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孙明先:走向深海 打造装备防护屏障!

2016-08-30 11:47:27
作者:王元
来源:中国腐蚀与防护网

值此2016第三届海洋大会来临之际,记者邀请到中国船舶重工集团公司第七二五研究所副总工程师、中国腐蚀与防护学会副理事长孙明先研究员做相关方面的精彩解读。

    我国正处于民族复兴的关键历史时期,正在由陆权国家向海权和陆权并重的国家转变,挺进深海是历史发展的必然,也是建设海洋强国、实施“一带一路”战略的迫切需求。开展材料深海腐蚀试验研究,可以及时填补制约我国深海装备和工程发展的基础性数据空缺,支撑我国深海装备关键技术的提升,对于维护我国国家安全、经济发展和海洋权益等核心利益具有重要意义。


    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(以下简称“海洋大会”)于9月19-21日在浙江宁波举行。值此2016第三届海洋大会来临之际,记者邀请到中国船舶重工集团公司第七二五研究所副总工程师、中国腐蚀与防护学会副理事长孙明先研究员做相关方面的精彩解读。

 

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中船重工七二五所副总工程师、海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室副主任孙明先研究员


    记者:请您谈谈腐蚀控制在国家经济建设中的意义?如何科普才能让更多的人认识腐蚀、了解腐蚀,去控制腐蚀?


    孙总工:腐蚀作为材料失效的主要表现形式,其危害涉及各行各业。腐蚀不仅会造成各种工程基础设施和设备的损坏和功能丧失,缩短使用寿命,带来资源、能源的巨大浪费,而且由腐蚀导致的损失,并不仅仅局限于材料失效本身,其引发的灾难性事故,损失远远高于材料价值。据统计发达国家,每年由腐蚀造成的直接经济损失约占国民经济生产总值的4%。在我国,中国工程院“腐蚀调查”结果表明:2014年,我国全行业腐蚀总成本约占国内生产总值的3.34%,达到21278.2亿人民币,相当于每位公民承担1500多元的腐蚀成本。腐蚀控制关系到资源节约、环境保护、社会安全。腐蚀控制技术能力体现了国家经济及社会发展综合水平。“十三五”及今后更长的一段时间,我国势必会在资源开发、基础设施建设等方面加大投入,这些在役和新建重大工程和设施必须得到长久有效的腐蚀防护,其腐蚀安全性必须得到准确的评价。腐蚀控制做得到位,即可避免或挽回25~40%的腐蚀损失,因此,腐蚀控制对于国家经济建设和社会发展意义重大。


    由美国腐蚀工程师国际协会、中国腐蚀与防护学会、欧洲腐蚀联盟、澳大利亚腐蚀协会四个组织联合发起,世界腐蚀组织于2009年通过了在世界范围内确立每年的4月24日作为“世界腐蚀日”。世界腐蚀日的确立为唤醒政府、工业界以及我们每个人认识到腐蚀的存在及危害,同时向人们介绍控制和减缓腐蚀的方法起到了重要的宣传和推广效应。我们可以凭借腐蚀与防护领域相关协会、平台、大专院校和科研院所的专业性、权威性和影响力,大力开展腐蚀科普宣传。通过专家讲座、展览展示等形式,以通俗易懂的方式向公众普及腐蚀知识,推广防腐技术,呼吁人们关注腐蚀、防控腐蚀、保护人类家园。同时,充分利用新兴媒体的力量,以腐蚀防护网站、微博、微信等形式传播、推广腐蚀防护知识,吸引社会公众广泛参与和交流,让更多人关注腐蚀、了解腐蚀、重视腐蚀,提高全民防腐意识,促进腐蚀学科发展,推动防腐产业创新。


   
记者:您是业内权威专家,取得过很多丰硕的科研成果。请您谈谈您这一路走来印象深刻的一些科研经历,并发表一下您的感想?


