南海岛礁环境雷达装备钢结构件长效防护设计

摘要：海洋环境腐蚀条件苛刻，而中国周边海洋腐蚀环境又属南海最为恶劣，因此在南海环境下长期服役的雷达钢结构件必须采取长效的防护措施。本文设计方案引入长效喷铝涂层及最新的氟碳面漆，通过合理环境试验验证，得到了最佳的防护设计方案，能够适应南海岛礁恶劣的腐蚀环境。

关键词：海洋环境；腐蚀；氟碳面漆

据调研，南海海洋环境是中国周邊海洋环境中腐蚀环境最为恶劣的，南海气候属于典型的湿热型海洋气候，主要的环境特点是高温、高湿、高盐雾和强紫外线照射，对雷达钢结构设备腐蚀防护的可靠性是严峻的考验。

目前钢结构件的防护大多沿用传统的油漆方案，保护涂层多使用底漆+中层漆+面漆，这种单纯的油漆涂层防护周期较短，一般长的不过5年，短的只有l-2年。频繁的维修，造成大量的人力物力浪费。南海岛礁用雷达装备一般为无人值守状态，一旦服役，其工作周期非常长，其钢铁构件如天线骨架等如果防护不当造成腐蚀，维修防护十分不便。

近年来，各种新型防护手段的应用使南海恶劣环境钢结构件的长效防腐成为可能。如热喷涂铝及其合金覆盖层防腐工艺，它效率高、防腐寿命长；氟碳涂料以其优异的特性受到了防腐领域专家的极大关注，氟碳涂料在化学上突出表现为它的高度热稳定性和化学惰性，集耐化学腐蚀性、耐热性、电绝缘性、不黏性、超耐候性等最佳性能于其一身。[1-2]结合这些新材料新工艺，本文将设计开发新的长效防腐涂层以适应南海倒礁恶劣环境。

1 防护涂层设计方案

目前涂层是海洋环境雷达装备钢结构件腐蚀保护的主要手段，防腐蚀涂装设计主要依据ISO12944，其是目前全球公认的权威性标准。海洋环境防护涂层包括有机涂层、金属涂层及金属有机复合涂层。

结合公司实际，决定采用第二种涂层方案，其实现难度适中，防护寿命长，非常适合钢结构件的海洋环境防护。

2 制作试件

确定了第二种设计方案后，根据交叉试验的原则，制作了9种试件，通过适当环境试验以确定最佳方案，试件大小为≠2×100×150，材料为Q345钢板。

3 试验分析

3.1 外观检验

所有样品外观均匀细致，没有起泡、流挂等现象，全部满足标准要求。

3.2 附着力测试

按表2所列共9种试件，进行了附着力测试，附着力等级评定按ISO2409：2007执行，结果显示，所有试件附着力均为1级，反应事实：目前公司使用的油漆产品在附着力上没有明显区别，无论是底漆、中间漆、面漆，不管是哪个厂家，都能满足附着力要求。

3.3 盐雾试验

按表所列共9种试件，按照GJB150.11A-2009进行了盐雾测试，试验分两步进行，首先是192h，经测试后再进行384h，共576h。判定方法按SJ/T10674-1995中3.3.2.10条进行（观察涂层沿刻线处脱落或鼓泡大小）

从1、2、3号试验试验结果分析看，可以明显看出差异，品牌一所使用的底漆经192h盐雾试验后，涂层沿刻线部分有明显脱落，而品牌二底漆没有任何脱落现象；

从2、3号的比较来看，虽然2号样加了一道乙烯磷化底漆，但192h后2-2号样仍然出现些许鼓泡，尤其在经过576h盐雾后，鼓泡非常严重，说明涂装体系中加入乙烯磷化底漆效果不好；3号样没有涂乙烯磷化底漆，盐雾试验后结果最好，经历576h盐雾试验后没有明显变化。

从5号样品来看，192h后并没有发现明显变化，但经过576h试验后，5-1号样品出现了轻微鼓泡，5-1号样对应体系为乙烯磷化漆+环氧锌黄漆+环氧云铁漆，相对应的6号样在经历576h盐雾试验后，其对应体系为环氧锌黄漆+环氧云铁漆，并没有加入乙烯磷化漆。

综合以上分析，认为涂装体系中可以省去乙烯磷化漆，这样不但节约了成本，而且还可以节省工时；另外从盐雾试验分析，说明油漆厂家对涂装效果有明显影响。从1至3号样及5号样有脱落及起泡现象说明涂装体系必须是多层立体防护，单独的底漆及中间漆对底材保护作用不够，需要增加面漆以形成立体防护。

3.4 老化试验

对于在南海岛礁使用的雷达装备，常年将受到很高的太阳辐射，因此，涂装体系的耐太阳辐射性能显得尤为重要，因此我们对7、8、9号试样进行了太阳辐射老化试验，试验依据GB/T1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露滤过的氙弧辐射》中方法1进行试验，试验时间500h。结果显示：7号样综合等级1级，而8、9号样均为0级。其原因主要是因为7号样在太阳辐射后出现了轻微失光，失光等级为1级，而8、9号样所有指标均为0级。由此看出，氟碳面漆（8、9号样）比丙烯酸聚氨酯面漆具备更好的耐太阳辐射性能，更适合南海岛礁强紫外线环境下使用。

3.5 霉菌试验

对7、8、9号样品进了霉菌试验，按《GJB150.10a-2009霉菌试验》进行试验，试验时间为28d。

试验结果显示，3种试件均为1级，没有明显区别。

4 结语

综合以上附着力、盐雾、老化、霉菌等试验，认为第9种试件所使用的防护体系即：喷铝150um+富锌底漆2道（品牌二）+环氧云铁2道（品牌二）+氟碳面漆2道（品牌二）为最佳方案。该体系第一层喷铝层以牺牲铝材为底材提供了阴极保护，第二层第三层是封闭和防化学腐蚀的中间层，第四层是抗老化和装饰的表面层，其所采用的氟碳面漆能抵挡紫外线、红外线，减少中间层老化，同时起到装饰和光滑的作用。理论上该体系在南海大气环境下能保留20a以上。[3]

该防护设计已被成功应用于某型雷达，该雷达至今在南海岛礁服役已超过两年时间，据部队反馈信息，该防护涂层完好如初，没有出现金属腐蚀，油漆老化等现象。

参考文献：

[1]史洪微，刘福春，王震宇，郝永胜，张帆，韩恩厚，柯伟.海洋防腐涂料的研究进展[J].腐蚀科学与防护技术，2010，01：43

[2]马章林，吕传官，刘泽吴.热喷涂铝覆盖层在防腐中的应用[J]. 油气储运，1996（6）15：22一24。

[3]徐威，郑金山.海工两栖设备长效防腐设计方案[J].现代涂料与涂装，2012，12：29

作者简介：

华巍，男，生于1984年，籍贯江苏扬州，现供职于安徽博微长安电子有限公司，兰州大学硕士毕业，研究方向为雷达装备防腐设计.endprint