| 傻B们看明白了,马大神直流系统海上盐雾腐蚀是福特舰交流系统的50倍 |
| 送交者: 2026年04月27日01:54:14 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话 |
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川大嘴心中秘密藏不住,时不时会透露出来一些。2025年10月28日,美国总统川普登上停在日本的华盛顿航母,在演讲中的只言片语里透露出福特·号航母电磁弹射系统的一些问题。川普说电磁系统很容易被水损坏不如蒸汽弹射代替电磁弹射,用液压系统代替福特号升降机里的电磁系统。 到底怎么回事?其实川普不懂科技,拿不准科技词汇,但他的讲话也透露出重要信息。真正能造成对电磁系统损害的不是水,不过也跟水有关系,就是海上的盐雾。老美的福特舰下水12年后,可能遭受到了海上盐雾的侵害。
图片截取自外媒发布的视频 在海上,白天温度高,海水蒸发,带起盐雾。晚上温度下降,盐雾就会冷却下来,形成能导电的电解液,这电解液有两个坏作用,一是容易导致短路,二是对金属材料有很强的腐蚀性,能够与输电和电磁弹射及升降机里导线里的铜反应,形成绿色的铜氧化合物,由于盐沉积引起的电子装备损坏、导电层产生等绝缘材料和金属腐蚀,盐雾还造成电磁弹射和拦阻及升降机等机械部件和组件的活动部分阻塞或粘结,盐雾引发的电解作用导致漆层起泡。盐雾对金属的腐蚀作用,除了盐雾作为一种电解质加速微电池腐蚀过程外,还因为盐雾溶液中主要腐蚀介质为氯离子。氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金属表面,同时氯离子的离子半径很小(只有1.81x10-10m),因此具有强的穿透本领,容易穿过金属表面氧化层,进入金属内部,结果使氯离子排挤并取代氧化物中的氧而在吸附点上形成可溶性的氯化物,导致这些区域上的保护膜出现小孔,破坏了金属的钝化,加速了金属腐蚀。盐雾能侵入电力系统,在元件表面凝结成含盐水滴。这些水滴会降低绝缘性能,引发漏电、短路等故障,严重威胁船舶的电力供应安全。例如,当潮湿环境持续,绕组绝缘受潮老化加速,其耐压能力大幅下降,可能在正常工作电压下就被击穿,造成停电事故,影响船舶航行、通讯、电磁弹射、电磁拦阻、电磁升降机及各种舰载设备运行。
盐雾对于金属的腐蚀,还受盐雾液滴中的溶解氧影响。盐雾是一种极小的液滴(直径只有几个微米),比起同体积的盐水,盐雾与空气的接触面积大得多,因此溶解氧也多得多。氧能引起金属表面阴极去极化过程,从而阻止由于腐蚀物的产生而使腐蚀速度下降的趋势,促进阳极腐蚀继续进行下去。因此,盐雾腐蚀与盐水浸渍腐蚀在机理方面不同,腐蚀强度更高。时间一长整个电磁弹射、拦阻系统和电磁升降机系统就完蛋了。福特舰上的电驱系统,电磁弹射系统电磁升降机有无数导线,军蠢们以为能把它们封在防水系统中,但那是不可能的,比如电磁弹射系统,它在甲板上开了条缝,那缝怎么挡住盐雾?而液压系统则没有这种问题,所以川普要把电磁升降机改回液压系统,电磁弹射改回蒸汽弹射。 老美的福特舰本来就有各种问题,需要改进完善。可是川普透露的信息给出了让人绝望的问题,就是原来的问题没解决,盐雾腐蚀对福特舰的损害却变得越来越严重。可能原来的麻烦还没解决,福特舰就被盐雾给腐蚀坏了。 中国的航母本来走的是滑跃的路子,并没有电磁弹射的那些复杂问题,而且滑跃航母造价比电磁弹射蒸汽弹射都低得多。本来弹射是喷气式飞机上舰时的无奈之举,因为在喷气式飞机刚出来时,发动机不够强,推力不足,比如老美F86喷气式飞机上的J-47涡轮喷气发动机的推重比只有2.3。飞机推力不足自然不能从舰上起飞,所以才需要弹射,可现在涡轮风扇喷气式发动机经过几十年的发展,推重比已经到10以上,现实情况已经跟老美发展弹射型航母时的情况完全不同了,现代的喷气式飞机比六七十年前的强大得多,根本不需要弹射,滑跃起飞足以。可是马大神非要跟屁老美去踩复杂技术的坑,而且踩的坑更深。 那么刚服役的福建舰有这个盐雾腐蚀的问题么?只要在海上都跑不了,而且更加严重。原因在于老美的福特舰用的是交流输电系统,而福建舰却是用的马大神直流输电系统。虽然直流电和交流电都会导致腐蚀,但直流电的腐蚀性通常比交流电更强,因为直流电在金属上始终产生阳极效应,而交流电在不同半周期内会交替产生阳极和阴极效应。直流电的腐蚀量遵循法拉第定律且可以计算,但交流电的腐蚀量计算相对复杂,其腐蚀效率远低于直流电,只有直流腐蚀的2%。 