yīng)性的研究現(xiàn)狀[6]。其中關(guān)于開展艦船平臺(tái)的環(huán)境觀測(cè)工作、開展環(huán)境參數(shù)實(shí)船測(cè)試對(duì)于車輛裝備海上投送腐蝕研究意義重大。艦船平臺(tái)的環(huán)境觀測(cè)工作已成為美國(guó)等海洋強(qiáng)國(guó)裝備研制的重要基礎(chǔ)工作之一，且從20世紀(jì)開始，美國(guó)已開展了大量的艦載機(jī)材料、結(jié)構(gòu)及設(shè)備的隨艦暴露試驗(yàn)。

2 存在問題

2.1 設(shè)計(jì)考慮不足

長(zhǎng)期以來，我國(guó)都遵循著本土防衛(wèi)的戰(zhàn)略思想，在裝備設(shè)計(jì)制造方面，主要針對(duì)內(nèi)陸氣候環(huán)境，忽視了熱帶海洋環(huán)境等特殊環(huán)境[7]。在車輛裝備的設(shè)計(jì)、研制和論證階段，并未充分考慮熱帶海洋環(huán)境等特殊環(huán)境下的防腐問題，缺乏明確的防腐性指標(biāo)。因此，車輛裝備在這些特殊環(huán)境下長(zhǎng)期貯存和使用時(shí)，極易發(fā)生腐蝕問題，直接影響到其可靠性以及戰(zhàn)備完好性。

2.2 投送時(shí)間長(zhǎng)

海上運(yùn)投送量巨大但速度相對(duì)較慢，因此往往需要消耗較長(zhǎng)時(shí)間。另外由于我國(guó)缺少海外軍事基地以及海上預(yù)置力量，車輛裝備只能通過部隊(duì)集結(jié)、儲(chǔ)存、裝載、運(yùn)輸、卸載及配送等階段，才能到達(dá)最終目的地。加之我軍在海上運(yùn)輸船只方面存在數(shù)量不足、噸位較小、航速較慢等問題，更加延長(zhǎng)了投送時(shí)間。這些投送環(huán)節(jié)往往發(fā)生在海港、海島、艦船等較為惡劣的腐蝕環(huán)境中，極易引起腐蝕，影響車輛裝備作戰(zhàn)性能。美軍擁有海外基地和海上預(yù)置中隊(duì)，快速反應(yīng)能力很強(qiáng)，每個(gè)中隊(duì)可在10 d之內(nèi)，將載有1個(gè)陸戰(zhàn)遠(yuǎn)征旅的裝備和至少30 d的補(bǔ)給送達(dá)世界任何地區(qū)。盡管如此，車輛裝備在預(yù)置狀態(tài)下也處于嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下，必須對(duì)其做一定的防護(hù)處理才能保證其完好率。

2.3 缺少數(shù)據(jù)積累及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

我軍目前車輛裝備的海運(yùn)投送任務(wù)較少，缺乏大規(guī)模車輛裝備海上投送的經(jīng)歷，對(duì)車輛裝備海運(yùn)腐蝕問題還不夠重視，且缺乏投送過程實(shí)際環(huán)境的數(shù)據(jù)、實(shí)車的實(shí)際環(huán)境暴露試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)際環(huán)境的試驗(yàn)方法。另外，民用、航天設(shè)備領(lǐng)域海運(yùn)腐蝕問題以及艦船平臺(tái)腐蝕問題的研究雖然具有一定參考價(jià)值，但由于海上投送具有一定的特殊性，這些領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)并不能完全填補(bǔ)海上投送防腐蝕的空白。

3 環(huán)境及腐蝕影響因素分析

海洋環(huán)境十分惡劣，其高溫、高濕、高鹽霧以及長(zhǎng)日照等環(huán)境因素，給裝備帶來了極大考驗(yàn)。某海外電站項(xiàng)目的鋁制設(shè)備經(jīng)約40 d的海運(yùn)后，表面出現(xiàn)了“白斑”，甚至出現(xiàn)大面積“粉末”。某型汽車整車出口過程中，經(jīng)過港口倉(cāng)儲(chǔ)以及40~50 d的海上運(yùn)輸，汽車裸露的不銹鋼件表面出現(xiàn)了較多銹跡或者銹斑[8]。這些現(xiàn)象充分說明海洋環(huán)境帶來腐蝕問題的嚴(yán)重性，許多裝備都因此而發(fā)生質(zhì)量下降的現(xiàn)象甚至損壞。由于車輛裝備海上投送的環(huán)境復(fù)雜多樣，不同的運(yùn)輸船只、裝卸載方式都可能改變車輛裝備所處的環(huán)境，因此需要結(jié)合具體的投送方式，分析不同環(huán)境對(duì)車輛裝備的影響。

