南海島礁環(huán)境雷達(dá)裝備鋼結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)效防護(hù)設(shè)計(jì)

摘要：海洋環(huán)境腐蝕條件苛刻，而中國(guó)周邊海洋腐蝕環(huán)境又屬南海最為惡劣，因此在南海環(huán)境下長(zhǎng)期服役的雷達(dá)鋼結(jié)構(gòu)件必須采取長(zhǎng)效的防護(hù)措施。本文設(shè)計(jì)方案引入長(zhǎng)效噴鋁涂層及最新的氟碳面漆，通過(guò)合理環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證，得到了最佳的防護(hù)設(shè)計(jì)方案，能夠適應(yīng)南海島礁惡劣的腐蝕環(huán)境。

關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境；腐蝕；氟碳面漆

據(jù)調(diào)研，南海海洋環(huán)境是中國(guó)周邊海洋環(huán)境中腐蝕環(huán)境最為惡劣的，南海氣候?qū)儆诘湫偷臐駸嵝秃Ｑ髿夂?，主要的環(huán)境特點(diǎn)是高溫、高濕、高鹽霧和強(qiáng)紫外線照射，對(duì)雷達(dá)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備腐蝕防護(hù)的可靠性是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

目前鋼結(jié)構(gòu)件的防護(hù)大多沿用傳統(tǒng)的油漆方案，保護(hù)涂層多使用底漆+中層漆+面漆，這種單純的油漆涂層防護(hù)周期較短，一般長(zhǎng)的不過(guò)5年，短的只有l(wèi)-2年。頻繁的維修，造成大量的人力物力浪費(fèi)。南海島礁用雷達(dá)裝備一般為無(wú)人值守狀態(tài)，一旦服役，其工作周期非常長(zhǎng)，其鋼鐵構(gòu)件如天線骨架等如果防護(hù)不當(dāng)造成腐蝕，維修防護(hù)十分不便。

近年來(lái)，各種新型防護(hù)手段的應(yīng)用使南海惡劣環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)件的長(zhǎng)效防腐成為可能。如熱噴涂鋁及其合金覆蓋層防腐工藝，它效率高、防腐壽命長(zhǎng)；氟碳涂料以其優(yōu)異的特性受到了防腐領(lǐng)域?qū)＜业臉O大關(guān)注，氟碳涂料在化學(xué)上突出表現(xiàn)為它的高度熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，集耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性、電絕緣性、不黏性、超耐候性等最佳性能于其一身。[1-2]結(jié)合這些新材料新工藝，本文將設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新的長(zhǎng)效防腐涂層以適應(yīng)南海倒礁惡劣環(huán)境。

1 防護(hù)涂層設(shè)計(jì)方案

目前涂層是海洋環(huán)境雷達(dá)裝備鋼結(jié)構(gòu)件腐蝕保護(hù)的主要手段，防腐蝕涂裝設(shè)計(jì)主要依據(jù)ISO12944，其是目前全球公認(rèn)的權(quán)威性標(biāo)準(zhǔn)。海洋環(huán)境防護(hù)涂層包括有機(jī)涂層、金屬涂層及金屬有機(jī)復(fù)合涂層。

結(jié)合公司實(shí)際，決定采用第二種涂層方案，其實(shí)現(xiàn)難度適中，防護(hù)壽命長(zhǎng)，非常適合鋼結(jié)構(gòu)件的海洋環(huán)境防護(hù)。

2 制作試件

確定了第二種設(shè)計(jì)方案后，根據(jù)交叉試驗(yàn)的原則，制作了9種試件，通過(guò)適當(dāng)環(huán)境試驗(yàn)以確定最佳方案，試件大小為≠2×100×150，材料為Q345鋼板。

3 試驗(yàn)分析

3.1 外觀檢驗(yàn)

所有樣品外觀均勻細(xì)致，沒(méi)有起泡、流掛等現(xiàn)象，全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 附著力測(cè)試

按表2所列共9種試件，進(jìn)行了附著力測(cè)試，附著力等級(jí)評(píng)定按ISO2409：2007執(zhí)行，結(jié)果顯示，所有試件附著力均為1級(jí)，反應(yīng)事實(shí)：目前公司使用的油漆產(chǎn)品在附著力上沒(méi)有明顯區(qū)別，無(wú)論是底漆、中間漆、面漆，不管是哪個(gè)廠家，都能滿足附著力要求。

3.3 鹽霧試驗(yàn)

按表所列共9種試件，按照GJB150.11A-2009進(jìn)行了鹽霧測(cè)試，試驗(yàn)分兩步進(jìn)行，首先是192h，經(jīng)測(cè)試后再進(jìn)行384h，共576h。判定方法按SJ/T10674-1995中3.3.2.10條進(jìn)行（觀察涂層沿刻線處脫落或鼓泡大小）

從1、2、3號(hào)試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果分析看，可以明顯看出差異，品牌一所使用的底漆經(jīng)192h鹽霧試驗(yàn)后，涂層沿刻線部分有明顯脫落，而品牌二底漆沒(méi)有任何脫落現(xiàn)象；