长期工程实践表明直流电因为电流在直流中始终以相同的方向流动,因此由于静电感应和电腐蚀对电力传输系统甚至绝缘体都产生严重腐蚀。所以福建舰的直流传输系统承受的盐雾腐蚀要比老美福特舰的交流传输系统要高50倍。 早在2017年,特朗普在接受采访时就批评该系统过于复杂且成本高昂,称其“多花了数亿美元,而且毫无作用”。现在川普又接到报告,说福特舰花了近十亿美元的老问题没解决,而盐雾腐蚀又要把整个从电驱到弹射系统都搞坏了,在顶尖人才的维护下仍无法正常工作。因此做生意出身的总统立刻就爆了,高喊着要把福特舰改回蒸汽弹射。而马大神跟屁搞电磁弹射,不但踩进坑里,还踩了个更深的坑,海上盐雾腐蚀居然比老美的福特舰严重50倍,只怕今后福建舰的维修要花上天价费用。福特舰要MIT的高才生来维护,以后马大神就住扎在福建舰上,成天忙着检查维修那几百万根各种导线吧。
高盐雾条件对设备主要造成三方面的影响,产生电化学腐蚀、加速应力腐蚀和盐在水中电离后形成的酸/碱溶液的腐蚀影响;由于盐沉积引起的电子装备损坏、导电层产生等绝缘材料和金属腐蚀的电气影响;机械部件和组件的活动部分阻塞或粘结、由电解作用导致漆层起泡的影响。西方一些国家和地区一直非常重视这方面的研究,国内许多科研工作者也在这个领域做了大量的研究工作。文章综述了近年来盐雾腐蚀的研究动态和发展趋势。
1.盐雾腐蚀机理
大气中盐雾的出现与分布和气候环境条件及地理位置有着密切的关系。离海洋越远的大气中,含盐量越低。同时盐雾的浓度还受到物体阻隔的影响,阻隔越多,雾量越少。海洋环境中的盐雾,其组成与海水相似,对设备的腐蚀主要是其中的大量氯离子。它对金属的腐蚀是以电化学方式进行的,其机理是基于原电池腐蚀。盐雾的电化学腐蚀过程大致如下:
阳极上,金属由于负电性强(标准电极电位低)容易失去电子而变为金属阳离子,并以水化离子的形式进入溶液,同时把相当的电子留在金属(Me)中。
Me+nH2O→Me++•nH2O+2e
阴极上,留在阴极金属中的剩余电子,被氧去极化,还原并吸收电子,成为氢氧根离子。
O2+2H2O+4e→4OH-
在电解液中,氯化钠离解而生成钠离子(Na+)和氯离子(Cl-),部分氯离子、金属离子和氢氧根离子反应成金属腐蚀物。
2Me++ + 2Cl- + 2OH- →MeCl2•Me(OH)2
盐雾对金属的腐蚀作用,除了盐雾作为一种电解质加速微电池腐蚀过程外,还因为盐雾溶液中主要腐蚀介质为氯离子。氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金属表面,同时氯离子的离子半径很小(只有1.81x10-10m),因此具有强的穿透本领,容易穿过金属表面氧化层,进入金属内部,结果使氯离子排挤并取代氧化物中的氧而在吸附点上形成可溶性的氯化物,导致这些区域上的保护膜出现小孔,破坏了金属的钝化,加速了金属腐蚀。
盐雾对于金属的腐蚀,还受盐雾液滴中的溶解氧影响。盐雾是一种极小的液滴(直径只有几个微米),比起同体积的盐水,盐雾与空气的接触面积大得多,因此溶解氧也多得多。氧能引起金属表面阴极去极化过程,从而阻止由于腐蚀物的产生而使腐蚀速度下降的趋势,促进阳极腐蚀继续进行下去。因此,盐雾腐蚀与盐水浸渍腐蚀在机理方面不同,腐蚀强度更高。
悬浮着的盐雾颗粒,实际上对金属并不发生作用,只有沉降在金属表面上,形成电解液膜时才对金属产生腐蚀。一般盐雾沉降率越大,则在金属表面形成的液膜越厚(在一定范围内)。由于溶液的流淌,能维持液膜不断更新,使液膜中的含氧量始终保持在接近于空气的饱和状态。因此,腐蚀作用能够不断地进行。当沉降率降低时,膜层较薄,氧透过水膜很快能够到达阴极表面;当膜层厚度达到一定程度后,则氧到达阴极表面较难,电化学反应速度则不因离子增多而加快。所以,当沉降率增加到金属表面有中等厚度的盐液膜层以及氧达到具有适宜扩散到阴极表面的速度后,其腐蚀速度才较缓慢地上升。
目前随着电化学测量技术的发展,许多新的研究方法和研究手段应运而生。利用电化学方法研究薄层液膜下的大气腐蚀已引起我国科研人员的关注。电化学测量技术的发展为研究薄层液膜下的大气腐蚀提供了一种有力的手段,但是金属大气腐蚀问题的复杂性使得单凭电化学技术本身还无法深入全面地研究,电化学测量技术也正在发展完善之中。如果将各种物理分析方法、原位监测手段、机械方法等与电化学测量技术有机地结合起来,一定会促进盐雾腐蚀机理及其防护的研究。 |
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