賈陽光，陳 曦，韓方丁，侯 蔚，李子森

(中國兵器工業(yè)新技術推廣研究所，北京 100089)

裝甲車輛是指具有裝甲防護的履帶、輪式軍用或警用車輛的統(tǒng)稱，主要由推進系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、防化系統(tǒng)、電子與通信系統(tǒng)、綜合電子信息系統(tǒng)等總體構成[1]，分類框圖如圖1所示。裝甲車輛承擔著保家衛(wèi)國、軍事訓練、對敵作戰(zhàn)等任務，具有全域機動、快速突擊、持續(xù)作戰(zhàn)獨特能力，長期暴露在風沙、雨雪、潮濕、鹽霧等惡劣環(huán)境條件下工作而經(jīng)常引發(fā)腐蝕問題，如金屬部分會氧化、腐蝕、生銹；表面涂鍍層會龜裂、變質(zhì)、脫落；電氣元件會老化、擊穿、變質(zhì)；光學器材會起霧、發(fā)霉、失效，嚴重影響裝備的使用壽命和作戰(zhàn)能力，影響著裝甲車輛的可靠性和綜合作戰(zhàn)性能[2]。據(jù)某大修廠的維修數(shù)據(jù)可知，除單純的機械故障外，裝甲車輛的絕大多數(shù)故障都是由于環(huán)境影響造成，其中腐蝕問題提高了裝甲車輛15%維修費用，增加了25%維修頻次[3-5]。

圖1 裝甲車輛的分類框圖

為全面提升現(xiàn)役裝甲車輛的腐蝕防護水平，著眼未來裝甲車輛的發(fā)展，實現(xiàn)裝甲車輛全域機動和表面防護技術的可靠性提升，做好腐蝕的系統(tǒng)防護，推動裝甲車輛的高質(zhì)量發(fā)展。賈海波等[6]從材料、結構、工藝等方面分析軍工產(chǎn)品的防護措施，為軍工產(chǎn)品的防腐蝕設計提供了理論基礎。倪余偉等[7]對國內(nèi)軍用車輛生產(chǎn)廠家和使用部隊進行了長期走訪調(diào)研，對軍用車輛的腐蝕現(xiàn)狀、防腐工藝進行深入研究分析，提出了系統(tǒng)工藝改進措施。王光雍等[8]研究了材料腐蝕與裝備環(huán)境工程關系，重點討論了不同服役環(huán)境對典型材料的服役影響規(guī)律，使材料自然環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)與試驗研究成果直接為裝甲車輛服務。王俊芳、王博等[9-10]通過分析國內(nèi)外武器裝備腐蝕控制的基本現(xiàn)狀，并根據(jù)我國目前軍用防護涂層的發(fā)展狀況，重點討論了常用的防腐蝕涂料的應用現(xiàn)狀，提出了我國軍用防腐涂料涂裝技術發(fā)展建議。

裝甲車輛是集成度最高、功能最全、技術最為密集、帶動作用最為顯著的核心陸戰(zhàn)裝備，因此一直是世界各國陸軍裝備轉型建設和技術創(chuàng)新的重點發(fā)展領域。此外，裝甲車輛研制設計、生產(chǎn)組織管理體系和產(chǎn)品配套體系較為成熟，配套單位較為集中，配套層級較為簡單，規(guī)模列裝較多，增長空間巨大。本文以裝甲車輛作為研究對象，立足裝備車輛的現(xiàn)實腐蝕需求，以軍工產(chǎn)品試點為主線開展腐蝕防護體系化發(fā)展研究工作，分析確認腐蝕風險、防腐技術和標準問題，研究對策并將研究成果推廣應用于型號裝備全線，助推武器裝備高質(zhì)量發(fā)展，意義重大、需求迫切。

