产业动态 | 国家材料腐蚀与防护数据中心数智化技术赋能钢铁企业新品种研发及应用

2024-10-12 16:31:46 作者：本网整理来源：《腐蚀与防护之友》分享至：

钢铁作为国民经济产业主粮，是国家发展的“稳定器”和“压舱石”，其性能的高低反映了一个国家综合实力的高低。随着我国经济建设高质量发展和“一带一路”战略实施，重大工程建设对钢铁材料提出了绿色和长寿命的新要求。尤其是在“双碳”背景下，发展高性能、长寿命腐蚀防护技术成为我国钢铁工业的一个重要发展方向。目前钢铁材料的耐蚀性不足是我国重大基础设施服役和装备制造业发展所面临的共性技术瓶颈。其主要原因在于耐蚀钢调控理论研究与耐蚀钢冶炼工艺研究不足，以及能结合实际服役环境的高效准确钢材耐蚀性评价技术体系缺乏和标准体系不足引起的。

近十余年来，国家材料腐蚀与防护数据中心（以下简称“国家数据中心”）立足国家重大战略，坚持“聚焦前沿、需求牵引”和“研究赋能工程”的策略，围绕钢铁材料腐蚀机理与耐蚀新材料研发，开展材料服役腐蚀损伤-钢铁冶炼交叉学科研究、数智化驱动耐蚀材料研发及工程装备服役安全预测研究，建立了基于腐蚀大数据理论的钢材耐蚀性数智化调控理论技术，提出了包含杂物软化-弥散化-物化性能基体靠拢化-高纯净化的调控新理论和技术、耐蚀钢微合金元素调控技术、相调控技术和轧制工艺调控技术在内的成套耐蚀钢调控新技术，开辟了耐蚀钢性能调控新路径，联合企业生产了多样化耐蚀新钢种及其耐蚀性配套技术；建立了数智化环境腐蚀性和工程装备腐蚀寿命预测技术与服役过程中钢材耐蚀性智慧化监控关键技术，实现对工程装备服役过程的全寿命监测与腐蚀预警，有效保证了工程装备的服役安全。相关技术与成果先后在川藏线工程和跨海大桥等国家重点工程中得到应用，推动了工程对材料腐蚀的认知，推进了工程材料的更新换代。为我国冶金学科和防腐蚀工程学科的发展做出了贡献。

近年来，国家材料腐蚀与防护科学数据中心积极将研究成果应用于大型钢企产品升级换代和国家重大工程中。国家数据中心的耐蚀钢研发团队先后和多家钢铁企业合作，相关成果和技术受到企业的高度认可和欢迎，和多家钢铁企业开展了合作，如：国家数据中心和新兴铸管股份合作建立了我国首个钢铁数据中心：智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心，积极布局耐蚀钢产业，研发了多种耐蚀钢品种，并在川藏线等国家重大工程中得到应用。

国家数据中心耐蚀钢研发团队与鞍钢、南钢和湘钢展开深入合作，探明了海洋环境因素对材料耐蚀性的影响规律与机制，研发了严酷海洋环境用耐蚀桥梁钢，并成功进行了推广应用。以上工作中，中青年学者发挥了骨干作用是最大的亮点。例如，为了开发适用于世纪工程“川藏铁路”的高品质用钢，国家数据中心杜翠薇教授和马宏驰副教授冒着巨大危险，亲自驾车历时十多天穿越“川藏铁路”建设工地，选择了适当的材料野外腐蚀试验地点，获得了系统的钢铁材料“川藏铁路”环境腐蚀试验数据，受到铁道部门和钢铁企业的好评。又如，国家数据中心程学群教授和刘超副教授与首钢针对ZAM镀层板展开了深入合作，明确ZAM镀层在各类环境下的腐蚀规律与机理，解析了ZAM镀层的腐蚀热力学与动力学过程，为企业ZAM镀层的性能优化提供了有力的支持。刘超副教授多次带队前往日照钢铁公司，开展煤气管道腐蚀机理分析与腐蚀预警合作，成功实现煤气管道主影响因素的解析，并明确其腐蚀加速临界值，协助企业制定了煤气管道腐蚀防控决策，显著减缓了腐蚀对煤气管道安全服役的影响。国家数据中心多次安排程学群教授和刘超副教授带队前往包钢、沙钢和建龙等钢铁企业现场就耐蚀钢研发工作展开交流，深入冶炼现场，了解企业在耐蚀钢研发工作中遇到的瓶颈问题进行了深入的交流和探讨,就解决耐蚀钢研发和检测问题提出了可行方案，开展了系列化耐蚀钢研发合作。

国家数据中心和广东湾区交通建设投资有限公司成立联合项目组，组织开展狮子洋大桥锚固系统用钢的适用性评估工作。项目组艰苦攻关，对新型高Ni 高性能耐蚀钢种开展了大量的室内腐蚀试验，采用了最先进的“腐蚀大数据”评价和分析技术，指导了工程防腐设计，确定了狮子洋大桥百年服役寿命下高Ni钢的成分要求，并用数据证实了现场防腐工程能够达到实际目标。有力地保证了工程的开展，为解决“狮子洋大桥”重大工程的百年服役防腐蚀设计做出了决定性贡献。

在和国内钢铁企业展开广泛且深入的合作同时，积极深入工程现场，推动耐蚀钢在工程中的应用。如先后和新兴铸管、中铁武汉勘察设计院、武汉大桥局物资公司和宁夏建龙等生产及应用单位签订战略协议，推动耐蚀钢的产学研用一体化系统工程机制的建立。相关工作推动了工程对材料腐蚀的认知，推进了工程材料的更新换代，为我国冶金学科和防腐蚀工程学科的发展做出了贡献。