贯彻“海洋腐蚀综合防护”的思想正在当下

　　李教授介绍，大到国家海洋安全所涉及的舰船、航母、战斗机等武器装备，一旦遭到腐蚀，不仅仅可造成机毁人亡，更为严重的将导致战场的失败；再到国计民生层面各种海岸工程和市政设施，正如中石化青岛管道爆炸事故，是由入海口暗渠交汇处海水和土壤腐蚀管道造成的原油泄漏，最终导致严重的次生灾害。这一切，都笼罩在腐蚀的阴霾之下，因此，海洋腐蚀综合防护刻不容缓。

　　在973项目中，海洋腐蚀综合防护技术是整个项目的应用出口。通过对海洋环境严酷性进行分类标准制定，依据不同腐蚀级别，匹配相关的防腐技术，找到其应用规律和建立相关的标准体系，是五年研究工作的重中之重。例如，特别是在南海苛刻海洋环境中，开展材料阴极保护、表面涂层、耐蚀材料的综合防护技术研究，使之形成相关的国家推荐性强制的防腐标准，正是973项目关注的核心问题。

　　李教授详细介绍到：“海洋腐蚀的综合防护技术，实际上是在五年的申报历程中，边申报、边研究、边反思的过程中而得出来的一个重要结论。在腐蚀防护技术面临着两大难题，第一道难题是化学工业环境下各种苛刻介质中的腐蚀，它有时候是一个极端局部的问题。而严酷海洋环境下的腐蚀，是一个量大面广的问题。从某种意义上来说，材料腐蚀问题发源于海洋，在严酷海洋环境下的腐蚀问题的彻底解决，实际上就基本彻底解决了腐蚀困扰！”

　　目前，腐蚀防护技术分为耐蚀材料、表面防护、电化学保护和缓蚀剂。对待严酷海洋环境，由于缓蚀剂在海洋的使用过程中运用有一定的限制，可以利用人类到目前为止所积累的其它三种腐蚀防护技术协同应对腐蚀。比如：最严酷的海洋环境情况，必须综合运用三种腐蚀防护技术，才能满足海洋装备长期服役的要求；不严酷的环境，可以采用其中一种办法，如选择好一种耐蚀材料就可以保证海洋装备安全的、长时间的服役，可以实现免涂装应用。

　　因此，针对严酷海洋环境中服役的海洋工程装备，973项目将在耐蚀材料、表面处理和电化学保护三方面综合保护下，腐蚀磨蚀过程系列关键科学问题开展研究，并尽快将研究成果转化为示范性的综合技术，全面提升我国海洋设施应对严酷海洋腐蚀的能力，逐渐打造世界领先的海洋防护核心技术。

　　图2　　综合防护图解

　　焦点一：海洋腐蚀机理问题的焦点是“腐蚀电化学的过程”

　　鉴于海洋环境中材料腐蚀损伤的本质是电化学腐蚀，但目前腐蚀电化学不能满足高湿热、低温高压、复杂应力或微生物等多重海洋环境因素耦合作用下的腐蚀研究，缺乏对材料在严酷或极端海洋环境中电极过程、腐蚀动力学以及防护关键技术等的基础研究。因此，973项目旨在揭示海洋环境中材料的力学-电化学、化学-电化学、生物-电化学协同作用机理与规律这三大关键科学问题，发展海洋腐蚀研究的新方法、新理论，提出耐海洋环境腐蚀材料和防护涂层的设计方法，开发长寿命的防腐涂层。

　　李教授重点介绍道：“生物污损是在海洋环境具有特色的损伤方式，我国海洋生物污损的情况是十分严重的。我的老师师昌绪院士曾就生物污损问题谈过，120年前改变了中国的历史进程的甲午海战，中国的战舰”志远号“实际上并不比日本的战舰水平差，但却最终丧失了战斗力而被击沉。后期经过研究，生物污损导致舰船无法提速是其中不可忽视的问题之一。北洋水师的许多战舰都受到了生物污损的影响，速度跟不上，导致了甲午海战战败的结局。”

