淺析艦艇船體防腐和陰極保護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

張路路

【摘 要】艦艇船體長(zhǎng)期處于海洋環(huán)境之中，其環(huán)境特點(diǎn)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(xiàn)腐蝕的問題，對(duì)于其質(zhì)量的保證以及使用壽命的延長(zhǎng)十分不利。本文首先分析了艦艇船體防腐和陰極保護(hù)的重要性，在此基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)上述兩方面工作目前的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了研究，并以艦艇為主，提出了具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(hù)作用的加強(qiáng)提供保證。

【關(guān)鍵詞】艦艇船體防腐 陰極保護(hù) 優(yōu)化設(shè)計(jì)

艦艇船體長(zhǎng)期處于海洋環(huán)境之中，艦艇船體很容易出現(xiàn)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(zhǎng)期與海水接觸，金屬設(shè)備其受海水腐蝕情況十分嚴(yán)重，因此有必要以其為主，對(duì)相應(yīng)的防腐以及陰極保護(hù)過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 艦艇船體防腐和陰極保護(hù)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(guān)鍵因素，同時(shí)，一直以來，解決這一問題都是有關(guān)領(lǐng)域的工作難點(diǎn)。調(diào)查顯示，受海水侵蝕的影響，潛艇中的電子設(shè)備等通常會(huì)出現(xiàn)損壞的問題，這對(duì)于其戰(zhàn)斗力的保證十分不利，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行維修也會(huì)對(duì)我國(guó)造成極大的軍事、經(jīng)濟(jì)方面的損失[1]?？偟膩碚f，化學(xué)腐蝕以及電化學(xué)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(fā)生化學(xué)作用而造成的腐蝕。后者指的是受電子流動(dòng)影響而造成的腐蝕。就目前的情況看，上述兩種情況是導(dǎo)致艦艇腐蝕的主要因素[2]。針對(duì)不同的情況，需要采取不同的手段對(duì)其進(jìn)行解決，其中陰極保護(hù)以及防腐措施的實(shí)施便是兩種重要的方法，實(shí)踐證明，其應(yīng)用效果相對(duì)良好。因此，有必要將上述措施應(yīng)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(zhǎng)提供基礎(chǔ)。

2 艦艇船體防腐和陰極保護(hù)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)艦艇船體防腐和陰極保護(hù)水平已經(jīng)得到了一定程度的提高，其保護(hù)效率與壽命也得到了演唱，但在計(jì)算與設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用過程中卻存在著過于傳統(tǒng)的問題，盲目性相對(duì)較強(qiáng)，為解決上述問題，這對(duì)于我國(guó)艦艇船體防腐水平的進(jìn)一步提高十分不利。除此之外，相對(duì)于其他水面船體而言，潛艇的浸水面積較大，整個(gè)艇身都長(zhǎng)期處于海水環(huán)境中，這是導(dǎo)致其保護(hù)電流增加的主要原因。為避免長(zhǎng)期受海水腐蝕而對(duì)艦艇性能造成過于嚴(yán)重的影響，有必要對(duì)有關(guān)陰極保護(hù)的內(nèi)容進(jìn)行分析。另外，在艦艇防腐過程中，其防腐措施的應(yīng)用會(huì)對(duì)艦艇周圍的電場(chǎng)造成影響，我國(guó)存在的問題在于沒有充分考慮上述影響，由此導(dǎo)致的安全性問題已經(jīng)對(duì)艦艇本身性能的發(fā)揮造成了阻礙，對(duì)此，有關(guān)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(jìn)一步的優(yōu)化。

3 艦艇船體防腐和陰極保護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 防腐優(yōu)化設(shè)計(jì)

海水對(duì)艦艇的腐蝕主要表現(xiàn)在艦艇表面以及內(nèi)部設(shè)備兩個(gè)方面，因此防腐的優(yōu)化設(shè)計(jì)必須從上述兩方面出發(fā)來實(shí)現(xiàn)。首先做好艦艇表面的防腐工作，對(duì)此，選擇較為優(yōu)質(zhì)的防腐材料能夠起到較為有效的作用，且具有簡(jiǎn)單便利的優(yōu)勢(shì)，合金結(jié)構(gòu)鋼是當(dāng)前應(yīng)用的主要防腐蝕材料，實(shí)踐證明，這一材料應(yīng)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(diǎn)，也是導(dǎo)致海水滲透腐蝕到內(nèi)部裝備的主要原因，因此在艦艇設(shè)計(jì)過程中，必須對(duì)其縫隙問題加以重視。另外，設(shè)備被腐蝕會(huì)直接導(dǎo)致艦艇設(shè)備無法正常投入使用，因此做好設(shè)備的防腐蝕工作同樣十分重要?？偟膩碚f，在設(shè)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(shí)在引進(jìn)設(shè)備時(shí)，也要對(duì)其防腐參數(shù)進(jìn)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(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

陰極保護(hù)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(yīng)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(shí)施電絕緣處理措施[4]。就目前的情況看，我國(guó)已經(jīng)將這一措施應(yīng)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(hù)技術(shù)下，犧牲陽極的安裝數(shù)量大大減少，使艦艇的整體防腐性能得到了優(yōu)化，同時(shí)還達(dá)到了節(jié)約成本的目的，對(duì)于我國(guó)軍事等領(lǐng)域整體發(fā)展水平的提升以及成本的降低具有重要意義。

3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)仿真

為判斷優(yōu)化設(shè)計(jì)效果及其合理性，在具體設(shè)計(jì)完成之后有必要展開仿真實(shí)驗(yàn)：首先，將合金結(jié)構(gòu)剛作為了艦艇船體的主要材料，將其各方面參數(shù)輸入到了計(jì)算機(jī)當(dāng)中，同時(shí)分析其對(duì)艦艇本身及其內(nèi)部設(shè)備防腐性能的影響，并從各角度出發(fā)，對(duì)艦艇的參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，建立了具體的仿真模型。全面考慮艦艇所處的海水環(huán)境，并對(duì)艦艇主體部分進(jìn)行了網(wǎng)格離散化，以其電學(xué)特征為基礎(chǔ)，形成了廣義耦合電池系統(tǒng)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(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用以及對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合，完成了有關(guān)艦艇金屬材料防腐性能的計(jì)算工作，并得出了最終的計(jì)算結(jié)果，在對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理的前提下，完成了具體的分析工作。最后，通過對(duì)仿真結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，采用上述防腐措施以及陰極保護(hù)措施，能夠有效的達(dá)到提高艦艇表面防腐水平的目的。將本次仿真實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其防腐參數(shù)得到了極大程度的優(yōu)化，因此認(rèn)為，上述優(yōu)化設(shè)計(jì)過程具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

4 結(jié)語

做好艦艇船體防腐和陰極保護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠得到提高其防腐性能的目的。潛艇長(zhǎng)期處于水下環(huán)境中，相對(duì)于其他水面艦艇而言，其受腐蝕程度更加嚴(yán)重，因此做好防腐工作便顯得更加重要。防腐措施的實(shí)施以及陰極保護(hù)的實(shí)現(xiàn)均能夠使?jié)撏н_(dá)到較好的防腐效果，因此在具體設(shè)計(jì)過程中，有必要對(duì)上述措施加以重視。

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