出生于山東蓬萊市的黃老師無論如何都沒有想到，她的一生竟然會與金屬材料的腐蝕與防護結(jié)緣。金屬材料強度的研究與應(yīng)用，凝聚了黃老師一生的心血與付出：從鉆桿、抽油桿、輸送管的腐蝕疲勞行為研究；到輸送管、油管、儲罐等的腐蝕失效分析，再到抽油桿、輸送管壽命的預(yù)測，再到國產(chǎn)直縫焊管的溝槽腐蝕現(xiàn)象的研究……黃老師奔波于生產(chǎn)實踐現(xiàn)場，解決了諸多腐蝕問題，獲得了失效分析專家的稱號。

用信念鑄造夢想，用愛心譜寫師魂

    1965 年，黃老師從西安交通大學金屬與熱處理專業(yè)畢業(yè)，她留校進入金屬材料及強度研究所工作，跟隨中科院資深院士、我國著名的金屬材料專家周惠久先生從事金屬材料力學性能的研究。

    1984 年，高教部下發(fā)文件，有條件高校的材料專業(yè)可開設(shè)腐蝕與防護學科。當時西安交大材料專業(yè)只有黃老師從事腐蝕研究，她受領(lǐng)導(dǎo)委托，開始從事金屬腐蝕與防護的教學任務(wù)，為本科生開設(shè)腐蝕與防護的必修課。經(jīng)過兩年多的授課實踐，黃老師編寫了《金屬腐蝕與防護》一書，于 1988 年出版，兩年后，又經(jīng)教育部組織的教材評審，這本書修改后可為全國通用教材。之后西安交大腐蝕學科開設(shè)博士點，黃老師開始為碩士生和博士生開設(shè)腐蝕與防護的選修課。在教書育人的過程中，黃老師默默奉獻、埋頭苦干，她堅守在腐蝕與防護教育的第一線上， 用信念鑄造夢想，用愛心譜寫師魂，把教書育人作為她生命中最神圣的事業(yè)去履行，由此桃李滿天下?，F(xiàn)在生活在多倫多的黃老師提起她的學生感慨地說：“我的學生邢志強早就是教授，1996 年享受國務(wù)院特殊津貼，我的學生景小燕也身為高級工程師現(xiàn)在還拼搏在管道壽命的研究和檢測的崗位上。”

1965年西安交通大學畢業(yè)

1986年與指導(dǎo)的本科畢業(yè)生看斷口時合影，最右邊是張平生教授級高工

砥礪耕耘 堅持科研為生產(chǎn)服務(wù)

    除了教書育人，黃老師絕大部分精力放在了金屬材料腐蝕與防護的科研工作中。上世紀 80 年代初黃老師開始金屬腐蝕疲勞性能的研究，并發(fā)表了她的第一篇學術(shù)論文——《鹽水中疲勞裂紋內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物及其對疲勞裂紋擴展的影響》。上世紀 80 年代中期，課題組申請到了海上采油平臺用鋼研究的課題。有了這些研究基礎(chǔ)之后，在鄧增杰教授等的引薦和協(xié)作下，黃老師的研究進入到腐蝕環(huán)境較為苛刻的石油化工行業(yè)，她運用腐蝕、材料、力學、化學等學科的基礎(chǔ)知識與中國石油管材中心、漢江油田所屬鉆井公司、寶雞鋼管廠、長慶油田某采氣廠、西北油田分公司雅克拉采氣廠等單位協(xié)作，為鉆桿、抽油桿、油套管、油氣輸送管和儲罐等的材質(zhì)選擇、焊接工藝優(yōu)化、腐蝕原因探討、腐蝕速率測試和安全評定等進行了實驗研究。

    油氣專用管線防腐蝕是黃老師主要研究的方向。她介紹，長慶氣田是北京第二大氣源，是我國建成的第一條長輸天然氣管道。 靖邊氣站管轄的輸氣管線，是西氣東輸管線的一部分， 也是陜京 （送氣到北京）管道的起點。為了保證這兩條管道安全，長慶油田某采氣廠的技術(shù)人員在 2002 年的深秋找到她探討管道的腐蝕管理等問題。

