《中國科學(xué)報》 (2014-10-13 第6版 進(jìn)展) ——科學(xué)技術(shù)上來了,經(jīng)濟(jì)損耗下去了。
科學(xué)網(wǎng)—對海洋腐蝕說不 http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2014/10/292772.shtm 中國軍民用設(shè)備海洋腐蝕造成的損失高達(dá)GDP的5%_鳳凰軍事
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基于對腐蝕所造成的危害及損失的分析,侯保榮科研團(tuán)隊(duì)認(rèn)為:如果防護(hù)措施到位,至少每年可以避免25%~30%的損失,也就是說每年至少可以減少損失1300億元。 海洋環(huán)境是一個特定的極為復(fù)雜的腐蝕環(huán)境。多年來,中國工程院院士、中國科學(xué)院海洋研究所研究員侯保榮帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì),瞄準(zhǔn)海洋開發(fā)過程中涉及的腐蝕現(xiàn)象,以減少腐蝕破壞所造成損失為目標(biāo),為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。 腐蝕是經(jīng)濟(jì)問題 侯保榮指出:“腐蝕問題首先是一個經(jīng)濟(jì)問題?!备g是一種悄悄進(jìn)行的破壞,但它的破壞力比地震、火災(zāi)、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害所造成的損失更為嚴(yán)重。 世界各國對腐蝕工作都非常重視。據(jù)統(tǒng)計,每年因腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的2%~4%。1969年英國因腐蝕而造成的損失為13.65億英磅;美國2001年的腐蝕直接損失為國民生產(chǎn)總值的3.1%,約合2760億美元。這一調(diào)查結(jié)果當(dāng)時震驚了全世界。 我國在能源、交通、建筑、機(jī)械、化工、基礎(chǔ)建設(shè)、水利和軍事設(shè)施等典型的行業(yè)和企業(yè),每年由于腐蝕所造成的損失可達(dá)5000億元以上,約占GDP的5%。腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失除直接損失外還包括停工停產(chǎn)、設(shè)備維修、產(chǎn)品降級、效率降低等一系列間接損失。 “與此相比,海洋腐蝕尤為嚴(yán)重。”侯保榮說。我國有18000公里的大陸海岸線,有相當(dāng)于我國陸地國土面積1/3的海洋區(qū)域。海洋的開發(fā)利用在國民經(jīng)濟(jì)中占的比重越來越大。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,目前已有100余座開采石油的鋼樁平臺屹立在海上,同時大量船舶及海底輸油管線為海上開采石油服務(wù)。已經(jīng)探明的中國海上石油資源量占全國石油總產(chǎn)量的1/4,僅渤海油田目前探明的總儲量就超過45億噸。 我國在未來5年內(nèi),將投資500多億元在渤海建設(shè)50個采油平臺、1100口生產(chǎn)井。侯保榮表示,由于鋼鐵材料韌性大、強(qiáng)度高、價格便宜,目前這些構(gòu)筑物大多用鋼鐵材料所制成,其嚴(yán)重腐蝕性必然直接威脅著這些鋼鐵設(shè)施的安全,并將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,是一個必須十分重視的研究課題。 新型海洋防腐技術(shù) 海洋環(huán)境腐蝕與防護(hù)主要是研究鋼鐵材料在海洋環(huán)境中發(fā)生的一系列化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)而劣化的自然現(xiàn)象,其目的就是有效地防止腐蝕,降低腐蝕損失,提高鋼鐵設(shè)施的使用效能。 基于對腐蝕所造成的危害及損失的分析,侯保榮科研團(tuán)隊(duì)將研究目標(biāo)鎖定在海洋環(huán)境腐蝕與防護(hù)研究上,并取得了一系列研究成果。他們認(rèn)為:如果防護(hù)措施到位,至少每年可以避免25%~30%的損失,也就是說每年至少可以減少損失1300億元。 