3.1 根據(jù)投送工具分析

3.1.1 滾裝船

一般來說，滾裝船由于運(yùn)輸量大，采用滾上滾下的裝卸方式，裝卸效率高，是車輛裝備最常用的運(yùn)輸方式。我軍在實(shí)踐中，曾利用滾裝船完成部隊(duì)遠(yuǎn)程投送任務(wù)。如圖1所示，南空某防空?qǐng)F(tuán)利用民用滾裝船完成數(shù)千公里的部隊(duì)整建制投送。

圖1 某防空?qǐng)F(tuán)利用滾裝船進(jìn)行整建制投送

在這種運(yùn)輸方式中，車輛裝備最容易受到含鹽離子、艙內(nèi)溫度、濕度等因素的影響。海洋大氣中的鹽離子含量很高，易在船艙內(nèi)的車輛裝備表面產(chǎn)生沉降。其中氯化物吸濕性強(qiáng)，易在表面形成濕膜，含鹽粒子溶解則會(huì)使得液態(tài)水變?yōu)閺?qiáng)電解質(zhì)，具有較強(qiáng)腐蝕性，且具有侵蝕性的氯離子對(duì)一些具有自鈍化特征的材料會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的點(diǎn)蝕。

車輛裝備在船艙內(nèi)雖不受陽(yáng)光直射影響，但高日照的海洋環(huán)境也會(huì)直接導(dǎo)致艙內(nèi)溫度升高，個(gè)別部位甚至可高達(dá)50 ℃。高溫環(huán)境不但直接影響金屬材料腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，也可通過其他因素間接影響腐蝕[9]。海洋環(huán)境下空氣潮濕，艙內(nèi)的相對(duì)濕度可高達(dá)90％。極大的濕度導(dǎo)致金屬表面會(huì)形成一定厚度的水膜，易形成電解液而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使得腐蝕速度增大。另外，艙內(nèi)的高溫高濕環(huán)境適宜霉菌生長(zhǎng)，霉菌對(duì)車輛裝備也會(huì)產(chǎn)生破壞作用，如使金屬材料腐蝕，有機(jī)材料剝蝕和降解，影響電子元器件的性能等。

3.1.2 登陸船只

滾裝船不具備登陸作戰(zhàn)的能力，且由于噸位過大而可能不適用于某些港口。因此，在滾裝船無法進(jìn)行作業(yè)的條件下，尤其是進(jìn)行登陸作戰(zhàn)時(shí)，必須依靠登陸專用的船只來進(jìn)行登陸作業(yè)。美軍在利比亞利用登陸船只進(jìn)行作業(yè)照片如圖2所示。此時(shí)，車輛裝備往往直接暴露在甲板上，還會(huì)受到陽(yáng)光照射、海水飛濺、強(qiáng)風(fēng)、降雨以及干濕交替的影響。

圖2 在利比亞作業(yè)的美軍登陸船只

以南海為例，日照量最高可達(dá)3200 kJ/(m2·h)，總?cè)照樟繛?4158 kJ/(m2·d)。在強(qiáng)日照的影響下，甲板溫度甚至可高達(dá)70 ℃。陽(yáng)光中的紫外線可加速車輛裝備有機(jī)涂層的老化，從而影響車輛裝備的腐蝕。海水飛濺可直接導(dǎo)致裝備表面產(chǎn)生強(qiáng)電解液，同時(shí)飛濺的海水在海風(fēng)的作用下還會(huì)使鹽霧增加而影響腐蝕。海風(fēng)尤其是海上強(qiáng)風(fēng)，會(huì)引起車輛裝備產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕或疲勞腐蝕。干濕交替的產(chǎn)生有多種原因，飛濺的海水以及降雨是使得車輛裝備表面濕潤(rùn)的主要途徑。同時(shí)，車輛裝備表面沉降氯離子的吸濕性強(qiáng)，且大氣濕度大，也是使得其表面濕潤(rùn)的重要原因[9]。濕潤(rùn)的表面在陽(yáng)光及海風(fēng)的作用下，表面殘留的水膜蒸發(fā)而變得干燥。干濕交替會(huì)導(dǎo)致金屬表面鹽濃度較高，從而影響金屬材料的腐蝕速率[10]。

