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摘 要：我国“十二五规划纲要”，将“积极发展海洋油气开采、特种工程船等海洋工程装备及关键配套系统”列为培育发展的战略性新兴产业。因此，积极创建和培育国家新型海洋工程装备工业化基地，全面提升海洋工程装备制造和科技自主创新能力和竞争力，实现海洋工程装备产业新的历史性跨越。
关键词：海洋工程，表面工程技术，应用研究
1前言
随着世界经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，全球对能源的需求也越来越大，加上总储量的逐渐减少以及地缘政治、投机等多方面原因，虽然能源价格时高时低，但全球能源日趋紧张的趋势不会改变。因此，海洋油气资源开发尤为引人注目，海洋工程装备市场具有广阔的发展前景和巨大的发展潜力。
由于海洋工程装备良好的市场前景，以及其所具有的高技术含量、高附加值、高产值，再加上目前正值国际先进制造业向我国等发展中国家转移的历史时期，所以无论是从长远还是从眼前看，我国海洋工程装备制造将面临着前所未有的发展机遇，海洋工程装备制造已经成为国内外修造船企业，甚至其他非修造船企业争相重点发展的方向之一。
2表面工程技术及其技术分类
简单来说，表面工程技术就是对装备（或零件）进行预处理，采用表面涂覆、表面改性等多种技术进行处理，从而改善固体金属表面或非金属表面的形态、组织结构、化学成分和应力性能，从而获取表面所需性能的一项工程。其主要有以下几种。
2.1表面涂镀技术
该项技术简单来说就是覆盖一层保护层，通常都是采用涂料涂或镀料原子覆盖的方法。日常使用的技术手段包括堆焊、热喷涂、气相沉积、化学镀和涂装技术等。
2.2表面改性技术
该技术主要融入了离子处理、机械处理、热处理和化学处理等手段，从而改善金属材料特性。通常情况下，可以采用以下几种技术手段：热阔渗、表面合金化、转化膜、离子注入和喷丸强化等。
2.3薄膜技术
薄膜覆盖技术本质上也是一种涂层技术，可以在金属表面上形成厚度为0.1～1.0μm薄膜。当前，薄膜厚度非常小，可以达到微米级别，肉眼不可见。通常采用沉淀技术等即可实现。
3表面工程技术在海洋工程装备中的应用
3.1大体积钢铁结构构件防护
长期暴露在海洋环境中的大型钢铁构件，如钢结构桥、海上钻井平台、舰船的钢结构等会受到不同程度的腐蚀和侵蚀。由于锌、铝、锌-铝涂层的电极电位均负于钢铁，故对钢铁结构能起到阴极保护作用。热喷涂此类涂层作为钢铁构件的防护始于20世纪20年代。目前，在欧洲、美国、日本等发达国家仍广泛用其作为钢铁结构件长效防腐的方法。我国应用这种技术约有半个多世纪，例如1964年喷涂锌防护淮河蒋坝三河闸63孔闸门。迄今为止，已在水工闸门、船体、海洋平台钢结构、码头钢管桩、桥塔、钢箱梁等结构中应用。根据实际工程情况，通常将锌、铝或锌-铝防护层与封孔防锈层和防老化面漆层结合，形成多层防护体系，目前已获得较好的防护效果。与国外相比，我国利用锌、铝涂层的防腐蚀技术起步较晚，应用比例也远低于发达国家，还有待于进一步推广应用。此外，相关的防护标准与评价方法也有待进一步完善。
3.2关键部件表面强化
关键部件腐蚀问题更加趋于隐性，这是由于关键部件腐蚀零部件多、结构紧凑，如曲轴、柴油机气缸、尾轴、钻井泵等，这些都是高腐蚀、高温、高压的工作部位，必须加强表面处理，提高其耐腐、耐磨性。
3.2.1热喷涂技术