1 我國裝甲車輛的腐蝕防護基本要求

早期，我國裝甲車輛主要使用和部署于內(nèi)陸北方地區(qū)，出口于周邊國家，環(huán)境引發(fā)腐蝕問題并不嚴重，研制中也較少關注腐蝕防護問題。隨著我國裝甲車輛使用地域的拓展，帶來腐蝕機理復雜化、腐蝕類型多樣化等問題，全域作戰(zhàn)能力也對裝甲車輛的腐蝕防護水平提出了新要求。隨著科技飛速發(fā)展，新材料、新技術日新月異，在裝甲車輛的應用領域不斷拓展，但不同系統(tǒng)、不同部件和不同材料的防腐工藝均有較大區(qū)別，同時也存在著傳統(tǒng)的防護技術規(guī)范不適用、防腐需求不統(tǒng)一、技術要求繁雜等問題，既無法滿足沿?；蛏詈５确栏螅灿羞^防腐保護情況。如某戰(zhàn)車因輕量化和信息化的要求，應用了大量高強鋼、鋁鎂合金、鈦合金和復合材料，安裝了高度集成化的精密測算系統(tǒng)、電子通信和武器觀瞄光學電子系統(tǒng)，經(jīng)短期服役后，出現(xiàn)了應力腐蝕、電偶腐蝕導致的拆卸困難等問題，操縱臺的電纜插頭、插座、輔助繼電氣因海水滲漏、鹽霧出現(xiàn)短路燒壞等問題，通信部分由于密封性或受潮濕影響，出現(xiàn)尖叫等問題。

裝甲車輛的全域機動、輕量化和信息化對防腐蝕技術提出了更高的要求。我國幅員遼闊，氣候環(huán)境包括了各種復雜的自然環(huán)境特征，從亞熱帶海洋性氣候到北溫帶、寒帶氣候，從高原戈壁荒漠氣候到熱帶雨林氣候。以裝甲鋼為主的車輛主體結構材料，以各種高性能合金鋼制成的動力傳動、行動系統(tǒng)及武器系統(tǒng)，以及高度集成化的精密計算機系統(tǒng)、電子通信和武器觀瞄的光學電子系統(tǒng)，必須適應包括海洋性氣候條件下的濕熱、鹽霧、水汽，熱帶雨林氣候條件下的飽和水汽、霉菌微生物，寒帶極端低溫等苛刻氣候條件，并能夠在這些復雜氣候條件下正常遂行作戰(zhàn)任務。

裝甲車輛的防腐蝕技術水平?jīng)Q定了復雜氣候條件下的環(huán)境適應性能，裝甲車輛的環(huán)境腐蝕特點和類型見表1。

表1 裝甲車輛的環(huán)境腐蝕特點和類型

2 裝甲車輛的腐蝕防護類型及應用現(xiàn)狀

裝甲車輛的腐蝕防護是一個系統(tǒng)工程，涂鍍層是技術保障手段，但腐蝕問題是產(chǎn)品設計階段就應同步開始考慮的問題，應在全系統(tǒng)強調(diào)腐蝕防護的體系化。防腐涂料、電鍍層作為重要的防腐措施之一，在做好優(yōu)秀耐蝕材料的選用研制、科學合理的結構設計、防腐手段評估選擇的同時，還應重視涂料涂裝的規(guī)范性和可靠性，同時開展整車涂裝檢驗檢測技術的試驗驗證。

2.1 腐蝕防護技術體系

涂鍍層技術是指將惡劣環(huán)境與裝備車輛表面進行隔離，從而達到延緩裝備腐蝕速度的目的，如金屬結構材料表面電鍍鋅、某些結構件涂覆陶瓷、車體噴涂樹脂。防腐涂料是裝甲車輛車體等大表面的重要腐蝕防護手段?？v觀裝甲車輛用防腐涂料的發(fā)展歷程，主要是隨著合成樹脂的發(fā)展而進步的。第二次世界大戰(zhàn)前，裝甲車輛主要使用油性漆、硝基漆，戰(zhàn)后大部分使用油性漆、硝基漆等。伴隨著裝甲車輛走向沿海和深海，提出了“重防腐涂料”的概念，醇酸樹脂涂料、氯化橡膠涂料、氯乙烯樹脂涂料、環(huán)氧樹脂涂料、聚氨酯樹脂涂料、聚酯樹脂涂料等合成樹脂涂料迅速發(fā)展[11]。通過對國內(nèi)主要裝甲車輛生產(chǎn)廠走訪調(diào)研，梳理了目前常用的防腐涂料(見表2)[12-13]。

表2 常用防腐涂料

目前，磷化、金屬鍍層、達克羅是裝備車輛零部件和結構件的主要防護手段，初步形成了裝甲車輛的零部件的腐蝕防護技術體系。20世紀70年代，英國人突破了磷化工藝，將其成功運用在梅卡瓦主戰(zhàn)坦克上。我國磷化技術起步較晚，經(jīng)過多年的發(fā)展，在磷化技術的配方、工作機理等方面已取得了較大的進展[14]。受限于國內(nèi)環(huán)保的要求，磷化技術主要應用于兩棲裝甲車輛和艦船的高強鋼零部件。金屬鍍層技術因具有良好的防護性、性價比、優(yōu)異的耐蝕性和低氫脆等特性，是裝甲車輛零部件的主要防腐手段[15]。達克羅涂層具有較高的耐腐蝕性、高耐熱性、高耐候性、無氫脆、環(huán)境友好等優(yōu)點，主要用于發(fā)動機熱負載零件、排氣系統(tǒng)標準件等零部件、齒輪等復雜零件[16]。裝甲車輛輕量化拓展了微弧氧化技術的應用范圍，主要用于鋁、鎂等閥金屬及合金[17]。