3.1.3 船塢登陸艦、兩棲攻擊艦

船塢登陸艦、兩棲攻擊艦可裝載各種車輛裝備，還可搭載登陸艇、艦載機(jī)，并且具有一定的防空能力和補(bǔ)給能力，是兩棲打擊群的重要組成部分，在現(xiàn)代作戰(zhàn)部隊(duì)投送中有著重要作用。氣墊登陸艇正駛?cè)胫袊?guó)071型船塢登陸艦如圖3所示，登陸艦的內(nèi)部情況如圖4所示。

圖3 071型船塢登陸艦

圖4 071型船塢登陸艦內(nèi)部

3.1.4 兩棲車輛裝備

兩棲車輛裝備也是現(xiàn)代軍事行動(dòng)投送的一個(gè)重要方式，可以方便地在登陸條件較差的地域進(jìn)行人員裝備的投送。我軍某部組織的兩棲戰(zhàn)車登陸訓(xùn)練如圖5所示，可以看出，兩棲車輛在投送中會(huì)與海水產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的直接接觸。海水含鹽量高，屬于典型的電解質(zhì)溶液，加上淺層海水中的溶氧量很高，金屬在其中會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。另外海水中生物活性高、水溫較高、流速較大，這些因素都會(huì)影響金屬材料的腐蝕速率。

圖5 05式兩棲戰(zhàn)車登陸訓(xùn)練

3.2 根據(jù)裝卸載方式分析

3.2.1 泛水卸載

美軍M939型5 t貨車進(jìn)行泛水卸載作業(yè)照片圖6所示。采用泛水卸載方式時(shí)，車輛裝備需要進(jìn)行涉水上岸，會(huì)受到海水的直接侵蝕。飛濺的浪花中含氧量接近飽和，其對(duì)車輛裝備的沖刷作用也會(huì)增加腐蝕速率。此外，海洋大氣環(huán)境、陽(yáng)光照射以及氣候等因素也會(huì)直接影響車輛裝備的腐蝕。

圖6 美軍M939型5噸貨車泛水卸載

3.2.2 抵灘卸載

美國(guó)AM-MACK軍車進(jìn)行抵灘卸載作業(yè)照片如圖7所示。這種卸載方式中，強(qiáng)風(fēng)卷起的砂石可能會(huì)直接對(duì)車輛裝備表面的涂層、保護(hù)膜起到破壞作用，削弱其對(duì)金屬基體的保護(hù)能力。過大的載荷可能還會(huì)使車輛裝備金屬材料內(nèi)部殘余應(yīng)力增大，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。風(fēng)沙還可能使發(fā)動(dòng)機(jī)過濾器堵塞，加速制動(dòng)系統(tǒng)損壞。另外，沙塵與空氣產(chǎn)生的靜電最高可達(dá)3000 V，對(duì)車輛上的電子設(shè)備也有破壞作用。

圖7 美國(guó)AM-MACK軍車抵灘卸載

3.2.3 換乘過駁與機(jī)降卸載

換乘過駁卸載是在距岸灘一定距離的海區(qū)、港灣或外圍島嶼，使用船吊、浮吊和浮動(dòng)裝卸平臺(tái)等吊裝機(jī)械，實(shí)施從大船到小船的過駁作業(yè)，再由小船進(jìn)行登陸作業(yè)。機(jī)降卸載是指利用直升機(jī)在船岸之間或岸岸之間進(jìn)行垂直吊裝吊卸。美國(guó)軍車進(jìn)行的吊裝作業(yè)如圖8所示。在進(jìn)行吊裝作業(yè)時(shí)，除了受到自然因素的影響以外，還增加了人為因素影響，如吊鉤可能與車輛裝備發(fā)生磕碰，影響涂層質(zhì)量，導(dǎo)致涂層提前失效。

圖8 美國(guó)Oshkosh軍車吊裝

4 防腐對(duì)策

4.1 增強(qiáng)防腐蝕設(shè)計(jì)

