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今後10年間の海洋工学機器および高度技術船の発展方向と重点は、主に以下の点にあります:(1)海洋資源開発機器;(2)海洋空間資源開発装備;(3)総合試験検査プラットフォーム;(4)高度技術船;(5)核心的な補助機器。 「中国製造2025」の戦略目標を達成し、我が国の海洋工学機器や高度技術船の産業技術水準を迅速に向上させるためには、海洋機器の耐腐食性に重点を置き、その品質と性能を確保する必要がある。 海洋は厳しい腐食環境であり、これは主に海水中に豊富なミネラル塩が含まれているため、金属製の海洋機器と容易に原電池を形成し、微細な腐食が生じるからです。また、海中の多くの生物が装備機体に付着し、装備の運行速度を低下させるだけでなく、有機酸を分泌したり、還元作用によって二酸化硫黄や硫化水素といった強い腐食性物質を生成し、それによって装備機体に微視的から中規模的、さらには巨視的なスケールにわたる複合的な損傷を引き起こします。 腐食領域が異なれば、腐食の特徴もそれぞれ異なります。主な腐食形態には、均一腐食、点腐食、隙間腐食、衝撃腐食、気泡腐食、摩耗腐食、電気二重層腐食などがあり、これらの腐食タイプは多くの場合、海洋機器の構造設計や冶金学的要因と関連している。そして、海洋における機器の腐食を引き起こす要因としては、化学的要因、物理的要因、生物的要因、地域的要因、圧力要因、および侵食要因などが主に挙げられます。 腐食要因に加えて、海洋機器はさまざまな海域で絶えず潜水や上昇を繰り返す必要があるため、多様な形態の力学的損耗問題にも直面している。例えば、潜水深度が深くなるにつれて、交流荷重の振幅も大きくなり、基材が低周波疲労を起こすのは避けられない。また、点食などの要因が存在するため、基材が力学的損傷を受ける臨界条件はますます低下していく。 したがって、海洋機器の安全な運用と長期使用を確保するために、必要な技術的手段によって機器の基材を保護することは特に重要である。 海洋機器の基材の表面保護には、主に3つの方法が用いられる:(1)表面処理により基材の耐食性と疲労強度を向上させる;(2)陰極防食法を用いて基材を耐食性で保護する;(3)コーティング法により基材を総合的に保護する。 1、基材表面処理の応用は、基体材料の分野において見られ、我が国の深海探査機などでは、降伏強度が785MPa以上の高強度で高靭性かつ溶接可能な耐圧ケーシング用鋼が使用されている。特殊な金属表面処理技術により、鋼材の海水腐食耐性および耐圧性能が向上しました。 2、カソード防食法の適用 鋼材自体の特性上、ある程度・範囲内で腐食に耐えることはできても、結局のところ防食要件を満たすことはできない。したがって、鋼材の母材に対して他の必要な防食措置を講じなければならない。カソード防食法とは、電気化学的な観点から材料の基材を保護する方法であり、その基本原理は、保護対象となる金属に一定量の電子を供給し、還元状態を維持することで保護を図るものです。 3、コーティングによる防護法の適用 カソード保護法はある程度電気化学的な腐食を軽減できるが、多くの場合、海洋生物による化学的腐食を防ぐことはできず、基材と腐食性媒体を完全に隔離することはできない。したがって、外部コーティングは特に重要となる。現在の船舶保護対策も、主にカソード防食とコーティング防食を組み合わせた方法が用いられている。 海洋汚染がますます深刻化するにつれて、海水環境はより複雑になり、海水環境における金属の腐食問題も一層顕著になっている。将来的には、海洋機器の耐腐食性に対してより高い要求がなされることになるでしょう。