侯保榮就海洋腐蝕環(huán)境給出了解釋,其縱向可分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)、海底沉積物區(qū)五個不同腐蝕區(qū)帶,貫穿這些腐蝕區(qū)帶的海上鋼鐵構(gòu)造物在不同的腐蝕區(qū)帶具有不同的腐蝕特征,不同鋼材在不同海洋環(huán)境中的腐蝕規(guī)律不同,即使是同一種材料在海洋不同區(qū)帶的腐蝕也存在著較大差異。 研究海水—海氣界面交換區(qū)和海水—海泥交換界面區(qū)的腐蝕行為、腐蝕過程、銹層在腐蝕中的作用、金屬元素的影響等對研究金屬腐蝕與海洋環(huán)境的相關(guān)性有著重要的意義。 侯保榮科研團(tuán)隊(duì)結(jié)合海洋工程實(shí)踐得出在海上各種區(qū)域環(huán)境條件下的金屬與有機(jī)復(fù)合覆蓋層的最佳方案,并廣泛應(yīng)用于海上工程,為海洋鋼鐵設(shè)施防護(hù)開辟了一條新路徑。 侯保榮指出:“我們的技術(shù)綜合了有機(jī)涂層和陰極保護(hù)兩種防腐措施的優(yōu)點(diǎn),大大延長了海洋鋼鐵構(gòu)造物的服役壽命,是一種新型的海洋防腐技術(shù),研究總體上達(dá)到了國際先進(jìn)水平。” 延長海洋鋼鐵壽命 “犧牲陽極可以非常有效地防止處于海水中的鋼鐵構(gòu)筑物(如船舶、浮標(biāo)、鋼樁碼頭、石油平臺)遭受腐蝕。”侯保榮說,“犧牲陽極具有使用簡單,不需要外界電源及設(shè)備,不需要日常的管理和經(jīng)常性的維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),已越來越多廣泛地被采用?!?/p> 侯保榮還指出,以前我國船舶上主要采用鋅陽極,近年來國內(nèi)也相繼開發(fā)了鋁陽極。與鋅陽極相比,鋁陽極具有重量輕、單位重量放電量大(約為鋅的3倍)、陽極電位負(fù)、資源豐富、價格便宜等優(yōu)點(diǎn),因此用鋁陽極取代鋅陽極,具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。 自1975年以來,侯保榮科研團(tuán)隊(duì)開展了鋁陽極的研究工作,曾研制了Al(鋁)-Zn(鋅)-In(銦)-Cd(鎘)系陽極??紤]到Cd的毒性及對環(huán)境造成污染的問題,又進(jìn)行了不含Cd的其他新型陽極的研究。 侯保榮科研團(tuán)隊(duì)研制的“PM-1型和PM-2型腐蝕狀態(tài)自動跟蹤掃描系統(tǒng)”,為陰極保護(hù)的參數(shù)設(shè)計提供了重要的依據(jù),作為一種新型的海洋腐蝕監(jiān)測技術(shù),已被廣泛地應(yīng)用在船舶、浮標(biāo)、鋼樁碼頭、石油平臺的腐蝕防護(hù)。 目前,該系統(tǒng)已在勝利油田CB11B平臺井組和CB251B井組現(xiàn)場應(yīng)用,并正在向該海域其他平臺推廣。 針對沿海城市許多工廠的熱交換器大多采用海水冷卻,冷凝塔腐蝕嚴(yán)重的現(xiàn)狀,侯保榮在國內(nèi)首次采用了犧牲陽極和犧牲陰極保護(hù)技術(shù)對海上浮標(biāo)、鋼浮筏、海水管道進(jìn)行了成功的保護(hù),并對犧牲陽極輸出電流公式進(jìn)行了修正。外加電流混合陰極保護(hù)技術(shù),使保護(hù)率達(dá)90%以上,大大延長了冷凝塔的服役壽命。 隨著海洋經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,我國渤海、黃海、南海及勝利油田先后建造了大量的石油、天然氣開發(fā)平臺,渤海在未來5年內(nèi)原油產(chǎn)量將突破2000萬噸。這些平臺,大部分是用鋼鐵作為主要材料制作的。 侯保榮指出,海上石油、油氣田等的石油平臺、輸送管線等海洋鋼鐵設(shè)施的腐蝕及其檢測問題已經(jīng)成為科學(xué)界和石油界關(guān)注的熱點(diǎn)。 為了解決我國海洋石油開發(fā)中的腐蝕問題,他們應(yīng)中國海洋石油總公司湛江分公司、勝利石油管理局等單位對海上石油開發(fā)區(qū)內(nèi)的各種作業(yè)平臺和海底管線進(jìn)行腐蝕監(jiān)測的要求,把爭取為企業(yè)解決更多的生產(chǎn)難題作為首要任務(wù),將處于科技發(fā)展前沿的信息技術(shù)與腐蝕工程控制技術(shù)有機(jī)地融合起來。 這些科研成果的應(yīng)用,為我國海洋工程結(jié)構(gòu)的合理選材和設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù),延長了海洋鋼鐵構(gòu)造物的使用壽命,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 |