    孙总工:从事腐蚀与防护专业科研工作三十年来,我最深的感受是需求是科研工作的导向,创新是科研工作的动力。腐蚀防护科研工作要与国家重大战略需求相结合,解决实际问题,体现专业价值和贡献。目前我国正着力推动海洋强国建设和“一带一路”战略实施。南海作为我国的南大门,既是我国海上的安全屏障,又是“一带一路”的重要通道。南海蕴藏着丰富的矿产和渔业资源,石油储量230~300亿吨,约占中国总资源的1/3。然而,南海海域位于近赤道的低纬度地区,终年炎热,湿润多雨,具有高温、高湿、高盐、强风、强辐射等特点,自然环境严酷,在役装备材料的腐蚀、老化、失效问题突出。因此我们针对南海环境特点,建立了高温、高湿、高盐、强日照环境长效防腐技术,紧扣装备需求解决实际问题,相关成果直接应用于南海大型浮式结构物的腐蚀防护,有效延长了相关装备的使用寿命。创新是支撑专业发展的原动力,中船重工七二五所腐蚀防护专业以引领我国腐蚀防护技术为己任,不断开拓创新,从锌阳极到高效铝阳极再到高活化铝阳极和深海阳极,构建了较为完善牺牲阳极材料体系。从简单恒电位外加电流阴极保护系统到低电磁特征外加电流阴极保护系统,推陈出新,满足装备需求,推动技术进步。在国内率先将外加电流阴极保护技术引入了防爆等级较高的辽阳石化厂区,对厂区内所有埋地管网进行综合保护,有效控制了管网泄露点呈几何级数增加的趋势,使露点逐年减少,为辽化节约了大量的维修资金,保证了生产的持续进行,该项技术逐步推广,创造了较高的经济和社会效益。


   
记者:走向深海是海洋资源开发的必然趋势,请您谈谈材料深海腐蚀研究的重要性?


    孙总工:开展材料深海腐蚀研究是开发利用海洋资源,建设海洋强国的需要。随着陆上空间和能源的萎缩,人类将目光转向了海洋。对于海洋的开发和利用也逐渐由近海向远海,由浅海向深海方向发展。海洋石油、矿产资源丰富,但绝大多数蕴藏在深海区域,例如南海储油构造75%处在2000~3000米的深水位置,必须要有相应深度的钻井能力,才能覆盖主要的油气产区,发展深海装备成为海洋资源勘探和开发的关键。目前发达国家已经开始研发3000米左右深海油气开采技术和设备,近年来,“蛟龙”号、石油981平台等深海装备发展迅猛,然而,所有这些装备和设施的研制,都必须首先了解相关材料在深海环境中的腐蚀问题,掌握其深海腐蚀行为及规律。尤其是对于海底采油等长期在深海环境下服役的工程设施,如何保证材料在深海极限环境中的可靠性是关键也是难点。


    与浅海相比,深海环境中静水压力、温度、盐度、溶解氧和pH值等因素随着海水深度的变化而变化。深海条件下,随深度的增加,静水压力直线升高;温度迅速下降,2000米以下则几乎恒定在2~4℃。此外,生物污损、钙镁离子沉积和材料表面流速等环境因素也与表层海水存在差别。深海苛刻的环境必然导致材料腐蚀行为上的特殊性,及与浅海腐蚀行为的显著差异。若以材料在浅表海水环境中的腐蚀数据进行深海装备和设施的设计、选材,则存在极大的风险和安全隐患。对于陆上实验室模拟深海环境试验来说,实际并不理想,能保证模拟各种深度的压强已属不易,更不必说将包括深海温度、盐类、水流等的环境特征一一复制。因此,开展材料实际深海环境腐蚀试验和数据积累是反映材料深海腐蚀真实规律的唯一途径,无捷径可走。中船重工七二五所依托丰富的试验经验和雄厚的科研实力于2008年首次在我国南海海域不同深度成功投放了深海腐蚀试验装置,拉开了国内深海腐蚀试验的序幕,并获得了珍贵的试验数据,初步掌握了部分材料、结构件及防护体系的深海腐蚀行为和规律。并于2015年在我国南海开展了更大规模的材料深海腐蚀试验,试验深度覆盖我国南海90%以上海域,试验装置和技术也更加先进高效。


   
记者:中船重工七二五所是专门从事防腐防污技术及产品研发、设计、生产、施工并进行工程总承包的高科技研究机构,请您谈谈725所的概况以及近几年来承担的重大项目情况及新进展?


