淺析艦艇船體防腐和陰極保護的優化設計方法

張路路

【摘 要】艦艇船體長期處于海洋環境之中，其環境特點與陸地情況存在極大的不同，受其影響，艦艇船體很容易出現腐蝕的問題，對于其質量的保證以及使用壽命的延長十分不利。本文首先分析了艦艇船體防腐和陰極保護的重要性，在此基礎上對我國上述兩方面工作目前的發展狀況進行了研究，并以艦艇為主，提出了具體的優化設計方法，目的在于為以金屬材料為主的艦艇船體防腐效果的改善以及陰極保護作用的加強提供保證。

【關鍵詞】艦艇船體防腐 陰極保護 優化設計

艦艇船體長期處于海洋環境之中，艦艇船體很容易出現腐蝕的問題，特別是以合金鋼為主要船體材料的各類艦艇長期與海水接觸，金屬設備其受海水腐蝕情況十分嚴重，因此有必要以其為主，對相應的防腐以及陰極保護過程進行優化設計。

1 艦艇船體防腐和陰極保護的重要性

海水腐蝕是影響以潛艇為主的艦艇船體使用性能的關鍵因素，同時，一直以來，解決這一問題都是有關領域的工作難點。調查顯示，受海水侵蝕的影響，潛艇中的電子設備等通常會出現損壞的問題，這對于其戰斗力的保證十分不利，同時對其進行維修也會對我國造成極大的軍事、經濟方面的損失[1]?？偟膩碚f，化學腐蝕以及電化學腐蝕是艦艇被腐蝕的主要原因。前者主要指的是由海水與制造艦艇的諸多材料之間發生化學作用而造成的腐蝕。后者指的是受電子流動影響而造成的腐蝕。就目前的情況看，上述兩種情況是導致艦艇腐蝕的主要因素[2]。針對不同的情況，需要采取不同的手段對其進行解決，其中陰極保護以及防腐措施的實施便是兩種重要的方法，實踐證明，其應用效果相對良好。因此，有必要將上述措施應用到潛艇的防腐蝕過程中，以為其使用性能的保證以及使用壽命的延長提供基礎。

2 艦艇船體防腐和陰極保護現狀

目前，我國艦艇船體防腐和陰極保護水平已經得到了一定程度的提高，其保護效率與壽命也得到了演唱，但在計算與設計方法的應用過程中卻存在著過于傳統的問題，盲目性相對較強，為解決上述問題，這對于我國艦艇船體防腐水平的進一步提高十分不利。除此之外，相對于其他水面船體而言，潛艇的浸水面積較大，整個艇身都長期處于海水環境中，這是導致其保護電流增加的主要原因。為避免長期受海水腐蝕而對艦艇性能造成過于嚴重的影響，有必要對有關陰極保護的內容進行分析。另外，在艦艇防腐過程中，其防腐措施的應用會對艦艇周圍的電場造成影響，我國存在的問題在于沒有充分考慮上述影響，由此導致的安全性問題已經對艦艇本身性能的發揮造成了阻礙，對此，有關人員必須注意到上述問題，這樣才能艦艇的防腐性能得到進一步的優化。

3 艦艇船體防腐和陰極保護的優化設計

3.1 防腐優化設計

海水對艦艇的腐蝕主要表現在艦艇表面以及內部設備兩個方面，因此防腐的優化設計必須從上述兩方面出發來實現。首先做好艦艇表面的防腐工作，對此，選擇較為優質的防腐材料能夠起到較為有效的作用，且具有簡單便利的優勢，合金結構鋼是當前應用的主要防腐蝕材料，實踐證明，這一材料應用效果較好[3]。除此之外，還要考慮縫隙腐蝕等方面的問題?？p隙的存在是艦艇的弱點，也是導致海水滲透腐蝕到內部裝備的主要原因，因此在艦艇設計過程中，必須對其縫隙問題加以重視。另外，設備被腐蝕會直接導致艦艇設備無法正常投入使用，因此做好設備的防腐蝕工作同樣十分重要。總的來說，在設備的制造過程中，要保證其防腐性能與艦艇整體的防腐性能相互匹配，同時在引進設備時，也要對其防腐參數進行再次確定，以使其性能能夠充分的滿足艦艇防腐的要求。

3.2 陰極保護優化設計

陰極保護措施在解決艦艇及海上裝備被腐蝕的問題方面具有較好的應用效果，以與海水部位接觸的管材為例，必須在其接頭與法蘭之間實施電絕緣處理措施[4]。就目前的情況看，我國已經將這一措施應用到了艦艇船體的防腐過程中，在此之前，軍艦，潛艇往往需要安裝大量的犧牲陽極，但在陰極保護技術下，犧牲陽極的安裝數量大大減少，使艦艇的整體防腐性能得到了優化，同時還達到了節約成本的目的，對于我國軍事等領域整體發展水平的提升以及成本的降低具有重要意義。

3.3 優化設計仿真

為判斷優化設計效果及其合理性，在具體設計完成之后有必要展開仿真實驗：首先，將合金結構剛作為了艦艇船體的主要材料，將其各方面參數輸入到了計算機當中，同時分析其對艦艇本身及其內部設備防腐性能的影響，并從各角度出發，對艦艇的參數進行了計算，建立了具體的仿真模型。全面考慮艦艇所處的海水環境，并對艦艇主體部分進行了網格離散化，以其電學特征為基礎，形成了廣義耦合電池系統仿真模型的邊界條件，并通過其他一系列過程完成了仿真模型的建立過程。其次，通過對計算機技術的應用以及對各項數據的綜合，完成了有關艦艇金屬材料防腐性能的計算工作，并得出了最終的計算結果，在對計算結果進行整理的前提下，完成了具體的分析工作。最后，通過對仿真結果的分析發現，采用上述防腐措施以及陰極保護措施，能夠有效的達到提高艦艇表面防腐水平的目的。將本次仿真實驗所得到的數據與傳統數據對比發現，其防腐參數得到了極大程度的優化，因此認為，上述優化設計過程具有較強的實用性。

4 結語

做好艦艇船體防腐和陰極保護的優化設計能夠得到提高其防腐性能的目的。潛艇長期處于水下環境中，相對于其他水面艦艇而言，其受腐蝕程度更加嚴重，因此做好防腐工作便顯得更加重要。防腐措施的實施以及陰極保護的實現均能夠使潛艇達到較好的防腐效果，因此在具體設計過程中，有必要對上述措施加以重視。

參考文獻：

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[3]孔祥峰，張婧，姜源慶，白強.船舶防腐蝕技術應用及研究進展[J].全面腐蝕控制，2014（10）：17-20.

[4]童輝，魏世丞，陳永雄，劉玉欣，劉毅，徐濱士.鋼質潛水器表面防護的研究和發展現狀[J].中國表面工程，2012（05）：21-25.