“可以說,海洋腐蝕973項目(以下簡稱”973項目“)是我國能否實現國家海洋意志,真正走出去、實現大國夢想的一個關鍵環節,” 2014年3月,海洋腐蝕973項目首席科學家、中國腐蝕與防護學會秘書長、北京科技大學新材料技術研究院副院長李曉剛教授在接受采訪時表示。
談起“973項目”,李曉剛教授深感責任重大。李教授介紹說,目前973項目所召集到的腐蝕科學研究團隊,囊括了中國海洋腐蝕行業內最前沿的科研單位,組織了優秀的科技人員,對研發任務進行了周密部署和安排,力求盡快、盡早、盡美地完成國家交給的研發任務,不負國家和人民重托,不辱使命。
李曉剛教授
“973項目”旨在解決國家海洋戰略需求中,海洋工程和裝備服役過程中所面臨的腐蝕與防護四個重大科學問題。
科學問題1:多重海洋環境因素下材料腐蝕及損傷的力學-電化學交互作用機理與規律
科學問題2:高濕熱環境下海洋材料腐蝕的化學-電化學相互作用機理與規律
科學問題3:海洋環境中生物在材料表面的粘附與微生物腐蝕機理
科學問題4:深海和高濕熱環境下新型耐蝕耐磨金屬和防護材料的結構與性能調控
本著“邊研究、邊應用、邊推廣”的原則,李教授期許,在未來的五年中,通過“973”項目的研究工作,將會出版十多部海洋腐蝕研究、工程應用的系列化專著、大量科學數據和國家或行業標準,從而奠定我國新時期海洋腐蝕學科的基礎,指導社會企業生產與研發的同時,并反向收集社會資源,進行切合時代發展的良性循環研究,支撐我國海洋制造業發展,推動科研成果有效轉化為社會生產力,轉化為我國征服海洋的“利器”。
談到“973項目”,李教授常說的八個字是“學以致用,以研領工”.李教授特別指出,對于材料腐蝕學科,具有應用型強的特點,必須學以致用。北京科技大學擁有國內乃至國際上領先的腐蝕實驗室,在基礎研究和工程應用都產生了大量的科研成果,這些成果要為我國腐蝕與防護產業帶來積極的引領和推動作用。“只有加強這種推動作用,才能縮短與世界海洋發達國家之間的產業差距,”李教授表示。
圖1 四大科學問題
海洋腐蝕973項目應運時代而生
21世紀是海洋的世紀。隨著地球上陸地資源的逐漸枯竭以及人類不斷拓展生存空間的要求,國際間的競爭重點也已從陸地轉向了海洋,海洋具有潛在的巨大經濟利益和戰略性的國防地位。海洋事業的發達程度是一個國家科技力量和水平的綜合體現,也是一個國家經濟發展和國家地位的標志。發展海洋裝備,建設海洋工程是推進和實施國家海洋戰略的重要內容。鑒于海洋裝備和海洋工程長期處于海洋環境下工作,服役中無法回避的問題是海洋工程材料在海洋環境下的腐蝕損傷、磨蝕失效和生物污損。海洋環境下,海洋工程材料的腐蝕和生物污損問題每年給國家造成近萬億元的經濟損失和30%以上海中航行體的能源浪費,已成為嚴重制約重大海洋工程技術和裝備發展的技術瓶頸之一,其失效問題更是嚴重影響海洋工程和裝備的可靠性和壽命,材料的腐蝕失效機理與防護技術已成為我國海洋工程領域都亟待解決的問題。
“從腐蝕學科發展歷史的角度,從某種意義上來講腐蝕學科發源于海洋領域,一直以來,盡管人們對材料海洋腐蝕機理與規律開展了相關的研究,取得了大量成果。但是拓展海洋開發空間中不斷出現的前所未有的新的海洋多重環境因素,對各種裝備制造的腐蝕失效研究提出了嚴重的挑戰,現有的腐蝕防護學科理論無法滿足其快速發展的需要,相關的腐蝕學科體系尚未建立。特別是我國在建立腐蝕學科的過程中,由于對于海洋開發戰略認識的不足,忽視了海洋腐蝕防護的基礎理論問題的研究。所以,從腐蝕學科本身發展也要求我們大力加強海洋材料腐蝕保護的研究,建立起我們中國特色的海洋防護學科,來承載海洋制造業的長效發展。”李教授說。
海洋腐蝕973項目實施刻不容緩