    孙总工:中国船舶重工集团公司第七二五研究所(简称中船重工七二五所)成立于1961年,隶属中国船舶重工集团公司,是专业从事船舶材料研制和工程应用研究的单位。中船重工七二五所是我国最早从事腐蚀与防护研究的单位,设有“海洋腐蚀与防护国家级重点实验室”,中国船级社认可的“船舶材料验证试验中心腐蚀与防护材料检测站”,中国国家认证认可监督管理委员会认证认可的“中国船舶工业船舶材料腐蚀与防护青岛检测站”,同时是中国腐蚀与防护学会理事单位,山东省暨青岛市腐蚀与防护学会理事长单位,中国腐蚀与防护学会水环境专业委员会主任委员单位。经过几代人的不懈努力,中船重工七二五所在腐蚀机理与损伤研究、电化学保护技术、涂层防护技术和防腐防污生物材料技术等腐蚀相关领域,形成了自身研究特色,并引领了国内腐蚀防护的发展。同时,中船重工七二五所承担并圆满完成了东海大桥腐蚀防护等多项国家重大工程项目的防腐设计及施工任务。


    近几年来,中船重工七二五所承担的腐蚀防护重大科研项目包括:(1)材料深海环境腐蚀基础研究,该项研究利用具有自主知识产权的深海腐蚀试验装置在我国南海海域开展了多个深度的材料腐蚀性能及规律研究,建立了国内最大的深海腐蚀综合模拟试验装置和多项深海环境试验技术,积累了大量的针对性极强的腐蚀数据,填补了国内深海环境试验研究的空白,为深海装备发展提供了重要的技术支撑。(2)南海环境腐蚀防护技术研究,该项研究突破了南海海域高温、高湿、高盐、强日照环境长效防腐技术,建立了适合南海浮式结构物等装备的防腐技术体系,为我国南海海域资源开发和边防建设提供了有力的技术支撑。(3)长效防腐防污涂层研究,探清了防腐涂层的湿态附着力影响因素,建立了中间连接涂层梯度控制机制,有效解决了涂层早期失效问题,实现了涂层材料由经验设计到理论指导设计的技术进步,为我国海洋防腐防污涂层技术的跨越式发展奠定了理论基础。以上研究项目的实施顺应我国当前经济发展和国防建设的紧迫需求,适时填补了国内研究的空白,提高了对相关环境下材料腐蚀和污损机理的认识,实现了防腐防污技术上的革新。


   
记者:关于2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会,请您谈谈对这次会议的看法和预期?


    孙总工:值此“十三五”开局之年,“一带一路”、“海洋强国战略”等重大战略规划为我国海洋事业带来了前所未有的发展机遇,并推进我国海洋资源开发走向深海。本次会议的召开对促进我国腐蚀与防护学科的发展、拓展防腐技术、推进海洋资源开发走向“深蓝”意义重大。它将引领材料腐蚀科学与工程技术前沿,广邀各领域协会、企业、科研设计院所、高校及相关配套企业的知名专家和学者出席会议,为相关从业人员提供合作共赢、技术交流的一站式平台。我相信本次会议必定精彩纷呈,并获得圆满成功!


    后记:中国的未来在海洋,加强海洋的开发、利用、安全,关系到国家的安全和长远发展,海洋经济也成为了全球经济发展的盛宴。海洋开发,材料先行,海洋新材料研发将是推动我国海洋工程产业发展的重中之重。建立由材料研发、深海装备及其制造成果应用的相关平台,促进科研成果产业化,发展深海材料战略新兴产业,对我国海洋经济的长远发展将起到重大引领带动作用。


   
人物简介


    孙明先,中国船舶重工集团公司第七二五研究所研究员,中国腐蚀与防护学会副理事长,水环境专业委员会主任委员,现任七二五所副总工程师,海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室副主任。从事金属腐蚀与防护和水处理技术的研究与开发工作三十多年,是七二五研究所腐蚀控制与水处理研究方向的学术带头人之一。先后主持和参加了二十多项国家、国防科技等重点课题及其它科研课题的研究工作,取得省部级科技进步奖励八项,另有多项科研成果通过鉴定和验收,多数成果达到国际先进水平,带动了国内本专业领域科学研究的进一步发展,特别是在电化学腐蚀与防护和自然环境腐蚀方面的研究处于国内领先水平,部分成果已得到广泛应用并取得了显著的经济和社会效益。主编和参与编制国家标准四项,在国际、国内学术会议以及国内学术刊物上发表各类研究论文三十余篇。

 

 

 

 

 

 

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标签: 海洋材料, 孙明先, 海洋大会, 深海腐蚀, 腐蚀

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