去年訪港的美軍伯克級驅逐艦“柯蒂斯.威爾伯號”,停靠時被拍攝到的畫面,艦艉處的SPG–62照射雷達基座鏽蝕嚴重!似長期沒有得到維護保養狀態。
艦橋窗戶下也是流鏽斑斑,相控陣雷達罩也是灰濛濛的...美艦這樣的狀態被軍迷們譏諷為“晚美末年”!但實事求是的說,軍艦常年在海水裡、高溫高溼的大氣環境下生鏽是不可避免的,問題在於認真保養。
那麼既然是不可避免的會出現生鏽問題為何不使用不鏽鋼去建造軍艦?這樣不是更能起到防腐的作用嗎?這個事情還是要深入討論一番的,其實建造軍艦的鋼材不單單是防鏽這樣的簡單,它是一種綜合性能考慮的一種鋼材,要求的是:便於大規模冶煉,軋製、強度高韌性大、易於焊接…等等諸多因素的考慮。
現代戰艦的用鋼並不是業界外想象的那麼複雜,在這個小表格裡HSLA–65、HSLA–80、HSLA–100都是目前美軍建造水面戰艦的鋼材;HY–80、HY–100、HY–130則是核潛艇的用的鋼材,其中HY–80也是早年間美軍航空母艦所用的鋼材,從化學成分表當中可以看出,這些牌號的鋼材化學成分並不複雜,合金元素含量也不高。
新一代“福特級航母”的二號艦“約翰.肯尼迪號”開工儀式上切割的第一塊鋼板。
從鋼材冶煉角度來說,化學成分相對簡單的鋼牌號,在冶煉過程中比較容易掌握和操作(化學成分越複雜、合金成分含量越多,就越容易出現化學成分偏析的冶煉缺陷,後果就是這個爐號的鋼報廢了),並且在後續的軋製過程中也較容易控溫(鋼坯在軋製前需要均熱,合金成分太複雜會出現燒損或者均熱溫度達不到,造成鋼材軋製困難)…所以,軍艦這樣較大規模用的鋼,必須要在保證效能要求的前提下儘量要成分簡單才行!
目前最通用的18-8型(304系列)不鏽鋼的化學成分表,對比於HSLA-100鋼的化學成分和合金含量是比較的高。
目前在民用領域最常見的就是Cr13型不鏽鋼和18-8型不鏽鋼,這兩種不鏽鋼化學效能穩定,特別是18-8型耐高溫、耐酸鹼腐蝕性相對的強一些,並且已經是小型遊艇的建造材料之一…但是,軍艦用鋼第一個標準就是強度要求的問題,比如:飛行甲板要承受十幾萬次的(服役期內),重達20~30噸重的艦載機起降衝擊!在“重量加速度”的物理作用下,要求飛行甲板的材質非常的結實耐用,否則就會出現機毀人亡的重大事故。
“企業號”核動力航母建造時,所用的飛行甲板用超長超寬鋼板,但是飛行甲板的厚度通常都在50毫米左右,太厚了就會增加“死重量”,會使得反應堆的功率白白的消耗掉。
從目前鋼鐵工業的技術能力來看,加工出來超大超寬的不鏽鋼鋼板也不是難事兒,但是不鏽鋼鋼板的強度能否達到航母的標準就在兩說了,板材和型材若是達不到技術要求它也不能用在航母建造上。
圖片上是不鏽鋼焊絲,有焊接常識的看官都知道不鏽鋼是比較難以焊接的材料,需要採用:氬弧焊、等離子焊…等較為複雜的焊接工藝,並且材質越厚焊接越困難!因為它的化學成分複雜、合金含量高,在焊接過程中非常容易出現合金成分被燒損的現象,形成焊接缺陷!這會嚴重的降低了焊縫的強度,所以不鏽鋼材料的焊接一般都在30毫米以下才能很好的保證焊接品質。
軍艦在建造過程中所使用的鋼板厚度也是不一樣的,比如:水線最下層艙室的厚度在30~120毫米左右,如果採用不鏽鋼建造在焊接這個環節上遇到的技術困難是難以想象的!
