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海中“钢铁巨兽”为何经久不腐

来源:光明网2026-09-03 14:08

  2024年,美国海军“艾森豪威尔”号航空母舰结束长达数月的红海部署返回港口后,除了补给和检修,还有一项工作立即展开——舰体全面清洗、除锈和防腐维护。对军舰来说,防腐并不是简单的保养,而是关系到舰艇寿命、装备可靠性和战斗力的重要工作。毕竟,一艘现代军舰长期航行在高盐、高湿、高温的海洋环境中,如果没有完善的防腐措施,再坚固的钢铁也会被海水慢慢“吃掉”。海中“钢铁巨兽”为何经久不腐

美国海军舰艇回港后进行进行涂漆工作(来源:美国国防部 DVIDS 图库)

  很多人都有这样的生活经验,海边的栏杆、铁链、船锚比内陆更容易生锈。这是因为海水不仅含有大量盐分,空气中还漂浮着肉眼难以看见的盐雾。盐分附着在金属表面后,会破坏原本保护钢铁的氧化膜,再加上海洋空气湿度大,金属表面很容易形成一层薄薄的水膜,为腐蚀反应创造条件。因此,舰艇不仅船底长期浸泡在海水中,上层建筑、甲板甚至雷达、天线等设备,也始终面临着盐雾腐蚀的考验。

  不过,对舰船来说,更大的威胁往往来自“看不见”的腐蚀。

  海水是一种天然电解液,而舰艇上既有钢板,也有铜合金螺旋桨、不锈钢管路等不同金属。当不同金属与海水接触时,就可能形成微小的电化学反应,性质较活泼的金属会优先被腐蚀。这种腐蚀往往从局部开始,不容易被发现,却可能随着时间推移逐渐削弱船体结构,因此也是舰艇防腐的重点。

海中“钢铁巨兽”为何经久不腐

锈迹斑斑的美海军“华盛顿·钱伯斯”补给舰(来源:美国国防部 DVIDS 图库)

  为了抵御海洋腐蚀,现代舰艇形成了一套完整的防护体系。

  第一道防线是隔绝海水和盐雾。舰艇外表面喷涂的并不是普通油漆,而是专门的舰船防腐涂层。这类涂层不仅能够阻挡海水和盐分直接接触钢材,还要耐海水冲刷、耐紫外线老化,并适应舰艇高速航行时的复杂环境。与此同时,舰艇停靠港口后,经常会使用淡水冲洗舰体,把附着的盐分及时清除,减少腐蚀发生的机会。

  第二道防线是利用特殊装置“牺牲自己,保护舰体”。在舰底、舵叶和海水管路等部位,人们会安装锌合金或铝合金块。这些金属比钢铁更容易发生腐蚀,因此会优先被海水"消耗",而船体钢材则得到保护。这种方法被称为牺牲阳极保护,也是舰艇、水下管道和海洋平台最常见的防腐技术之一。

海中“钢铁巨兽”为何经久不腐

美工程师正在检查舰艇船底牺牲阳极情况(来源:美国国防部 DVIDS 图库)

  对于航空母舰、大型两栖攻击舰等大型舰艇,仅依靠牺牲阳极往往还不够。它们普遍采用外加电流阴极保护系统,在船体安装辅助阳极,通过持续施加微弱直流电,使整个船体始终处于受保护状态。这种方法保护范围更广,还能够根据不同海域环境自动调节工作参数,因此成为大型舰艇广泛采用的防腐技术。

  从各国海军的发展情况看,舰船防腐已经成为舰艇全寿命保障体系的重要组成部分。美国海军、英国皇家海军等北约国家都建立了完善的舰艇腐蚀控制制度,从舰体设计、材料选型到日常维护、进坞检修,都有专门规范。近年来,一些国家还开始采用石墨烯防腐涂层、纳米复合涂层等新材料,并利用传感器实时监测舰体腐蚀情况,使防腐工作逐步向智能化方向发展。

海中“钢铁巨兽”为何经久不腐

“本福德”号舰员正在舰上进行维护除锈作业(来源:U.S. Navy/Wikimedia Commons)

  未来,随着新材料、新工艺不断发展,舰艇防腐将更加轻量化、长寿命和智能化。具有自修复能力的防腐涂层、耐海洋生物附着的新型功能涂层,以及智能腐蚀监测系统,都有望应用于下一代舰艇。它们不仅能够减少维修工作量,还能进一步延长舰艇服役寿命,降低全寿命周期保障成本。

  从外表的一层防腐涂层,到船底默默“牺牲”的阳极,再到自动调节电流的阴极保护系统,现代舰艇的防腐并不是依靠某一种材料,而是一整套系统工程。正是这些平时看不见的技术,共同守护着钢铁舰体,使军舰能够长期驰骋大洋,为战斗力持续生成提供坚实保障。

  (作者:黄天乐,国防科技大学前沿交叉学科学院;周宇宽,海军工程大学动力工程学院)

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