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引言

深海拥有宝贵的矿藏、石油与生物资源，是世界上各国极力争取的重要领域。《十三五规划》中明确指出，要不断加强对深海、深蓝、深地、深空等领域的战略高技术部署，并开展深海空间站、深海石油勘探和深海探测装备与系统等深海相关主题研究，实现“深”海对抗作战、深海信息网络构建、深海资源开发与立体资源补给。在深海大环境下，限制深海装备发展的重要瓶颈是深海装备材料的安全服役问题。目前，大多数的深海装备采用有机涂层与阴极保护相结合的防护方法。与浅海环境相比，装备涂层在深海环境中比表层海水环境中增加了高压海水渗透与海水压力交变两种腐蚀因素，导致涂层在深海环境中的破坏速度加快，影响涂层防护性能，大大缩短涂层防护寿命。针对深海装备用防腐涂料，国外发达国家海军开展了不同方面的研究，但共性都是以高固体分环氧涂层作为深海防腐涂料的首选，注重防腐涂料耐海水压性能评价。近年来，我国科研人员加大了对深海装备用防腐涂料的研究，但主要集中于防腐涂层的失效机理与失效性能评价，对于深海装备用防腐涂料的应用研究不足，缺少涂料的实际防腐效果评价与实船应用数据。

本文主要综述深海装备用防腐涂料的研究现状，关注深海装备涂层在严苛深海腐蚀环境下的失效行为与机理，提出深海装备防腐涂料的性能评价要求，为深海装备涂层配套体系提供有效借鉴。

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深海装备防腐涂料服役环境

海洋环境下，在金属表面涂装有机涂层是最有效的防腐方法之一。有机涂层紧贴在基材表面，形成一层阻隔层，可以阻隔氧气，并减缓水分子和其他腐蚀性离子的渗透，为基材提供有效的防护。深海环境下，海水中的溶解氧含量、海水流速、温度、盐度、pH值、海水静水压力、生物条件等因素随着海水深度增加而变化，如表1所示。在深海环境中，装备用防腐涂料的防护性能主要受海水静水压力、温度、水渗透、氧及侵蚀性离子的渗透、局部阴极保护异常电位以及杂散电流的影响。其中，深海环境区别于浅海环境的最大特点是深海静水压力与高压下水及侵蚀性离子的渗透。

表1 美国太平洋海区深海测试364～763 d的腐蚀数据

氧是海洋材料电化学腐蚀的去极化剂，海洋中溶解氧的含量对金属材料的腐蚀至关重要。海水中溶解氧含量随海洋深度的增加先低后高，以表层海水中溶解氧含量最高。研究表明，当介质中的氧含量越高，基材/有机涂层边界处阴极与阳极的电位差越大，促进金属基材的阳极溶解速度，破坏了基材与有机涂层之间的结合，使基材表面的涂层发生脱落。

随着海水深度增加，海水温度逐渐降低，当水深在2000 m左右时，海水温度约为2 ℃。温度对有机涂层的保护可产生显著的影响，由于有机涂层的热膨胀系数和金属基材的热膨胀系数不同，温度变化时，涂层与基材之间界面处的形变程度不同，界面压力的变化导致涂层微孔和涂层缺陷的膨胀，从而加剧水和腐蚀性介质向基体界面处的持续渗透，降低涂层与基材的附着力，缩短涂层的使用寿命。

阴极保护是指在受保护的基材外表面施加一个外加电流，使受保护的结构变成阴极，抑制腐蚀电化学的过程，从而抑制腐蚀。目前，海洋材料多采用将有机涂层与阴极保护相结合的方法对基材实施有效的腐....