從2、3號(hào)的比較來(lái)看，雖然2號(hào)樣加了一道乙烯磷化底漆，但192h后2-2號(hào)樣仍然出現(xiàn)些許鼓泡，尤其在經(jīng)過(guò)576h鹽霧后，鼓泡非常嚴(yán)重，說(shuō)明涂裝體系中加入乙烯磷化底漆效果不好；3號(hào)樣沒(méi)有涂乙烯磷化底漆，鹽霧試驗(yàn)后結(jié)果最好，經(jīng)歷576h鹽霧試驗(yàn)后沒(méi)有明顯變化。

從5號(hào)樣品來(lái)看，192h后并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯變化，但經(jīng)過(guò)576h試驗(yàn)后，5-1號(hào)樣品出現(xiàn)了輕微鼓泡，5-1號(hào)樣對(duì)應(yīng)體系為乙烯磷化漆+環(huán)氧鋅黃漆+環(huán)氧云鐵漆，相對(duì)應(yīng)的6號(hào)樣在經(jīng)歷576h鹽霧試驗(yàn)后，其對(duì)應(yīng)體系為環(huán)氧鋅黃漆+環(huán)氧云鐵漆，并沒(méi)有加入乙烯磷化漆。

綜合以上分析，認(rèn)為涂裝體系中可以省去乙烯磷化漆，這樣不但節(jié)約了成本，而且還可以節(jié)省工時(shí)；另外從鹽霧試驗(yàn)分析，說(shuō)明油漆廠家對(duì)涂裝效果有明顯影響。從1至3號(hào)樣及5號(hào)樣有脫落及起泡現(xiàn)象說(shuō)明涂裝體系必須是多層立體防護(hù)，單獨(dú)的底漆及中間漆對(duì)底材保護(hù)作用不夠，需要增加面漆以形成立體防護(hù)。

3.4 老化試驗(yàn)

對(duì)于在南海島礁使用的雷達(dá)裝備，常年將受到很高的太陽(yáng)輻射，因此，涂裝體系的耐太陽(yáng)輻射性能顯得尤為重要，因此我們對(duì)7、8、9號(hào)試樣進(jìn)行了太陽(yáng)輻射老化試驗(yàn)，試驗(yàn)依據(jù)GB/T1865-2009《色漆和清漆人工氣候老化和人工輻射暴露濾過(guò)的氙弧輻射》中方法1進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間500h。結(jié)果顯示：7號(hào)樣綜合等級(jí)1級(jí)，而8、9號(hào)樣均為0級(jí)。其原因主要是因?yàn)?號(hào)樣在太陽(yáng)輻射后出現(xiàn)了輕微失光，失光等級(jí)為1級(jí)，而8、9號(hào)樣所有指標(biāo)均為0級(jí)。由此看出，氟碳面漆（8、9號(hào)樣）比丙烯酸聚氨酯面漆具備更好的耐太陽(yáng)輻射性能，更適合南海島礁強(qiáng)紫外線環(huán)境下使用。

3.5 霉菌試驗(yàn)

對(duì)7、8、9號(hào)樣品進(jìn)了霉菌試驗(yàn)，按《GJB150.10a-2009霉菌試驗(yàn)》進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間為28d。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，3種試件均為1級(jí)，沒(méi)有明顯區(qū)別。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合以上附著力、鹽霧、老化、霉菌等試驗(yàn)，認(rèn)為第9種試件所使用的防護(hù)體系即：噴鋁150um+富鋅底漆2道（品牌二）+環(huán)氧云鐵2道（品牌二）+氟碳面漆2道（品牌二）為最佳方案。該體系第一層噴鋁層以犧牲鋁材為底材提供了陰極保護(hù)，第二層第三層是封閉和防化學(xué)腐蝕的中間層，第四層是抗老化和裝飾的表面層，其所采用的氟碳面漆能抵擋紫外線、紅外線，減少中間層老化，同時(shí)起到裝飾和光滑的作用。理論上該體系在南海大氣環(huán)境下能保留20a以上。[3]

該防護(hù)設(shè)計(jì)已被成功應(yīng)用于某型雷達(dá)，該雷達(dá)至今在南海島礁服役已超過(guò)兩年時(shí)間，據(jù)部隊(duì)反饋信息，該防護(hù)涂層完好如初，沒(méi)有出現(xiàn)金屬腐蝕，油漆老化等現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]史洪微，劉福春，王震宇，郝永勝，張帆，韓恩厚，柯偉.海洋防腐涂料的研究進(jìn)展[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2010，01：43

[2]馬章林，呂傳官，劉澤吳.熱噴涂鋁覆蓋層在防腐中的應(yīng)用[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，1996（6）15：22一24。

[3]徐威，鄭金山.海工兩棲設(shè)備長(zhǎng)效防腐設(shè)計(jì)方案[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2012，12：29

作者簡(jiǎn)介：

華巍，男，生于1984年，籍貫江蘇揚(yáng)州，現(xiàn)供職于安徽博微長(zhǎng)安電子有限公司，蘭州大學(xué)碩士畢業(yè)，研究方向?yàn)槔走_(dá)裝備防腐設(shè)計(jì).endprint