在海洋工程装备关键零部件表面强化中，电镀热铬是一种常见技术，但是会对海水造成污染。再者，电镀硬铬涂层防护性能无法达到指定要求，与陶瓷材料相比有着很大的差异，容易因为氢脆而造成裂缝，所以通常都不使用这种工艺。热喷涂技术作为一种高效、友好的表面工程技术，可以实现工件表面的沉积金属、金属陶瓷等涂层处理，以复合型涂层的方法提高防护质量。近些年，高性能喷涂技术在海洋工程设备中的应用十分广泛，例如，HVOF（超音速火焰喷涂）技术在表面工程中的表现就十分优异。同时，该项技术具有沉积速度快、耐磨性强、生产效率高、无污染等特性。当今，国内外对HVOF制备金属陶瓷涂层展开了大量研究。
3.2.2薄膜涂层技术
薄膜涂层技术涉及薄膜材料、沉积制备技术及薄膜的设计及选择等多个方面。以TiN薄膜为例，可通过选择适当的制备方法、工艺参数及热处理工艺等来控制薄膜的微观结构，如粒度、质地、孔隙率、密度等来获得性能优良的薄膜。为了满足不断提高的实际应用需求，人们尝试通过添加第三元素实现TiN涂层的合金化，或者通过制备多层膜来提高薄膜层的综合性能，并取得了较好的效果。通过在二元合金TiN中添加Al，大大提高了薄膜的硬度，可达到3000HV0.05，显著减少了磨损。氧化试验证明（Ti，Al）N较TiN有较好的耐剥落性，从而显示出较好的耐磨性能。
3.3关键部件再造
海洋工程关键件再制造的目的是恢复尺寸、恢复功能（耐磨、耐热、耐蚀、抗冲击、减摩等功能），使再制造的部件恢复或提高性能，延长使用寿命。基于此，海洋工程关重件再制造主要涉及两方面：一是对于局部磨损失效部位进行强化再制造，二是对关键部件进行完整性的功能修复。实现这些再制造离不开表面工程技术。近年来，热喷涂、纳米颗粒复合电刷镀、离子注入、激光表面强化、等离子熔覆技术及纳米胶表面粘结技术等新工艺已应用于再制造领域，并取得了良好的效果。
4表面工程的发展方向
海洋工程的发展促进了表面科学和工程的发展，同时，表面科学与工程的发展也必须适应海洋工程的发展。现代表面工程要在未来海洋工程中发挥更加巨大作用，必须从以下方面做深入研究。
（1）深化表面科学理论和表面测试技术的研究。从原子角度研究摩擦磨损及润滑机理，研究表面效应，表面改性及表面涂敷在摩擦学在海洋工程中的应用。研究腐蚀过程和腐蚀机理，腐蚀膜形成及失效机理。
（2）发展复合表面技术。单一的表面技术已经不能适应海洋工程快速发展的要求，综合应用复合表面技术，能够解决海洋工程对特殊技术指标、可靠性、和经济性的要求。
（3）研究开发新型涂层材料。涂层材料是制备优良涂层的物质基础，不断开发优良的耐磨耐腐蚀以及不同环境需求的优质涂层材料是保证表面工程强大生命力的基础，开发在表面工程技术加工过程中自形成新材料的功能涂层能够更加显示出表面工程的优越性。
（4）研究表面工程技术的自动化、智能化生产。目前为止，表面处理在微电子行业和汽车行业自动化程度较高，随着计算机技术的发展，实现表面技术在其他行业的自动化、智能化是施工，是表面工程技术未来的发展基本趋势。
（5）实现表面工程的清洁生产。表面工程基本来说是属于节能环保型工程，但某些技術仍然存在污染问题，比如涂装、电镀热处理等。研究从设计、制造到运行全过程的无污染的、节约型的、再生的表面技术工程，也是表面工程一个基本发展趋势。
4结语
海洋是全球油气资源开发的一个全新领域，同时也是油气资源的重要储藏区域，在当下这个多元化的全球环境下，海洋工程技术的内容，可以说是影响一个国家能源命脉的关键，大力发展海洋工程装备技术，已然成为了各国竞赛的重点内容。对于海洋工程的关键技术和支承技术，相关工作人员应该给予高度的重视，引入新型的研发手段，提供更为先进的建设技术来。
参考文献：
[1]徐滨士.中国再制造产业及再制造技术新进展[J].热喷涂技术，2010，2（03）：1-6.