    在這兩條輸氣管線中，第四采氣廠曾在 1997 年在 4 個不同的地質(zhì)條件下鋪設(shè)了管道，為了檢查管道是否安全，第四氣廠挖出了 4 個長為 10 米直徑約為 1 米的管段和彎頭，他們把這些管段和彎管以及即將鋪設(shè)的新管運送到了兵工部西北理化中心大院，進行焊縫區(qū)全長的無損探傷。黃老師回憶說：“記得當天下著小雪，我和助手坐在管子上，逐個地打磨待測管段焊縫處，確保表面光潔的管道進入探測室。在探測室里，我們對管子進行了解剖，通過腐蝕坑定量統(tǒng)計，計算出埋在四個地質(zhì)環(huán)境下管線的腐蝕速率；再根據(jù)腐蝕的形貌以及與沒有工作新管的力學性能進行對比，特別是關(guān)于焊縫區(qū)殘余應(yīng)力、金相組織的測試分析，給出了管道外部的地質(zhì)環(huán)境、輸送內(nèi)部氣體成分，焊接工藝等對管道壽命及安全工作的影響。隨后，我們向廠方匯報了鋼管的成分特別是不良的焊接工藝引起焊縫區(qū)的成分分析和金相組織的不均勻、不一致從而引起硬度的不均一，高硬度區(qū)容易引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂等研究結(jié)果時，廠長叫來了廠屬驗收等部門的管理人員，讓他們按照我們的研究結(jié)果制定驗收標準。”

    除了油氣管線的腐蝕研究，黃老師也是最早從事研究國產(chǎn) ERW 鋼管溝槽敏感性的科研人員之一。她介紹，由于高頻直縫焊管（通常簡稱為 ERW 鋼管）具有生產(chǎn)效率高、制造成本低、尺寸精度高等優(yōu)點，寶雞鋼管廠于 1985 年從德國引起全套制造 ERW 鋼管的裝置，該設(shè)備于 1988 年投入生產(chǎn)。但是 ERW鋼管受到溝槽腐蝕敏感問題的困擾，影響了這種鋼管的推廣使用。為探討這臺我國最早進口設(shè)備生產(chǎn)的 ERW 鋼管的溝槽腐蝕傾向，她與寶雞石油鋼管廠進行合作，進行了 ERW 鋼管的溝槽腐蝕實驗，并對國產(chǎn)電阻焊鋼管的溝槽腐蝕傾向進行了評價，這是國內(nèi)關(guān)于國產(chǎn)ERW 鋼管溝槽腐蝕的最早研究。

    無論是石油管線的防腐蝕還是鋼管溝槽的敏感性研究，都是我國該領(lǐng)域內(nèi)最初的探索研究。 在進行這些研究之后，黃老師又把目光轉(zhuǎn)移到的石油專用管土壤腐蝕行為研究之中。她說：“細菌也是誘發(fā)石油專用管腐蝕的原因之一，當時在我國尚沒有檢索到關(guān)于細菌腐蝕的研究，我們委托西北大學老師培養(yǎng)分離出致銹的硫酸鹽還原菌，在實驗室內(nèi)隔離出細菌腐蝕小間，參觀我們細菌腐蝕試驗小間的同學風趣地講，黃老師又在搞細菌戰(zhàn)。”

    翻閱黃老師發(fā)表的論文，從上世紀 80 年代后，黃老師的科研論文發(fā)表了 60 余篇，其中 19 篇是關(guān)于石油化工領(lǐng)域的防腐蝕，這些研究成果不僅發(fā)表在《焊管》《腐蝕與防護》《天然氣工業(yè)》《油氣儲運》《 石油化工應(yīng)用 》《石油機械》等雜志上，而且對石油化工領(lǐng)域的防腐蝕有很大的指導(dǎo)意義，曾經(jīng)長慶油田一個分公司的廠長針對石油儲罐的防腐蝕方案，聽了眾多專家的意見后，最后一錘定音：“就按黃教授說得辦！”