軍艦用鋼需要在:力學強度、可加工(衝壓塑形,焊接)效能、生產成本…等諸多方面考慮,而不僅僅是防腐這一個相對次要的問題,另外軍艦用鋼的價格在4000~6000美元/每噸,要比18-8型不鏽鋼便宜2000美元左右,從製造成本價格和加工效能不鏽鋼確實不宜用在航母的建造。
現代船舶的外漆生產工藝也有很大的提高,船舶水線以下部分要噴塗多層防鏽漆,特別是樹脂瀝青漆是有比較高階技術含量的,目前只有少數幾個國家可以生產,它的耐腐蝕效能較好,可以在5年不脫落…5年後軍艦進入到乾塢內中等維修,將舊漆剷掉在重新刷漆,這樣就大大的減緩的海上對軍艦的腐蝕。
俄羅斯“光榮級巡洋艦”上的官兵正在給主桅杆除鏽和噴漆,噴漆是一個又髒又累的活,像這種給桅杆刷漆不能用噴砂機去除鏽,只能是拿鐵刷子或者砂輪機一點點將鏽磨掉。
那麼,給軍艦噴漆是怎樣程式?給軍艦噴漆就像我們裝修衛生間一樣,先要做防水層。船用瀝青叫做:樹脂瀝青。通常是由:乙烯樹脂、增塑劑、防軟劑、塑料助劑、煤焦油瀝青...等等雜七雜八的東西混合在一起,大概其和我們汽車底盤“封塑材料”差不多,只不過汽車封塑要高階一點。
圖片上這些粒狀物就是“乙烯樹脂瀝青”,別看它黑黢黢的不起眼,但是它的配方是嚴格保密的,因為軍艦和民用船舶每年維修的需求量極大,生產企業還要賣錢呢!不進行技術封鎖別人都知道配方了還咋賣錢?據說這東西貴的很一公斤要53塊錢,那麼大船底得用多少公斤?但問題是不用還不行,不用它進行防腐處理用不了一個月接觸海上的船底就會腐蝕嚴重...使用“樹脂瀝青”需要先將它融化保溫,再刷到船底部,溫度的掌控和保溫是關鍵,否則會開裂的。這活可比家裡衛生間做防水層難的多。
“”福特號航母”的艦島部分已經噴漆完畢,艦體正在搭建當中,整體完成後才能噴漆,艦體特別是水下部分的噴漆工作複雜性要高於艦島部分。
瀝青層做完乾透之後要刷外層防腐漆,防腐漆也有很多種類,先要刷粒度較大粗糙一些的漆,這樣會有附著力以便刷粒度更細的防腐漆,艦船底部(水線以下部分)用防腐漆早年間要放一點有毒化學品,比如:氧化汞(水銀)、氧化亞銅,這樣可以殺傷藤壺牡蠣一類海洋寄生貝類,但現在環保要求已經不允許再使用這類油漆了,目前採用“無錫自拋光防汙漆”,主要成分是:水解丙烯酸聚合物、氧化亞銅(也要少量的加一點,要不沒有效果)有機生物活性劑...等化學品混合而成,從目前效果來看還行。
防腐漆要先過濾,再倒在混合罐當中攪拌,然後使用“空壓機”氣體噴塗,不是噴一遍而是很多遍。
“尼米茲級”航母這樣的大艦,噴一次漆需要好幾千萬美元!
軍艦的防腐工作是艦船服役期內的保養工作的重中之重,不是簡單的使用不鏽鋼就能解決的問題。
總之,航母用鋼是一項多方面綜合性能的鋼材,而且現代船用漆的技術水平也能減緩海水腐蝕…也就不需要使用不鏽鋼來製造航母了。