[2]陈欣卓.海洋工程装备关键技术研究[J].数码世界，2018（02）：321.
关键词：海洋工程，表面工程技术，应用研究
1前言
随着世界经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，全球对能源的需求也越来越大，加上总储量的逐渐减少以及地缘政治、投机等多方面原因，虽然能源价格时高时低，但全球能源日趋紧张的趋势不会改变。因此，海洋油气资源开发尤为引人注目，海洋工程装备市场具有广阔的发展前景和巨大的发展潜力。
由于海洋工程装备良好的市场前景，以及其所具有的高技术含量、高附加值、高产值，再加上目前正值国际先进制造业向我国等发展中国家转移的历史时期，所以无论是从长远还是从眼前看，我国海洋工程装备制造将面临着前所未有的发展机遇，海洋工程装备制造已经成为国内外修造船企业，甚至其他非修造船企业争相重点发展的方向之一。
2表面工程技术及其技术分类
简单来说，表面工程技术就是对装备（或零件）进行预处理，采用表面涂覆、表面改性等多种技术进行处理，从而改善固体金属表面或非金属表面的形态、组织结构、化学成分和应力性能，从而获取表面所需性能的一项工程。其主要有以下几种。
2.1表面涂镀技术
该项技术简单来说就是覆盖一层保护层，通常都是采用涂料涂或镀料原子覆盖的方法。日常使用的技术手段包括堆焊、热喷涂、气相沉积、化学镀和涂装技术等。
2.2表面改性技术
该技术主要融入了离子处理、机械处理、热处理和化学处理等手段，从而改善金属材料特性。通常情况下，可以采用以下几种技术手段：热阔渗、表面合金化、转化膜、离子注入和喷丸强化等。
2.3薄膜技术
薄膜覆盖技术本质上也是一种涂层技术，可以在金属表面上形成厚度为0.1～1.0μm薄膜。当前，薄膜厚度非常小，可以达到微米级别，肉眼不可见。通常采用沉淀技术等即可实现。
3表面工程技术在海洋工程装备中的应用
3.1大体积钢铁结构构件防护
长期暴露在海洋环境中的大型钢铁构件，如钢结构桥、海上钻井平台、舰船的钢结构等会受到不同程度的腐蚀和侵蚀。由于锌、铝、锌-铝涂层的电极电位均负于钢铁，故对钢铁结构能起到阴极保护作用。热喷涂此类涂层作为钢铁构件的防护始于20世纪20年代。目前，在欧洲、美国、日本等发达国家仍广泛用其作为钢铁结构件长效防腐的方法。我国应用这种技术约有半个多世纪，例如1964年喷涂锌防护淮河蒋坝三河闸63孔闸门。迄今为止，已在水工闸门、船体、海洋平台钢结构、码头钢管桩、桥塔、钢箱梁等结构中应用。根据实际工程情况，通常将锌、铝或锌-铝防护层与封孔防锈层和防老化面漆层结合，形成多层防护体系，目前已获得较好的防护效果。与国外相比，我国利用锌、铝涂层的防腐蚀技术起步较晚，应用比例也远低于发达国家，还有待于进一步推广应用。此外，相关的防护标准与评价方法也有待进一步完善。
3.2关键部件表面强化
关键部件腐蚀问题更加趋于隐性，这是由于关键部件腐蚀零部件多、结构紧凑，如曲轴、柴油机气缸、尾轴、钻井泵等，这些都是高腐蚀、高温、高压的工作部位，必须加强表面处理，提高其耐腐、耐磨性。
3.2.1热喷涂技术
在海洋工程装备关键零部件表面强化中，电镀热铬是一种常见技术，但是会对海水造成污染。再者，电镀硬铬涂层防护性能无法达到指定要求，与陶瓷材料相比有着很大的差异，容易因为氢脆而造成裂缝，所以通常都不使用这种工艺。热喷涂技术作为一种高效、友好的表面工程技术，可以实现工件表面的沉积金属、金属陶瓷等涂层处理，以复合型涂层的方法提高防护质量。近些年，高性能喷涂技术在海洋工程设备中的应用十分广泛，例如，HVOF（超音速火焰喷涂）技术在表面工程中的表现就十分优异。同时，该项技术具有沉积速度快、耐磨性强、生产效率高、无污染等特性。当今，国内外对HVOF制备金属陶瓷涂层展开了大量研究。
3.2.2薄膜涂层技术
薄膜涂层技术涉及薄膜材料、沉积制备技术及薄膜的设计及选择等多个方面。以TiN薄膜为例，可通过选择适当的制备方法、工艺参数及热处理工艺等来控制薄膜的微观结构，如粒度、质地、孔隙率、密度等来获得性能优良的薄膜。为了满足不断提高的实际应用需求，人们尝试通过添加第三元素实现TiN涂层的合金化，或者通过制备多层膜来提高薄膜层的综合性能，并取得了较好的效果。通过在二元合金TiN中添加Al，大大提高了薄膜的硬度，可达到3000HV0.05，显著减少了磨损。氧化试验证明（Ti，Al）N较TiN有较好的耐剥落性，从而显示出较好的耐磨性能。
3.3关键部件再造
海洋工程关键件再制造的目的是恢复尺寸、恢复功能（耐磨、耐热、耐蚀、抗冲击、减摩等功能），使再制造的部件恢复或提高性能，延长使用寿命。基于此，海洋工程关重件再制造主要涉及两方面：一是对于局部磨损失效部位进行强化再制造，二是对关键部件进行完整性的功能修复。实现这些再制造离不开表面工程技术。近年来，热喷涂、纳米颗粒复合电刷镀、离子注入、激光表面强化、等离子熔覆技术及纳米胶表面粘结技术等新工艺已应用于再制造领域，并取得了良好的效果。
4表面工程的发展方向
海洋工程的发展促进了表面科学和工程的发展，同时，表面科学与工程的发展也必须适应海洋工程的发展。现代表面工程要在未来海洋工程中发挥更加巨大作用，必须从以下方面做深入研究。
（1）深化表面科学理论和表面测试技术的研究。从原子角度研究摩擦磨损及润滑机理，研究表面效应，表面改性及表面涂敷在摩擦学在海洋工程中的应用。研究腐蚀过程和腐蚀机理，腐蚀膜形成及失效机理。
（2）发展复合表面技术。单一的表面技术已经不能适应海洋工程快速发展的要求，综合应用复合表面技术，能够解决海洋工程对特殊技术指标、可靠性、和经济性的要求。
（3）研究开发新型涂层材料。涂层材料是制备优良涂层的物质基础，不断开发优良的耐磨耐腐蚀以及不同环境需求的优质涂层材料是保证表面工程强大生命力的基础，开发在表面工程技术加工过程中自形成新材料的功能涂层能够更加显示出表面工程的优越性。
（4）研究表面工程技术的自动化、智能化生产。目前为止，表面处理在微电子行业和汽车行业自动化程度较高，随着计算机技术的发展，实现表面技术在其他行业的自动化、智能化是施工，是表面工程技术未来的发展基本趋势。
（5）实现表面工程的清洁生产。表面工程基本来说是属于节能环保型工程，但某些技術仍然存在污染问题，比如涂装、电镀热处理等。研究从设计、制造到运行全过程的无污染的、节约型的、再生的表面技术工程，也是表面工程一个基本发展趋势。
4结语
海洋是全球油气资源开发的一个全新领域，同时也是油气资源的重要储藏区域，在当下这个多元化的全球环境下，海洋工程技术的内容，可以说是影响一个国家能源命脉的关键，大力发展海洋工程装备技术，已然成为了各国竞赛的重点内容。对于海洋工程的关键技术和支承技术，相关工作人员应该给予高度的重视，引入新型的研发手段，提供更为先进的建设技术来。
参考文献：
[1]徐滨士.中国再制造产业及再制造技术新进展[J].热喷涂技术，2010，2（03）：1-6.
[2]陈欣卓.海洋工程装备关键技术研究[J].数码世界，2018（02）：321.