2012年在邢志強家，左手邊是校友耿澤俊

2013年與景小燕夫婦合影

生活在加拿大多倫多市的黃老師

用專業(yè)知識 為國家挽回損失

    1987 年新疆鹽化總廠花了 4000 多萬美元從日本月島株式會社引進了硫酸鈉提純生產(chǎn)線，其中的高速壓縮機 33 萬美元。這個壓縮機是由月島株式會社設(shè)計，神戶株式會社制造。

    該生產(chǎn)線于 1989 年剛投入試運行不久，壓縮機發(fā)生了爆炸。

    新疆鹽化總廠與日本月島株式會社進行了交涉，日方以過了索賠期和工人嚴重超過規(guī)定的 160 o C 溫度為理由，不理會新疆鹽化總廠讓其來華調(diào)查的要求。

    新疆鹽化總廠聘請黃老師和西安交通大學壓縮機教研室的一位教授介入調(diào)查。黃老師來到爆炸現(xiàn)場，看到 150 公斤重的半個葉輪裂開，沖斷了以 16 個 M16 的螺栓連接的鋼制殼體落到 4 米以外地面，車間里一片狼藉。為了分析開裂原因，她將裂開的部分葉輪帶回了學校，進行開裂原因的分析。

    她根據(jù)斷面的冰糖狀形貌、 裂紋源的位置等宏觀和微觀分析，斷定是縫隙腐蝕誘發(fā)的氫致開裂，并認為由于過了索賠期，操作記錄也對廠方不利。只有找出制造葉輪的材質(zhì)問題，即先天性缺陷，才有可能取勝。所以黃老師從帶回的半個葉輪上截取試樣，進行硬度、拉伸強度、斷裂韌性，以及金相組織的測試分析等，尋找材質(zhì)缺陷。

    根據(jù)黃老師初步分析，新疆鹽化總廠要求日方來華進行調(diào)查賠償。日方來到了新疆鹽化總廠后與黃老師在現(xiàn)場進行了關(guān)于葉輪開裂原因的初次交鋒。黃老師形象地把葉輪本身存在材質(zhì)問題加上結(jié)構(gòu)設(shè)計引進縫隙而產(chǎn)生了縫隙腐蝕比喻成像高血壓患者摔了一跤，葉輪的開裂是先天不足造成的。而日方堅持是中國工人操作失誤造成的。

    之后雙方達成協(xié)議：15 天之內(nèi)，雙方交換葉輪開裂原因的書面分析報告。日方調(diào)查人員在回國路上狂妄地說：“他們有能力在一天之內(nèi)說服中國專家，是因為工人操作失誤造成的”。

    黃老師在 15 天內(nèi)將關(guān)于說明葉輪開裂原因的測試結(jié)果，縫隙腐蝕導(dǎo)致縫內(nèi)溶液酸化從而產(chǎn)生了氫致開裂的分析報告整編成冊，并附加了查閱的 100 多份參考文獻目錄，郵寄給了日方。但是在約定的時間里，黃老師并沒有接到日方的調(diào)查報告。卻接到了廠方的緊急電話：立即趕到烏魯木齊市，兩天后日方將會來華。