長期以來，涂鍍層技術作為裝甲車輛簡單和有效的防腐手段，保障了裝甲車輛的車體部分、行動部分、動力部分、操縱部分、武器部分等正常運轉，形成了腐蝕防護技術體系。作為裝甲車輛腐蝕防護的重要一環(huán)，我國裝甲車輛目前采用的部分防腐涂料還比較落后，防護手段比較單一，涂裝涂料品種比較混亂。如裝甲車輛在早期研制中較少考慮濕熱、海洋等惡劣環(huán)境的腐蝕問題，選用達克羅技術解決了當時的研制急需，但長時間使用和多次拆卸暴露出涂層脫落、腐蝕等失效問題。因此，單一功能防腐蝕涂料、鍍層技術已無法滿足現(xiàn)代裝甲車輛全域作戰(zhàn)的要求，構建腐蝕防護技術體系勢在必行。此外，腐蝕防護是一個綜合、系統(tǒng)工程，在裝甲車輛研制設計時，需結合服役環(huán)境和運行狀態(tài)等條件，選擇匹配材料，合理結構設計，選用正確防腐技術工藝，進行腐蝕系統(tǒng)控制管理，確保裝甲車輛的可靠性、安全性和使用壽命。在涂料配方設計時，要兼顧多方面因素，綜合考慮防腐蝕、耐候性能、抗菌性能等因素，選擇合適的成膜物質(zhì)、助劑、填料等。此外，在發(fā)展防腐工藝技術體系的同時，還應兼顧腐蝕防護標準規(guī)范。

2.2 腐蝕防護標準規(guī)范

國外裝甲車輛的防腐技術發(fā)展都是以軍事用途需求為牽引、民用推廣為重點，從設計方法、新品研制、工藝手段和應用研究上協(xié)同發(fā)展，走通用為主兼顧專用、技術與標準同步、專業(yè)化的發(fā)展道路，各類防腐技術齊全、性能穩(wěn)定，滿足軍工產(chǎn)品發(fā)展需求。美國武器裝備要經(jīng)受全球嚴酷的腐蝕環(huán)境，動用了大量人力和物力實施腐蝕控制戰(zhàn)略，高度重視軍用裝備腐蝕控制，專門建立了腐蝕控制的相關管理機構。在21世紀初發(fā)布了《陸軍腐蝕與防護控制大綱》《國防部防止和減緩腐蝕戰(zhàn)略計劃》等戰(zhàn)略，編制了武器系統(tǒng)的材料和工藝要求，具體規(guī)定了材料的選擇、保護涂層和設計考慮，保護武器系統(tǒng)和保障設備的表面處理、涂層和密封劑，通過應用防腐標準原則來減輕腐蝕，提高了裝甲車輛的防腐能力。

我國裝甲車輛現(xiàn)有防腐措施效率較低，技術水平不高，防腐效果不理想，同時我國腐蝕防護在國防工業(yè)生產(chǎn)中處于輔助性、附屬性、服務性地位，缺少政策法規(guī)支持，基礎工業(yè)相對薄弱，標準建設滯后。隨著我軍裝甲車輛的迅速發(fā)展、新型號裝備列裝和東南沿海的部署，其腐蝕問題越來越顯著，這就要求我們研究相應的標準和腐蝕控制的規(guī)范。為了解決裝甲車輛的各種設備、零固件的腐蝕問題，中國工程院牽頭發(fā)布了《中國腐蝕調(diào)查報告》。隨后，以王海舟院士為代表的老一代學者致力于設計、生產(chǎn)、制造全流程的成套標準體系的制定，梳理了644項材料腐蝕方面的國標、1 312項行標。2019年，國家材料環(huán)境腐蝕平臺頒布了47項標準，其中17項涉及低合金耐蝕鋼的標準，28項是涉及大氣、土壤、海水材料進行野外腐蝕試驗的標準。裝甲車輛的防腐密封器材配發(fā)標準和兩棲裝甲車的鋅-鉻涂層應用技術要求等3項國家軍用標準的制定，提高了裝甲車輛腐蝕控制和維修保障能力，完善了部隊使用保養(yǎng)規(guī)范，為我國裝甲車輛的腐蝕防護標準規(guī)范的形成奠定了基礎[18-19]。