　　图3　　生物污损样例

　　焦点二：973联合各界突破防腐产品中外对垒困局

　　习近平总书记与李克强总理所提出的，“要控制经济发展的速度，提高经济发展的质量”指导思想，在973项目中得到了很好的贯彻与推广，耐蚀材料的研发如星星之火燎原之势，吹遍中国大地，所有相关企业紧锣密鼓地布阵，已有明显成效。

　　海洋耐蚀材料方面，国家经济大发展时期，对钢材的需求量供不应求，国内各个钢厂的发展无暇考虑耐蚀性问题，开发和生产耐蚀钢的迫切性较差。如今，普通钢材需求量日渐削弱的情况下，海洋用的耐蚀钢成了需求焦点，但却面临着耐蚀钢技术不足的问题。至此，宝钢、鞍钢、武钢、南京钢厂等大型企业，包括一些中小型的钢厂转向耐蚀材料的研发。

　　表面防护方面，外国品牌，诸如佐敦、美国化学工业公司、日本立邦等外资企业以其优质的涂料产品和全球化的服务体系，占据我国涂料涂装市场的半壁江山。

　　李教授说：“国有涂料企业面临着巨大的挑战，我们动员青岛海化研究院、常州涂料研究院、武汉材料保护研究所，这些国内有实力的研究院所，积极参与进来，加上吸引民营企业的加入，壮大了我们科研队伍与研发实力，这将大大推动涂料涂装在海洋防腐领域的应用。”

　　在阴极保护方面，我国在阳极材料和阴保设计相关技术取得了长足的进步，阳极材料的生产基本上实现了全部国产化，并占据国际上85%的产能，但是其高端产品和技术仍需进口。

　　李教授强调：“在深海、高温、高湿等严酷海洋环境下的阴极保护的综合技术的方案设计、材料制备、参数制定等基本的关键数据并没有进行积累，特别是深海阴极保护依然在高价进口国外软件，进行相关的设计、研究、施工。这次973项目中，我们意识到了这点，将对阴极保护软件进行国产化研究，使得海洋腐蚀阴极保护技术取得较大突破。”

　　焦点三：海洋腐蚀973项目成果必将受益全社会

　　腐蚀学科具有跨地区、跨部门、跨行业的特色，在各行业从事腐蚀防护的企业中，宝钢、鞍钢是耐蚀材料生产企业，中石油是腐蚀技术应用企业。而国内防腐民营企业约有2--3万家，但都是小规模经营，发展大型企业，任重道远。973项目参加单位中国船舶重工集团公司第七二五研究所是目前最全面的海洋腐蚀研发与生产企业，在耐蚀材料、涂料涂装、阴极保护及缓蚀剂方面都有比较全面的产业结构，年产能二三十亿，这是比较典型的把准时代脉搏，在需求中把握商机的机构。

　　李教授说：“我们希望中国涌现出一批企业，能和外国的企业一比高下。就目前的国内企业格局与各项能力，好比一串待穿珍珠，973项目的研究成果将穿起这串珍珠，形成国内腐蚀防护领域的战斗力，从自身发展，修炼敏锐的观察力与分析研发能力，针对国内可能预见或者正在需求的大量市场，提高自身产品性能指标，研发具有竞争力的产品与强化本地化优势。”

　　他还说：“通过研究降低综合防腐的成本，企业将得到更安全更廉价的技术；延长材料寿命，起到节能、环保作用，响应国家政策的同时，获得经济回报，相同的技术更物美价廉。过去5年中，我们团队，包括我本人在内，对建筑部门、中海油等国营企业、中小型民营企业，军口企业，多次亲身到访，指导解决问题，试图推动形成一套理论方法与标准，对企业形成长久的实惠。最终，社会各界将达到多赢的效果，我们最大的荣耀之一就是及时解决了”天宫1号“目标飞行器某关键部件的防腐问题，得到航天部门的表彰。”

　　焦点四：海洋腐蚀973项目架起学术研究与工程应用的桥梁

　　海洋防腐问题聚焦，就在当下。我们以国内从事海洋环境腐蚀、磨蚀和微生物腐蚀等方面的科研院校和研究基地为依托，集中我国在海洋材料研发、材料海洋试验、环境敏感断裂研究、腐蚀电化学理论、摩擦学、海洋微生物腐蚀研究和高温腐蚀研究等相关方面最高水平的优势力量，通过各承担单位通力合作和科研人员共同努力，有望对提出的关键性的科学难题研究取得重大突破。同时通过开放式的共同协作方式吸引国内工程应用单位，共同推动海洋腐蚀领域的学科发展和防护技术成果快速应用。

　　李教授说：“腐蚀应用型学科的特质，逃脱不了物理、化学里面的最基本的原理，其侧重点在于应用的特点，让腐蚀学科工作者，成为学术研究与工程应用的桥梁，让海洋腐蚀原理与规律为国民经济各行业所接受，学为所用，学以致用。在研究方面，发动研究生与团队的研究人员，在海洋防护综合技术的各个点进行研究，研究结果以系列化专着的方式集成献给社会。973项目启动以来，已经集结包括中海油、钢铁、基础建设等行业部门和科研单位，已经设计了包含十余项海洋腐蚀与防护相关的国家标准体系，通过制订强制性标准来达到海洋腐蚀综合防护技术的推广应用。”

　　结语

　　李教授最后总结道：“973项目以来源于我国海洋重大工程装备对材料腐蚀和防护技术的重大需求这一重大研究背景。在战略性方面，我国海洋制造业，腐蚀磨蚀问题是制约瓶颈。没有掌握领先的核心防护技术更是痛中之痛；在前瞻性方面，抓住关键科学问题，培育成套核心技术，力图五年”亮点“，十年总体拉平，二十年部分领先；在全局性方面，在比较准确凝练出科学问题之后，紧抓我国海洋工程中”量大面广“和”关键突出“腐蚀磨蚀问题，发展系列化的”成套防护技术“；在带动性方面，说得天花乱坠没用，要用上，要用好，要用大！虽然研究工作是五年的时间，但是我们团队已经开展了近十年的基础研究工作，项目申报也历经五年的历程，当我们承担这一重要的研究任务，深感肩上的担子沉重，任重道远。但我有信心带领973项目团队，通过几年的协同研究，在国际腐蚀学科中形成有重要影响力的海洋腐蚀和综合防护研究方向，进一步提升我国腐蚀学科基础研究在国际上的地位。”

　　李晓刚简介

　　男，教授。973项目首席科学家，中国腐蚀与防护学会秘书长，教育部腐蚀与防护重点实验室主任，国家材料环境腐蚀平台负责人，国防环境试验专家组成员，科学出版社腐蚀丛书主编。

　　2006年起负责了国家科技基础条件平台建设重大项目“国家材料自然环境（大气、海水和土壤）腐蚀实验台网建设”项目，组织协调了国内十五个单位之间的协同研究，组建了由30个试验站组成的国家材料环境腐蚀平台新体系。积累的我国大气、海水和土壤自然环境下腐蚀数据和研究成果，为三峡工程、西气东输、桥梁工程、航空航天、钢铁冶金等数十家国防和民用单位提供服务。创建了中国腐蚀与防护网，使积累的大气、海水和土壤自然环境腐蚀数据和试验研究成果在国家重大工程和国防工程防腐设计与选材、规范与标准制订、材料生产、以及新材料研发等方面发挥了重要作用。

　　近五年来，发表论文400多篇，其中本领域国际知名刊物150多篇。出版《X70钢的腐蚀行为与试验研究》等专著近十部，授权专利30余项。获部级一等奖2项，2009年“钢铁材料及制品大气腐蚀数据积累、规律和共享服务”获得国家科技进步二等奖，为第一完成人。

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