资讯中心

数据共享

试验资源

信息资源

防护技术

薛群基院士:打破国外技术垄断 迈向海洋防腐高端

2016-08-15 16:03:08
作者:王元
来源:中国腐蚀与防护网

为响应国家“建设海洋强国”战略的号召;掌握海洋工程材料科技发展前沿;共商海洋腐蚀防护新技术及新材料的研发大计,由中国腐蚀与防护学会主办、中科院宁波材料技术与工程研究所合作承办的2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会于9月19-21日在浙江宁波举行。值此2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会来临之际,记者有幸采访到本届大会主席薛群基院士。

    自从党的十八大提出建设海洋强国的国家战略目标、“十三五”规划提出“拓展蓝色经济空间”,海洋强国战略已经成为我们国家时代发展的最强音。当前我国正处于经济结构转型的关键期,潜力无限的海洋经济无疑将成为未来经济发展的新增长点。发展海洋经济离不开海工装备的大规模应用,海工装备功能的实现依赖于材料技术,然而海洋工程设施和装备长期处于苛刻海洋环境中,引发的腐蚀问题给国民经济建设和国防安全造成不可估量的损失。因此,加强防腐新材料、新技术的研究,加大腐蚀防控的实施,对于发展我国海洋经济、建设海洋强国具有重要的意义!


    为响应国家“建设海洋强国”战略的号召;掌握海洋工程材料科技发展前沿;共商海洋腐蚀防护新技术及新材料的研发大计,由中国腐蚀与防护学会主办、中科院宁波材料技术与工程研究所合作承办的2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会于9月19-21日在浙江宁波举行。值此2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会来临之际,记者有幸采访到本届大会主席薛群基院士。


    薛群基,我国材料化学和特种润滑材料领域主要的学术带头人之一,中国工程院院士,中科院宁波材料技术与工程研究所科技委员会主任。多年从事特种润滑材料及材料化学研究,为国家重点工程的实施做出了重要贡献。

 

图片1
   
薛群基院士


   
发展国家经济建设  材料防护势必先行


    随着社会经济的飞速发展,国家基础建设的日新月异,我国对材料的需求不断扩大,材料腐蚀问题也随之凸显。薛院士表示腐蚀造成的危害较大、不容忽视,实施材料设备的腐蚀控制迫在眉睫。中国工程院重大咨询项目“我国腐蚀状况及控制战略研究”调查结果表明,2014年我国由腐蚀造成的损失达到2.1万亿元人民币,约占当年GDP的3.34%。


    腐蚀是指材料因环境化学作用而逐渐破坏和损失现象。按机理可以分为电化学、力化学腐蚀和生物污损腐蚀;按腐蚀介质不同可以分为气体、大气、土壤、电解液和非电解液腐蚀;按破坏特点可以分为连续和局部腐蚀;根据其他因素影响还有外部电流腐蚀、接触腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀、生物腐蚀等等。腐蚀可以使材料损伤、性能降低,设施报废。具有普遍性、环境依赖性、隐蔽性。腐蚀随时随地都存在,腐蚀速度取决于材料的特性和环境状况,如在潮湿空气中,材料腐蚀速度要高于干燥环境,而在海洋大气环境中,腐蚀速率又要高于不同环境;当环境中有氯离子、硫化氢等情况下,材料腐蚀往往会加剧;当两种活性不同的金属相互接触时,高活性金属更容易腐蚀,而低活性金属则受到保护。


    腐蚀发生过程虽缓慢,但一旦腐蚀发展到一定的程度,导致灾难性后果令人痛心疾首。如1997年6月27日北京某化工厂18个乙烯原料储罐发生火灾(因硫化物腐蚀),停产达半年,直接经济损失达2亿多元,间接损失巨大;2000年6月16日广东某石化厂焦化装置由于高温管线硫化物腐蚀发生重大火灾,大火烧了25min。2013年山东青岛发生的“11.22”东黄输油管道泄露爆炸事故,就与管道受到的腐蚀有关。


    面对材料腐蚀危机,常用防腐工程技术包括:①改变材料的内部结构而提高材料防腐性能。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。②在金属表面覆盖保护层。例如,添加缓蚀剂、涂漆、电镀、热喷涂、阳极氧化或用化学方法形成致密耐腐蚀的表面膜等。③电化学保护法,包括外加电流的阴极保护法和牺牲阳极保护法。


    那么防腐蚀工程技术在国民经济建设中扮演怎样重要角色呢?