在車輛裝備設(shè)計(jì)論證階段就充分考慮其環(huán)境適應(yīng)性，提出相應(yīng)的防腐蝕指標(biāo)，并通過合適的防腐蝕設(shè)計(jì)，降低車輛裝備在海上投送過程中的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。如采用耐蝕的材料、結(jié)構(gòu)，從根本上減小腐蝕危害；或者遴選合適的涂層，設(shè)計(jì)合理的涂層體系，選擇合適的工藝來對(duì)金屬材料進(jìn)行有效的保護(hù)。

4.2 臨時(shí)性保護(hù)涂料

臨時(shí)性保護(hù)涂料包括各類防銹油、防銹脂、防銹蠟等，通過涂覆在裝備表面起到一定的隔離作用，可對(duì)裝備提供數(shù)月的臨時(shí)性保護(hù)。采用防銹油及防銹脂時(shí)，雖然操作簡(jiǎn)便，但易產(chǎn)生漏涂現(xiàn)象，且風(fēng)吹雨淋會(huì)導(dǎo)致防銹油脂的流逝，影響防腐蝕效果。采用防護(hù)蠟時(shí)，雖然需要通過合理選用防護(hù)劑以及一定的工藝手段，但能有效避免上述問題，對(duì)車輛裝備的防護(hù)效果較好。正因如此，該方法在汽車出口以及美軍海運(yùn)中已得到了運(yùn)用。

4.3 整裝封存技術(shù)

整裝封存技術(shù)可高效快速地對(duì)車輛裝備進(jìn)行防護(hù)，已在外軍軍事倉(cāng)儲(chǔ)中已得到了充分應(yīng)用。我軍對(duì)此也開展了一系列研究，并取得了不錯(cuò)的效果[11-12]。在車輛裝備海上投送中，應(yīng)注意選擇合適的封存工作原理、封口形式以及裝置結(jié)構(gòu)，從而有效保護(hù)車輛裝備。

4.4 腐蝕檢測(cè)技術(shù)

在宏觀腐蝕出現(xiàn)之前，腐蝕往往已經(jīng)十分嚴(yán)重。因此應(yīng)通過腐蝕檢測(cè)技術(shù)，在宏觀腐蝕產(chǎn)生以前，實(shí)時(shí)地掌握車輛裝備的腐蝕狀態(tài)。在各種檢測(cè)技術(shù)中，應(yīng)重點(diǎn)考慮現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方便、對(duì)裝備無損的檢測(cè)技術(shù)。從而提高車輛裝備腐蝕的測(cè)試性，便于及時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)手段。

4.5 新型防腐蝕技術(shù)研究

學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，形成嚴(yán)格的規(guī)范，積極探索新材料和新技術(shù)在防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用。在防腐蝕研究方面，應(yīng)開展對(duì)運(yùn)輸平臺(tái)環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，收集相關(guān)數(shù)據(jù)并加以鑒別，從中找出影響腐蝕的因素，建立環(huán)境譜。對(duì)材料、零部件、裝備等開展實(shí)際暴露試驗(yàn)，研究其在實(shí)際投送過程中的腐蝕行為，積累相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后還應(yīng)加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)的研究，設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際環(huán)境的腐蝕試驗(yàn)，提出相應(yīng)的試驗(yàn)及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

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Corrosion of Vehicle Equipment during Sea Delivery

XU An-tao1a, ZHANG Rui1b, ZHANG Zhen-nan1b, SUN Bo2, LI Xi-dong1b, ZHOU Hui1b

(1.Military Transportation University a. Military Vehicle Department; b. Postgraduate Training Brigade, Tianjin 300161, China; 2.Unit 96274, Luoyang 471003, China)

The important realistic significance and the severe corrosion environment faced by the vehicle equipment during sea delivery were introduced. The research status of vehicle equipment corrosion and protection in sea delivery and its related fields were analyzed. And the problem in sea delivery of vehicle equipment was pointed out. Combined with the specific delivery tools and the way of loading and unloading, we analyzed the factors which may cause the vehicles equipment corrode, and put forward the corresponding anti-corrosion methods.

sea delivery; corrosion; vehicle equipment; anti-corrosion methods

10.7643/ issn.1672-9242.2017.10.013

TJ07；TG174

A

1672-9242(2017)10-0069-05

2017-06-07；

2017-07-07

徐安桃（1964—）：男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)檐囕v的腐蝕與防護(hù)。