    在烏魯木齊市，黃老師和壓縮機教研室老師面對的是日方派出的強大談判陣容：神戶的技術(shù)總監(jiān)、主管工程師，月島主管技術(shù)工程師和設(shè)計人員。神戶的技術(shù)總監(jiān)先是恭維隨后話鋒一轉(zhuǎn)，提出氫是由于中國工人操作失誤，使包裹葉輪的殼內(nèi)產(chǎn)生高溫，聚四氟乙烯軸瓦分解而產(chǎn)生的。黃老師針鋒相對地反駁了神戶技術(shù)總監(jiān)關(guān)于氫來自聚四氟乙烯分解的論點。黃老師引用縫隙腐蝕引起縫內(nèi)酸化的腐蝕原理，以及裂紋起源于縫隙處等實驗結(jié)果，證明了葉輪的開裂與縫隙腐蝕有關(guān)。她又根據(jù)材質(zhì)的測試結(jié)果以及查閱的 100 多份參考文獻，證明了葉輪選用的鋼種在低溫回火狀態(tài)下，對氫致應(yīng)力腐蝕開裂是敏感的，特別是其中包括的日本人出版的不銹鋼手冊明確指出：制造葉輪用的不銹鋼種，在低溫回火的馬氏體組織狀態(tài)，由于對氫致開裂敏感，不適合制造承受高應(yīng)力的構(gòu)件?；谶@些陳述，黃老師指出，葉輪的開裂是由于設(shè)計、選材以及熱處理工藝不當引起的。 在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計下，葉輪的開裂就是材質(zhì)缺陷引起的。

    談判桌下，新疆自治區(qū)化工處的馬處長感嘆道：“這場索賠會真是一場生動的科研辯論。”之后馬處長介紹，新疆共有兩個索賠成功的案例，一個是因政府出面獲得成功，另一個就是黃老師介入的因“學術(shù)辯論”而成功的新疆鹽化總廠索賠案。

    今天回憶起這件索賠案件，黃老師百感交集：“在設(shè)計、制造腐蝕環(huán)境下工作的構(gòu)件時，不僅要具備設(shè)計、制造方面的知識，還應(yīng)該具備腐蝕、材料等多學科的基礎(chǔ)知識。就這件索賠案中開裂的葉輪來說，日方工程師在仿歐設(shè)計時，由于缺少腐蝕學科、材料學科的相關(guān)知識，他在設(shè)計時在葉輪和軸之間引進了 0.5 毫米的縫隙，選用了 18-8 型不銹鋼，而歐盟某國原用的是鈦合金，這個工程師為了追求高強度，又采用低溫回火，造成了葉輪的氫致應(yīng)力腐蝕開裂。所以面對復(fù)雜的腐蝕失效問題，需要多學科的知識。”

    由于這一索賠的成功，在 1993 年的失效分析年會上，黃淑菊老師被 22個國家一級的學會授予—先進失效分析專家的稱號。

    后記：

    已是古稀之年的黃老師如今生活在多倫多市，早年她兢兢業(yè)業(yè)、腳踏實地，成為石油化工領(lǐng)域腐蝕與防護一批最早的探索者，為解決石油領(lǐng)域里的腐蝕問題，奉獻出了最美好的青春年華，也收獲了最美麗的人生。

    人物簡介

    黃淑菊，西安交通大學教授。1965年畢業(yè)于西安交大金屬及熱處理專業(yè)。1984年為西安交通大學金屬及熱處理專業(yè)本科生開設(shè)了本科生腐蝕與防護課，后來為碩士研究生、博士研究生開設(shè)選修課。

    先后與石油管材中心、漢江油田所屬鉆井公司、寶雞鋼管廠、長慶油田某采氣廠、西北油田分公司雅克拉采氣廠等單位協(xié)作，獲得過國家有關(guān)部門的3個基金，開發(fā)出能取代致癌鉻酸鹽的防銹且抑制環(huán)境敏感斷裂的防銹顏料，也開發(fā)出環(huán)境友好型鹽水緩蝕劑。為解決化工、鋼廠等部門的一些構(gòu)件的腐蝕，做出貢獻。

    參加過周惠久教授領(lǐng)導(dǎo)的“低碳馬氏體強化理論和應(yīng)用研究”課題，并獲得1987年國家科技進步一等獎的缺口敏感性部分的試驗研究。通過壓縮機葉輪失效分析而取得日本索賠，被22個國家一級的學會授予—先進失效分析專家的稱號，也獲得西安交通大學科技成果二等獎，參加的耐多相流的金屬材料及作用機制課題，研究結(jié)果列入中國科學院金屬研究所成果，發(fā)表論文約70余篇。