    薛院士表示,防腐工程技术在国民经济建设中不可或缺。并在矿山机械、化工石油、桥梁建造、轮船制造及其他生产和生活中都有着重要意义。适当的防腐措施可减少25-50%的腐蚀损失。


    防腐工程技术可有效提高材料的使用寿命,减少腐蚀事故发生率。如四川输气干线于1972年2月,首次在威成线加注缓蚀剂,至今已40年多,使局部腐蚀得到有效控制,取得了良好的效果。钻井泥浆泵缸套,采用涂层防护后,其寿命由700小时提高到1200-1500小时,大大节约了成本,提高了生产效率。跨海大桥其设计使用寿命要达到100年,必须采用涂层、牺牲阳极等多种防护措施。


   
“重点实验室”勇担重任  为国建设保驾护航


    中科院海洋新材料与应用技术重点实验室,主要从事海洋新材料及腐蚀和损伤防护相关方面工作。薛院士表示他们团队近几年承担了国家973计划“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”、中科院先导计划“海洋环境行为”、国家十三五重点研发计划“高强度、大规格、易焊接海洋工程用钢及应用”等国家重大课题;旨在研究材料在海洋环境中的损伤机理,开发适合于各种腐蚀环境的防腐与防护技术。如他们为宁波港码头、象山港大桥研制的高固厚膜重防腐涂料,有效解决的钢管桩的防护问题;研制的防腐、耐磨一体化涂层,在国防涉海高技术领域得到应用。

 

图片2
   
中科院海洋新材料与应用技术重点实验室

图片3
    海洋大气环境挂片试验

图片4
    石墨烯重防腐涂料产品

图片5
    大尺寸海上溢油应急处理关键材料

图片6
    沿海油罐重防腐涂层


   
潜心科研五十载  为国发展铸良剑


    薛院士回忆,他自1965年大学毕业,考取中科院兰州化学物理研究所的研究生开始,在导师陈绍澧先生的指导下,开始从事材料的表面界面和新型材料的研究。80年代初,从美国进修回国,在党鸿辛先生的支持下,开始了摩擦表面化学的基础研究和特种润滑材料在空间等高技术领域的应用研究,同时对材料的磨损等损伤防护开展研究工作。


    多年来,他和他的团队做专心致力于这几方面的研究工作:一是建立并完善了我国润滑材料及摩擦化学研究的体系和平台,提高了我国在这一领域的国际影响力;二是紧扣国家需求,研发了系列航天、海洋等高技术用的特种润滑材料,在摩擦化学的基础研究,纳米材料在润滑材料中的应用,他们团队的工作处于国际前列;三是练就了一支有国际竞争力的团队。


    薛院士认为,要带领一个学科走向国际舞台,独立思考很重要,不能人云亦云,应注重学科交叉与融合,摩擦化学就是这样一个领域。做材料研究,须紧密结合国家需求,做好实际应用,没有成功被应用的物质,不应为材料。


   
打破国外垄断  开发高端防腐技术


    相比于内陆环境,海洋环境具有高湿度、高盐分等特征,腐蚀性更强,尤其是在南海地区的高湿热环境,造成的腐蚀更为严重。此外,材料在服役过程中,可能同时受到生物附着、腐蚀、磨损、疲劳等损伤。跨海大桥、港口码头、船舶、集装箱等的制造都离不开防腐与防护,材料在海洋环境服役中需要更为严格的防护措施。


    薛院士认为腐蚀控制是海洋作业、海洋运输、海洋装备和海洋平台设计首要考虑的问题之一。海洋环境中的腐蚀控制主要包括牺牲阳极和涂料两大类,以涂料为主。但很遗憾,目前为止,我国海洋用高端防腐防污涂料及牺牲阳极等方面大多是依靠进口,且这些材料和技术基本上被国外大公司垄断。他和团队希望开发出具有自主知识产权的海洋材料和防护技术,打破这种垄断。


