大海,有著千里波濤滾滾來的雄渾壯闊,有著三萬里河東入海的博大胸懷。
大海,這片賦予我們無盡遐想的藍色國土,是他五十余年來一直致力降服的“吃鐵老虎”。
他,就是中國海洋腐蝕與防護研究拓荒者、2021年度中國科學院杰出科技成就獎獲得者——中國工程院院士、中國科學院海洋研究所研究員侯保榮。
立志防腐 攻堅克難
“我就是專心干好海洋腐蝕與防護這一件事。”侯保榮說。
1970年3月,年輕的侯保榮帶著一身朝氣,正式入職中國科學院海洋研究所,開啟了他成才報國的崢嶸歲月。
資料少,基礎弱,設備缺,來到海洋所,在老同志的幫助和指導下,侯保榮加入了這支專門的海洋腐蝕與防護研究隊伍。
那時,大家認為海洋環(huán)境劃分為大氣區(qū)、潮差區(qū)和海水區(qū)三個腐蝕區(qū)帶。潮差區(qū)潮水忽高忽低,加上風吹日曬,國人都認為這部分腐蝕最嚴重。
但事實果真如此嗎?
為了找出科學答案,團隊在陳山碼頭海邊臨時構建了一個水池開展實海掛片實驗。
“我們的工作環(huán)境、條件特別差,吃飯只能在露天,蒼蠅‘嗡嗡’的圍著人轉,一揮手‘呼’的趕走一大群。”侯保榮笑著描述,一幕幕仿佛還在眼前。
功夫不負有心人,日復一日的實驗得出結論,浪花飛濺區(qū)是我國腐蝕防護產(chǎn)業(yè)忽視的“大老虎”,它才是海洋鋼結構腐蝕最嚴重的區(qū)域,是真正的腐蝕防護“短板”和“痛點”。
深耕防腐 攻克“短板”
摸清海洋環(huán)境腐蝕規(guī)律后,如何降服浪花飛濺區(qū)這個“吃金屬的老虎”,成為縈繞在侯保榮心頭的一大難題。
侯保榮發(fā)現(xiàn),“在浪花飛濺區(qū)采用包覆防腐蝕技術,防腐蝕效果理想。”而該技術在當時的中國尚是空白。
“我就想啊,能否針對我國的腐蝕環(huán)境特點,研發(fā)針對性的包覆技術呢。”侯保榮帶領研發(fā)小組,翻閱了大量外籍文獻、專利等,每天做計劃、每日一溝通,秉持著“一定能成功”的決心,干勁十足。
“浪花飛濺區(qū)是造成嚴重腐蝕的‘罪魁禍首’,既然不能避免潮濕環(huán)境和海浪沖擊,那就直面這一難題!”侯保榮堅定提出。
當時,潤滑脂是有效的防腐方法之一,侯保榮先后運用數(shù)十種潤滑脂進行實驗,取得了一定效果,但是被潤滑脂包覆的鋼鐵表面始終有少量腐蝕。
這是為什么呢?侯保榮陷入了思考。
實驗、觀察、思考、再實驗……侯保榮終于揭秘:浪花飛濺區(qū)的鋼結構表面一直有殘留的海水,即使涂抹潤滑脂,表面的海水也被一并包裹在里面,是這些殘留海水導致了點蝕的發(fā)生!
但是,如何在不改變施工環(huán)境的前提下,把鋼鐵表面殘余的水分去除呢?
他專程請教了高分子專家,并與日本合作,提出在有機大分子極性基團上增加水油置換基團,將金屬表面的水分置換出來,在金屬表面只留下油性基團,避免腐蝕,這種改性防護脂的防護性能大大提高!
