《重腐蚀防护技术为海洋工程穿上“国产外衣”》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2020-03-26
  • 在海洋工程重腐蚀防护领域获得授权专利65件、为港珠澳大桥桥墩打造耐腐蚀的“钢筋铁骨”……中国科学院金属研究所“海洋工程重腐蚀防护技术研究与应用”团队近日荣获2019年度中国科学院“科技促进发展奖”,其研发的高性能涂层和牺牲阳极联合防护技术等,在我国重大海洋工程基础建设耐久性工作中发挥了重要作用。

    海洋工程的腐蚀防护是国际性难题。2018年10月,堪称桥梁界“珠穆朗玛峰”的世界最大跨海大桥——港珠澳大桥桥梁主体工程全面贯通。工程专家为港珠澳大桥设计了120年的使用寿命。

    “港珠澳大桥的钢管复合桩位于海泥环境中,防腐涂层的破坏方式主要来源于打桩过程中的机械损伤、泥砂碎石磨划伤和泥下腐蚀因素造成的长期侵蚀、性能衰退等。”研究团队负责人李京研究员介绍说,为此,研究人员通过调整涂层配方,制备出高致密涂层,其抗渗透能力大大提升。再经过特殊喷涂工艺,将干粉状的涂料喷涂在金属桩表面,使其与金属的粘结强度大大增强,同时涂层的耐划伤性也有了显著提升。

    此外,120年的耐久性设计要求仅仅依靠涂层防腐的防护手段是远远达不到的,必须与阴极保护技术联合使用。经反复研究,团队除完成了大桥基础钢管复合桩防护涂层工艺设计、阴极保护系统设计、原位腐蚀监测系统开发等工作,还研制出用于大桥桥墩的新一代高性能环氧涂层钢筋,为大桥桥墩打造了一副耐腐蚀的钢筋铁骨。

    截至目前,该团队已经在海洋工程重腐蚀防护领域已获得授权专利65件,编制国家标准3项,企业/行业标准5项,相关成果受邀参展“伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览”。