   
引领海洋材料技术前沿   共创防腐行业交流平台


    习近平总书记在十八大报告中阐述了建设海洋强国的国家战略。二十一世纪是海洋的世纪,提高我国海洋资源的开发利用能力,坚决维护国家海洋权益和安全,对于拥有1.8万公里海岸线,300多万平方公里管辖海域的海洋大国,具有十分重要的战略意义。


    薛院士认为,坚定不移地推进国家海洋战略,保护海洋安全,发展海洋经济是我国目前的首要任务。海洋经济的高速发展强烈依赖于先进的海洋工程装备。海洋工程装备的发展已列入国家高端装备制造业“十三五”发展规划。国家发改委也已组织实施2013年海洋工程装备开发及产业化专项。由于海洋工装备服役环境的特殊性和苛刻性,海洋材料是海洋装备、海洋科技和海洋开发的物质基础。多种因素导致材料在海洋环境中更容易失效和损伤。


    针对以上问题,中国腐蚀与防护学会于2014年开始,每年举办一次“海洋材料与腐蚀防护大会”,集聚国内外本领域专家与企业家,共同讨论海洋材料、腐蚀防腐领域的发展方向,为企业家和科研人员提供交流的平台,促进产学研结合,为我国海洋经济的发展进尽全面之力。


    浙江省是国家推进建设的海洋大省,舟山是国家唯一的海洋新区,宁波在海洋经济发展方面有着十分广阔的前景和十分雄厚的基础。本次海洋大会在宁波召开,正是天时、地利、人和。


    薛院士希望以后每届的海洋材料与腐蚀防护大会进一步扩大规模、提高层次,邀请更多的国际知名专家、企业家参会。


   
后记:随着海洋污染程度的不断增加,使得海水环境更加复杂化,也使得海水环境中的金属材料腐蚀问题更加突出。未来,国家必然对海洋装备的防腐蚀性提出更高的要求。大家携手共进,谱写海洋装备防腐新篇章!


   
人物简介


    薛群基,材料化学和润滑材料专家。1942年11月28日出生于山东沂南。1965年毕业于山东大学化学系。1968年中国科学院兰州化学物理研究所研究生毕业。1997年当选为中国工程院院士。 中科院宁波材料技术与工程研究所研究员,所科技委主任;现任中科院海洋新材料与应用技术重点实验室学术委员会主任;中科院兰州化学物理研究所研究员,所学委会主任,曾任兰州化学物理研究所所长。


    上世纪70年代开始材料结构与性能、特别是摩擦表面和界面的研究,80年代初在美国密执安大学研究润滑失效机理,80年代中期建立了固体润滑材料实验室(兰州),开始润滑材料摩擦化学及航天、航空、海洋工程等高技术领域用固体润滑材料的研究,他和团队做出的成果得到国际同行的广泛认可,并为国家重点工程的实施做出了贡献。近年来,他又组建了中国科学院海洋新材料及应用技术重点实验室(宁波),并在海工装备损伤和防护、流体减阻及海洋防污方面做出了有影响的重要进展。


    他获得3项国家自然科学和发明二等奖及10余项院省级奖励。发表学术论文近400篇,专著4部,授权发明专利30余件。


    2002年获得何梁何利科学与技术奖,2009年获(中国)摩擦学最高成就奖,2009年获中国化学会化学贡献奖,2010年获中国机械工程学会创新贡献奖,2011年获国际摩擦学金奖。

 

 

 

 

 

 

    声明: 本网原创,转载时请务必标明文章来源和作者信息。未经允许, 严禁用于商业用途。

 

 

 

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等等方面的国内外最新动态,我们网站会不断更新。希望大家一直关注中国腐蚀与防护网http://www.ecorr.org 

责任编辑:王元

《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事
投稿联系:编辑部
电话:010-62313558-806
邮箱:
ecorr_org@163.com
中国腐蚀与防护网官方 QQ群:140808414

标签: 薛群基, 海洋材料, 腐蚀, 石墨烯

腐蚀与防护网官方微信

官方微信

新闻 天天有料
分享到: