【摘 要】：中國是世界上最大的汽車消費國和生產(chǎn)國，汽車及其零部件的進出口貿(mào)易量呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。隨著汽車及其零部件進出口數(shù)量的不斷攀升，海運成為汽車及其零部件進出口貿(mào)易的主要運輸方式。但海上運輸環(huán)境復雜多變，濕氣、鹽霧等因素都會直接引發(fā)銹蝕產(chǎn)生，另外還有一些隱性因素，諸如集裝箱貨柜碼放在船上的不同位置、金屬貨品碼放在集裝箱內(nèi)的不同位置、不同種類的包裝材料、輪船晃動造成的包裝破損等，同樣會給銹蝕的發(fā)生創(chuàng)造條件，為汽車金屬零部件的質(zhì)量保證帶來隱患。銹蝕不僅會影響金屬零部件自身的使用性能，甚至會造成客戶要求退貨或賠償?shù)炔涣己蠊�，給企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失，并給企業(yè)聲譽帶來負面影響。氣相防銹是以VCI（Volatile Corrosion Inhibitor）氣相銹蝕抑制劑為核心技術的一種高效環(huán)保的防銹方法。使用氣相防銹產(chǎn)品包裝金屬零件后，防銹產(chǎn)品中的有效成分揮發(fā)至金屬表面，甚至深入至裝備元件的縫隙，形成一層分子量級的且肉眼不可見的防護膜，從而有效保護金屬。氣相防銹包裝技術憑借其自身的獨特優(yōu)勢，為海運中的汽車零部件提供可靠的防銹保障。
【關鍵詞】：海洋運輸；汽車行業(yè)；汽車零部件；集裝箱；氣相防銹技術；氣相緩蝕劑；氣相防銹產(chǎn)品
前言
全球汽車市場在2008年的經(jīng)濟危機中經(jīng)歷了劇變。在全球經(jīng)濟普遍低迷的背景下，中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展卻強有力地推動了汽車產(chǎn)業(yè)的成長，中國一躍成為世界最大的汽車消費國和生產(chǎn)國，汽車的進出口貿(mào)易量也呈現(xiàn)出快速增長的趨勢[1]。而隨著汽車的進出口數(shù)量的不斷攀升，海洋運輸依靠其載運量大、運費低廉、對貨物適應性強、特有的地理條件等優(yōu)勢，成為汽車進出口貿(mào)易的主要運輸方式。然而海洋運輸也有明顯的不足之處：航速低、航期不穩(wěn)定、易受自然條件和氣候的影響等[2]。特別是在夏季高溫高濕的環(huán)境下，強大的海風、潮濕的空氣、濃重的鹽霧、強烈的紫外線等種種不利因素常會使海運的金屬貨品產(chǎn)生銹蝕[3]。對于金屬零部件制造業(yè)和汽車工業(yè)來講，海洋運輸像是一個神秘的“黑匣子”，銹蝕往往難以預測。另外還有一些很難人為控制和預測的隱性因素，諸如集裝箱貨柜碼放在船上的不同位置、金屬貨品碼放在集裝箱內(nèi)的不同位置、不同種類的包裝材料、輪船晃動造成的包裝破損等，同樣會給銹蝕的發(fā)生創(chuàng)造條件，為汽車金屬零部件的質(zhì)量保證帶來隱患。銹蝕會導致金屬材料使用壽命的縮短、裝備生產(chǎn)力的損失、基礎設施的惡化等，許多出口產(chǎn)品因在運輸過程中發(fā)生嚴重銹蝕而被要求退貨或賠償，甚至造成報廢，不僅使企業(yè)遭受不必要的經(jīng)濟損失，同時也給企業(yè)的聲譽造成負面影響[4]。
1 海運中不可預見的引發(fā)銹蝕可變因素
1. 1集裝箱在貨船上的不同位置
集裝箱在貨船上的位置恐怕是最難控制的變量之一，我們幾乎不可能預見或控制，但它卻會給整個運輸過程的環(huán)境帶來十分重要的影響。通過測量在同一船上運輸?shù)亩鄠�集裝箱，我們發(fā)現(xiàn)位于船上不同位置的集裝箱之間存在溫度差異。如圖一中的2號集裝箱在整個航行過程中溫度變化呈漸變趨勢，而1號集裝箱則表現(xiàn)出波動跳躍的溫度變化。其中1號集裝箱裝載在貨船甲板上，光照直接影響了集裝箱的溫度變化，而2號集裝箱由于被其他集裝箱覆蓋，自然地控制了它的溫度變化。