相关报告
  • 《我国海洋腐蚀每年损失7000亿 防护好可减1/3》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2018-04-24
    • 悄无声息的腐蚀,其破坏力比地震等自然灾害造成的损失更为严重。   自2015年来,依托中国工程院重大咨询项目“我国腐蚀状况与控制战略研究”,包括近30位院士在内的200位科技工作者,针对基础设施、水环境等5大领域,开展了一次腐蚀成本和防护策略的调查研究。结果表明,2014年我国腐蚀总成本约为2.1万亿元,占当年国内生产总值(GDP)的3.34%。   4·24“世界腐蚀日”到来前夕,项目首席科学家、从事海洋腐蚀与防护研究工作的侯保荣院士接受科技日报记者采访,“与其他腐蚀相比,海洋腐蚀尤为严重。”他指出,海洋腐蚀损失约占总腐蚀损失的1/3,达7000亿元。这也反映了我国现阶段海洋腐蚀成本现状。   部分海洋工程构件几年即出现锈蚀   潮起潮落,令人们陶醉流连的浪花飞溅、惊涛拍岸的壮美海景,在从事海洋腐蚀与防护研究的科研人员眼中,却是造成灾难的“海老虎”。   由海洋腐蚀引发的灾难性事故,造成了极其巨大的损失。2010年,英国石油公司墨西哥湾“深水地平线”钻井平台海底阀门失效导致爆炸,导致美国海域最严重的环境灾难。   除了安全问题,海洋腐蚀也带来了巨大的经济损失。   侯保荣说,过去10年间,我国海港、桥梁、隧道以及海岸工程建设蓬勃发展。按照设计,重大海洋工程设施通常有数十年甚至上百年的服役寿命。然而,调查显示,我国部分设施结构件建成仅几年即出现锈蚀。   “如何增强海洋工程设施的耐久性和安全性,降低重大灾害性事故发生率,延长设施使用寿命,是需要迫切解决的重要问题。”侯保荣说。   海洋工程防腐关键问题亟待解决   一块钢材在海洋中,飞沫能够喷洒到其表面,但在涨潮时又不能被海水浸没的区域叫“浪花飞溅区”。   浪花飞溅区的腐蚀速率一般是全浸区的3到10倍,腐蚀最为严重。   “十一五”期间,中国科学院海洋研究所开发了一套可带水操作的海洋钢结构浪花飞溅区新型复层矿脂包覆防腐技术,大大延长了设施的维修周期。   但在侯保荣看来,目前还有大量海洋工程腐蚀防护的共性及关键性问题亟待解决。   “有必要针对我国海洋工程设施腐蚀污损防护重大需求,开展海洋腐蚀与生物腐蚀机理及防护技术的开发研究。”   海洋腐蚀虽然损失惊人,但并不是瞬间发生的,有针对性的措施能有效控制腐蚀问题。但项目参与者、中国科学院海洋研究所助理研究员路东柱告诉记者:“调研中发现,一些决策者、设计者、建造者仅考虑短期成本收益,致使一些设施投用不久便需进行大规模维护维修,给设施正常营运带来负面影响。”   “如果防护措施到位,至少每年可以避免15%—35%的损失。”侯保荣说,与发达国家相比,我国腐蚀调查工作开展晚,他也希望通过此次调查,加强人们对腐蚀危害的认识,提高人们的防腐蚀意识。
  • 《国家973计划 "海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究" 课题结题验收会召开》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-10-31
    • 10月17日,国家“973”计划“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目课题结题验收会在中国科学院宁波材料技术与工程研究所召开。来自上海交通大学、大连理工大学、北京科技大学、东北大学、中国科学院兰州化学物理研究所等的15位专家组成的验收组对该项目所属6个课题进行了审查验收。中国工程院院士薛群基主持验收会议。   宁波材料所所长黄政仁致辞,代表项目承担单位对各位领导、专家和项目组成员的到来表示热烈欢迎,感谢大家一直以来对宁波材料所的厚爱、支持与帮助。   项目首席科学家李晓刚首先做了项目总体情况汇报。各课题负责人依次从课题总体概况、课题完成情况、研究水平与创新性、成果产出与人才培养、经费使用情况和存在的问题六个方面汇报了课题开展五年来的研究成果。每个课题分别汇报半个小时、专家提问半个小时。经过五年的研究积累,项目在“多重海洋环境因素下材料腐蚀及损伤的力学-电化学交互作用机理与规律”、“高温高湿海洋环境下材料腐蚀的化学-电化学相互作用机理与规律”、“海洋环境中生物在材料表面的粘附与微生物腐蚀机理”和“深海和高湿热环境下新型耐蚀耐磨金属和防护材料的结构与性能调控”等基础研究方面均取得了重要研究成果,发表了多篇高水平研究论文,发现了许多新奇的现象和规律,从更深层次揭示了海工装备材料的腐蚀与防护机理,极大推动了我国腐蚀防护领域的长远发展。   与会专家就各课题的研究进展情况展开了热烈讨论,充分肯定了各课题的研究进展,认为各课题已经取得了一些重要而又有显示度的亮点工作,提升了我国在海工装备材料腐蚀防护研究方面的国际地位。同时,要注意加强各课题之间的衔接与区分,进一步做好凝练总结工作。薛群基强调要在前期研究工作基础上做好后续工作谋划,继续加强项目组成员之间的密切联系,争取做出世界一流成果,为我国海洋安全和海洋经济发展做出更大贡献。   会后,各位专家和项目成员对该项目其中一项重要应用成果——舟山基地380米世界最高输电塔防腐工程进行了实地观摩。   “海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目是以中国科学院宁波材料所为项目依托单位,北京科技大学、中国科学院金属研究所、上海海事大学、中国科学院海洋研究所、钢铁研究总院、中船重工第725研究所和中国科学院宁波材料所等多家单位联合承担的国家重大基础研究计划(“973”项目)。该项目为宁波首次牵头的国家“973”项目,其研究目的是揭示海洋材料腐蚀和防护机制,提出特色鲜明的海洋环境耐蚀和防护材料的设计理论和制备方法,满足我国实施海洋战略对高性能海洋环境防护材料的需要。