我國裝甲車輛的腐蝕防護技術研究起步較晚，在研制設計、工藝技術、生產(chǎn)制造和試驗評價等諸多方面與發(fā)達國家存在著一定的差距，且在腐蝕防護標準規(guī)范方面存在著許多空白(見表3)[20-21]。為構建出科學、合理的裝甲車輛腐蝕防護的標準規(guī)范，應從國家和行業(yè)的高度，認真理清標準規(guī)范的工作范圍，梳理現(xiàn)有國家、行業(yè)腐蝕標準規(guī)范，確定未來腐蝕防護標準的種類、內(nèi)容，推動防腐蝕行業(yè)標準規(guī)范建設工作有序開展。

表3 不同部位的標準規(guī)范情況

3 結論與展望

裝甲車輛的結構日趨復雜，信息化占比日益增多，與發(fā)達國家相比，我國裝甲車輛的腐蝕防護水平相對落后，工藝技術較為單一，現(xiàn)有標準規(guī)范無法滿足現(xiàn)役、未來裝甲車輛的腐蝕防護需求，由腐蝕相關帶來的維修問題愈發(fā)突出。因此提出裝甲車輛的腐蝕防護體系化發(fā)展建議，支撐合理的腐蝕控制設計，對提高裝甲車輛可靠性和綜合作戰(zhàn)性能具有重要意義。筆者對我國裝甲車輛的腐蝕防護體系化發(fā)展建議如下。

1)重點解決腐蝕突出問題，建立與之配套標準規(guī)范。針對性地解決裝甲車輛長期存在因腐蝕引起的可靠性差的問題(如車體涂層脫落、連接件和活動件卡蝕等)，可以顯著提升裝備的環(huán)境適應性和戰(zhàn)時可靠性，全面提升裝備的保障水平和戰(zhàn)斗力。結合裝甲車輛服役環(huán)境特點，根據(jù)裝甲車輛系統(tǒng)、零部件的結構特點和運行狀況，制定環(huán)境評級及防腐蝕涂料評級、梳理和制定防腐蝕典型結構，建立防腐蝕結構庫，搭建不同的防腐蝕涂層結構，明確涂層體系防腐特點、涂層結構、厚度、工藝參數(shù)等具體要求，研究關鍵零件及部件表面預處理評級圖譜，編制內(nèi)陸、近海、遠海防腐規(guī)范，最終建立裝甲車輛可直接篩選的防腐蝕體系。

2)吸收先進技術防腐措施，加大腐蝕防護治理力度。傳統(tǒng)的防腐措施存在防腐效果差、耗時多、人力消耗大等缺點，影響部隊戰(zhàn)斗力的提高，因此應積極采用先進的耐蝕材料和防腐技術。雖然開發(fā)新材料和先進的防腐技術一次性投入較高，但防腐性能好，并能夠減少日常維護的工作量，可使部隊有更多的時間投入訓練，促進戰(zhàn)斗力的提高。針對新裝備防腐新需求及衍生問題，通過實現(xiàn)先進的技術措施的防腐蝕工程化應用(如高速激光熔覆、石墨烯、滲鋅等，攻關防腐蝕關鍵技術工藝)，打通腐蝕預處理、涂料/電鍍工藝以及后期維護整個防腐鏈條，聯(lián)動密封、磨損、表面等相關行業(yè)發(fā)展，建設一批專業(yè)化的技術攻關隊伍，加大腐蝕防護治理力度，進一步優(yōu)化和完善裝甲車輛防腐技術體系。

3)落實環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標，樹立裝備全壽命觀念。緊密結合我國的環(huán)保要求，堅持國防工業(yè)技術可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)綠色防腐蝕技術的應用，使腐蝕防護觀念深入到裝備設計、制造、使用和維修的各個環(huán)節(jié)，加強裝備維修保障，特別是涉海裝備作訓后的保障措施的落實等，實現(xiàn)裝備全周期、全壽命防腐的目標，通過裝備的防腐蝕技術提升工作，實現(xiàn)裝備防腐蝕觀念的更新，做到設計先行，預防為主，突出重點，加大防腐技術和新型耐蝕材料的開發(fā)研究，增強對裝備車輛的防腐蝕技術基礎工作的支持。