1.2貨物在集裝箱內(nèi)的不同位置
這是一個在未完全填滿貨物的集裝箱內(nèi)使用溫度記錄儀監(jiān)控的控制變量試驗。圖二詳細介紹了三天時間里集裝箱內(nèi)不同位置的記錄儀記錄的溫度變化。在下午，集裝箱頂部的溫度比底部高出35℉（19℃）。這種現(xiàn)象可以解釋為頂部通常比集裝箱側(cè)壁接收到更多的光照直射，因而頂部通常是集裝箱最熱的部分。這就可以解釋為什么有時銹蝕零部件多出現(xiàn)在高處的托盤上。
1.3包裝容器的不同材料
包裝中涉及到的滲透性材料如瓦楞紙盒、紙、墊木等可慢慢地從空氣中吸收水分，有效減少海洋運輸過程中溫度過低時，尤其是夜間，出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。如圖三中顯示，纖維板箱內(nèi)的相對濕度要比塑料箱中的相對濕度低。該信息揭示了為什么許多汽車零部件制造商選擇從瓦楞紙箱改為可回收的塑料托盤時，包裝內(nèi)會出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象，并且給金屬部件帶來銹蝕問題。
2 氣相防銹技術簡介
VCI是氣相銹蝕抑制劑（VolatileCorrosion Inhibitor）的英文縮寫，也叫氣相和接觸防銹劑（Vapor Phase and Contact Corrosion Inhibitor，VpCI），或氣相防銹劑（Vapor Phase Inhibitor，VPI）[5]。它具有像樟腦丸一樣的揮發(fā)性和一定的蒸氣壓，當用氣相防銹產(chǎn)品保護被包裝物以后，防銹產(chǎn)品的防銹粒子氣化成氣體，能充滿密封包裝空間，甚至深入至裝備元件的縫隙，并以離子形式吸附于金屬表面，形成保護膜,切斷電子從陽極向陰極的移動，抑制電化學反應的發(fā)生，同時也阻擋了一些加速金屬腐蝕的物質(zhì)侵蝕金屬表面，以不接觸方式防止金屬銹蝕[6]。目前常用的氣相防銹包裝材料一般以氣相防銹劑為基礎，根據(jù)使用條件和環(huán)境需要，將其與適當載體相融合，制成各種變型產(chǎn)品，如氣相防銹塑料膜、氣相防銹紙等[7]。
3 氣相防銹技術應用于汽車零部件海洋運輸中的優(yōu)勢
（1）海運時間較長且航期極易受到天氣等因素的影響，這就對防銹包裝的有效期提出了更高的要求。由于氣相防銹包裝中的緩蝕因子持續(xù)揮發(fā)，防銹周期易掌握，防銹期長，一般一次可封存保護達5年，最長可達 10 年以上[8]，例如解放軍總后勤部與北方工業(yè)集團總公司，1990年在一份專題報告中稱:他們對26年前采用防銹紙和亞硝酸二環(huán)乙胺粉劑封存的機械進行開箱檢查，發(fā)現(xiàn)包裝的機械仍然光亮無銹。
（2）海上風浪會導致船體晃動，貨物無論在甲板或是在貨倉中均會隨之產(chǎn)生位移，若遇到極端天氣或捆扎不夠固定極易導致貨物傾倒，造成包裝破損[9]。由于VCI防銹的密封層內(nèi)部(因VCI揮發(fā))是正壓，當密封層有破損時，外面的水氣不會較快地大量進入，同時氣相緩蝕劑在不斷揮發(fā)補充，所以在一定的時間內(nèi)，仍能維持包裝內(nèi)VCI的濃度和金屬表面的保護膜的防蝕能力，降低防銹包裝失效的概率。例如在2003年深圳某生產(chǎn)電器設備的公司考慮到使用干燥空氣法時經(jīng)常因密封層破損而發(fā)生銹蝕，為保證赴歐洲參展產(chǎn)品不銹，欲改用VCI防銹技術，用前進行了封存對比試驗。試驗結(jié)果指出：“從上次檢查結(jié)果和最終檢查結(jié)果可以看出：在包裝袋有破口時，VCI組合包裝具有比防潮包裝更好的防腐蝕作用。因此VCI組合包裝特別適用于包裝會有破損的情況，反復利用包裝的情況等等�！保ā逗Ｄ仙礁鶉揽萍脊I(yè)自然環(huán)境試驗研究中心》實驗報告）[10]。除此之外，也可選用具有緩沖效果的氣相防銹包裝材料對易損部位進行緩沖包裝，如氣相防銹泡沫、氣相防銹珍珠棉等，使得緩沖和防銹的作用同時進行。
（3）海上晝夜溫差大，產(chǎn)生冷凝水時有發(fā)生。例如白天35℃，當相對濕度為90%時，只要降低3℃，就會達到飽和濕度繼而產(chǎn)生冷凝水；當相對濕度為80%時，降低5℃亦可產(chǎn)生冷凝水。使用氣相防銹包裝的空氣中，不單是含有水氣，也含有飽和的VCI分子，當形成冷凝水時，因其中也含有VCI，仍具有防銹效果，這與其他防銹方法有所不同[11]。
（4）進行氣相防銹包裝后，其內(nèi)部的防銹粒子氣體擴散量可自動調(diào)節(jié)，由于VCI具有極低的氣化壓力，在25℃常溫下只有0.2～0.4mmHg（1mmHg=0.133KPa）；當溫度升高時，氣壓降低，VCI氣體揮發(fā)量增大；當溫度下降時，氣壓上升，VCI氣體揮發(fā)量減少甚至停止[12]。但當內(nèi)外界溫差相對穩(wěn)定的時候，防銹粒子會暫時停止向外揮發(fā)，保持一種飽和的最佳防銹狀態(tài)，直到內(nèi)外界溫差再次起變化時，防銹粒子會再次揮發(fā)，從而來自動調(diào)節(jié)包裝物內(nèi)部的氣體濃度，讓包裝始終處于一種最穩(wěn)定的防銹狀態(tài)[13]。
（5）由于氣相緩蝕劑是自行揮發(fā)出具有緩蝕作用氣體來延緩金屬腐蝕的，因此不受被包裝物品幾何形狀和體積的限制，既可用于結(jié)構(gòu)復雜的汽車發(fā)動機等設備，也可用于結(jié)構(gòu)形狀比較簡單的金屬零部件[14]。
（6）適用金屬范圍廣。除了單一金屬、有色金屬外，對多種金屬組合件也有良好地氣相防銹效果。由高鋁瓷、低硅銅、紫銅、黃銅、鋅和鎳錳等材料組成的汽車發(fā)動機上的火花塞[15]；同多種金屬、鍍層、氧化層及涂層組成的發(fā)動機，以及機電產(chǎn)品與零部件，氣相防銹產(chǎn)品對它們都有良好地適應性和保護性[16]。
除了上述針對海上運輸?shù)囊恍┆氂袃?yōu)勢之外，氣相防銹包裝技術還具有以下幾個特點：
（7）環(huán)保性強，易處理，施工現(xiàn)場清潔，大部分材料可以反復使用或回收利用；
（8）成本低廉，根據(jù)專家分析，其綜合成本一般是防銹油脂封存的20%～50%，是干燥空氣封裝的二分之一到四分之一[17]；
（9）使用操作方便，勞動強度小，拆封時間短。金屬無需涂油，啟封后不需要擦除殘留的防銹劑即可使用[18]，可省去傳統(tǒng)的包裝前涂油和使用時清洗除油等繁瑣的工藝，使用時隨取隨用。據(jù)資料報導，用油封存的步槍，每啟封十支，大約需27個工時進行擦試，而用氣相防銹紙包裝的步槍，僅用30分種就夠了。
4 汽車行業(yè)使用氣相防銹產(chǎn)品的應用案例
在國內(nèi)的汽配行業(yè)，VCI技術主要應用在一些出口零部件企業(yè)、行業(yè)代表性企業(yè)、三資企業(yè)以及其他一些有實力、影響力并希望整體提升產(chǎn)品水平的企業(yè)，這些企業(yè)使用氣相防銹包裝的產(chǎn)品主要有活塞環(huán)、缸套、增壓器、白車身、齒輪、曲軸、剎車盤、發(fā)動機整機等。一些知名汽車公司如Chrysler、Honda、Audi、Toyota、Ford等均要求其汽車零部件生產(chǎn)商使用氣相防銹產(chǎn)品進行防銹包裝[19]。