由海洋腐蝕所引起的災難性事故層出不窮,如1980年北海“亞歷山大基定德”號鉆井平臺海底樁腿上的焊縫被海水腐蝕,萬噸重的平臺在25分鐘內傾倒,123人遇難,造成近海石油鉆探史上的罕見災難;2010年4月20日英國石油公司墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺海底閥門失效導致爆炸,致死11人,隨后3個月海底原油涌出超過400萬桶,成為美國海域最嚴重的環境災難。上述重大事件和數據給我們敲響了警鐘,展示了新時期海洋腐蝕研究的迫切性與重要性。海洋工程材料在海洋環境下的腐蝕損傷、磨蝕失效和生物污損問題,是一個國內外都一直沒有得到很好解決的問題,我國更是在相關領域差距巨大。
多重復雜海洋環境因素如何影響水、侵蝕性離子和氧在防護層和腐蝕產物層中的擴散過程,如何影響界面附著力和腐蝕產物微觀結構,如何加速材料的腐蝕與失效,都是耐海洋腐蝕用材料設計和開發方面面臨的新問題,這些基礎理論問題不解決,就無法發展長壽命海洋用工程材料及其防護體系。因而,建立我國系統的海洋環境條件下金屬腐蝕及其防護層的失效理論與設計方法,是腐蝕與防護學科自身發展的迫切需求。
貫徹“海洋腐蝕綜合防護”的思想正在當下
李教授介紹,大到國家海洋安全所涉及的艦船、航母、戰斗機等武器裝備,一旦遭到腐蝕,不僅僅可造成機毀人亡,更為嚴重的將導致戰場的失敗;再到國計民生層面各種海岸工程和市政設施,正如中石化青島管道爆炸事故,是由入海口暗渠交匯處海水和土壤腐蝕管道造成的原油泄漏,最終導致嚴重的次生災害。這一切,都籠罩在腐蝕的陰霾之下,因此,海洋腐蝕綜合防護刻不容緩。
在973項目中,海洋腐蝕綜合防護技術是整個項目的應用出口。通過對海洋環境嚴酷性進行分類標準制定,依據不同腐蝕級別,匹配相關的防腐技術,找到其應用規律和建立相關的標準體系,是五年研究工作的重中之重。例如,特別是在南海苛刻海洋環境中,開展材料陰極保護、表面涂層、耐蝕材料的綜合防護技術研究,使之形成相關的國家推薦性強制的防腐標準,正是973項目關注的核心問題。
李教授詳細介紹到:“海洋腐蝕的綜合防護技術,實際上是在五年的申報歷程中,邊申報、邊研究、邊反思的過程中而得出來的一個重要結論。在腐蝕防護技術面臨著兩大難題,第一道難題是化學工業環境下各種苛刻介質中的腐蝕,它有時候是一個極端局部的問題。而嚴酷海洋環境下的腐蝕,是一個量大面廣的問題。從某種意義上來說,材料腐蝕問題發源于海洋,在嚴酷海洋環境下的腐蝕問題的徹底解決,實際上就基本徹底解決了腐蝕困擾!”
目前,腐蝕防護技術分為耐蝕材料、表面防護、電化學保護和緩蝕劑。對待嚴酷海洋環境,由于緩蝕劑在海洋的使用過程中運用有一定的限制,可以利用人類到目前為止所積累的其它三種腐蝕防護技術協同應對腐蝕。比如:最嚴酷的海洋環境情況,必須綜合運用三種腐蝕防護技術,才能滿足海洋裝備長期服役的要求;不嚴酷的環境,可以采用其中一種辦法,如選擇好一種耐蝕材料就可以保證海洋裝備安全的、長時間的服役,可以實現免涂裝應用。
因此,針對嚴酷海洋環境中服役的海洋工程裝備,973項目將在耐蝕材料、表面處理和電化學保護三方面綜合保護下,腐蝕磨蝕過程系列關鍵科學問題開展研究,并盡快將研究成果轉化為示范性的綜合技術,全面提升我國海洋設施應對嚴酷海洋腐蝕的能力,逐漸打造世界領先的海洋防護核心技術。
免責聲明:本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有,如果涉及侵權,請第一時間聯系本網刪除。

官方微信
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
- 投稿聯系:編輯部
- 電話:010-62313558-806
- 郵箱:fsfhzy666@163.com
- 中國腐蝕與防護網官方QQ群:140808414