有了這一點突破后,他又集中力量對防護脂配方、緩蝕劑成分同時改進,多層復配,最終形成了由礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶、密封緩沖層和防蝕保護罩組成的復層礦脂包覆防腐蝕技術(PTC)。
該技術表面處理簡單,施工方便,可帶水帶銹施工,不但能夠隔絕海水,外層的密封緩沖層和玻璃鋼防蝕罩還能有效抵御機械損傷和外界沖擊,兼具防腐、水下施工、環(huán)保等多個優(yōu)點。
院企合作 打破壟斷
侯保榮先后走訪了二十多個沿海城市的港口及上百家企業(yè),始終堅持在一線。
“實驗室制備只是第一步,科學技術要服務于社會工程必須擴大生產(chǎn)。”侯保榮又指向了新的目標“山頭”。
沒有正式的中試實驗平臺,侯保榮就借用合作公司“四面漏風”的廢棄大院,加工了簡易的生產(chǎn)設備,如此熱火朝天的做起實驗來。
條件十分艱苦,設備調試困難重重,但侯保榮從未想過放棄。“世上無難事,只怕有心人”——這種信念鼓舞著他繼續(xù)向前。
侯保榮提交了“我國海洋工程設施浪花飛濺區(qū)防腐蝕工作極待加強”的院士建議,獲得了有關國家領導人的批示,得到“十二五”國家科技支撐計劃項目的支持,由此完成了PTC技術擴大生產(chǎn)的關鍵一步。
數(shù)十年的探索,侯保榮與高新技術企業(yè)青島迪恩特新材料科技有限公司建立穩(wěn)定合作,共同研發(fā)的包覆技術生產(chǎn)設備從Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,到可以批量穩(wěn)定生產(chǎn)的Ⅳ型,設計建立了一套完整的自動化生產(chǎn)線,打破國外技術壟斷,生產(chǎn)能力最終滿足了防腐工程需要。
合作實現(xiàn)了該技術在國內(nèi)的首次規(guī)?;?、標準化生產(chǎn),保障了產(chǎn)品性能達到國家標準GB/T32119-2015要求,產(chǎn)品質量穩(wěn)定,具有中國計量認證機構(CMA)的合格檢測報告。
“是時候真正將PTC包覆防腐技術服務于我們中華大地了!”侯保榮興奮的表示。
目前,該技術在青島港液體化工碼頭已使用近十五年,至今保護狀態(tài)完好,無任何破損現(xiàn)象,檢查內(nèi)部鋼結構無任何腐蝕,光亮如新,預計防護壽命可達30年以上。
就連在我國東北的極寒極惡劣服役環(huán)境下,PTC技術也能夠有效抵御海冰碰撞,經(jīng)受住惡劣環(huán)境的考驗,在冬季結冰期長達5個月之久的丹東華能電廠煤碼頭,至今成果已順利應用8年。
目前,PTC技術已經(jīng)實現(xiàn)了我國全緯度的適用性,扎根我國防腐工程。產(chǎn)品在大連北良港碼頭、上海洋山深水港LNG碼頭、杭州灣大橋等近五十項國家重大工程中應用,全部為優(yōu)良工程。
針對不同工程的特殊性,侯保榮又進行個性化PTC技術升級。利用多片嵌合式防蝕保護罩技術,解決了海上風電超大直徑塔筒的現(xiàn)場包覆和陸地預包覆防腐難題,同時還解決了幾十座橋梁錨室系統(tǒng)和埋地管道的防護難題,實現(xiàn)了PTC技術在多種場景的應用。
“隨著近年來技術產(chǎn)品的逐漸成熟,我們注冊了商標(迪恩特R)和防偽標識?;诋a(chǎn)品優(yōu)異的防腐性能和合作方的認可,我們投保商業(yè)綜合責任險,由太平洋保險公司承保,保額可達1000萬元。”侯保榮與時俱進的邁出了向市場探索的步伐。
矢志不渝 砥礪前行
科研的腳步是不停歇的。
針對海洋大氣區(qū)異型鋼結構的腐蝕防控難題、海工鋼筋混凝土的腐蝕防控難題,侯保榮還率團隊成功研發(fā)出了氧化聚合包覆防腐技術(OTC)、柔韌性鋼筋混凝土涂層防腐技術(FCC)等一系列成果,填補了國內(nèi)技術空白,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
這些成果在110余項重大工程中得到成功應用,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟與社會效益,也因此,侯保榮被大家稱作海洋的“防腐衛(wèi)士”。
侯保榮常說,PTC技術是眾多成果中最偏愛的一朵“浪花”,它承載著侯保榮與浪花飛濺區(qū)的不解情緣,這是他進入腐蝕領域的“萌芽”,也見證著他服務于我國多項防腐工程的“開花”“結果”……
對侯保榮來說,2021年是個豐收年。他獲得了中國科學院杰出科技成就獎,還獲得了聯(lián)合國世界腐蝕組織(WCO)首屆世界“腐蝕成就獎”,全球僅一人獲獎。這不僅是對侯保榮在世界腐蝕防護領域突出貢獻的高度總結,更是對侯保榮產(chǎn)學研結合、科研成果應用實際的充分認可。
多年來,侯保榮先后承擔國家重大科研計劃30余項,出版專著9部,主編論文集10部,發(fā)表SCI論文500余篇,授權專利100余項,制定國家和地方標準10余項;主持“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目,完成我國最全面系統(tǒng)的腐蝕調查,出版170余萬字的《中國腐蝕成本》,英文專著The Cost of Corrosion in China全球發(fā)行;曾獲國家科技進步二等獎、山東省科學技術最高獎、山東省技術發(fā)明一等獎、山東省科技進步一等獎、中國腐蝕與防護最高工程成就獎、何梁何利科技進步獎、美國腐蝕工程師協(xié)會(NACE)科技成就獎及NACE卓越組織獎等。
工作中的侯保榮,仿佛一臺永動機。他始終堅守科研第一線,他三年的出差里程中,僅飛行距離就超過33.3萬公里,相當于繞地球8圈多。
侯保榮表示:“榮譽僅僅是工作的開始,得到的成績也只代表過去,我會繼續(xù)奮斗在腐蝕研究的第一線,盡自己最大的努力,為我國防腐事業(yè)做出一點貢獻!”
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