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“蓝色”材料(3):海洋腐蚀的危害及控制预防

  海洋约覆盖了71%的地球外表,帆海和海洋产业已经成为当今国际经济开展的首要支柱。国际贸易中90%以上的运力靠海洋运送。海洋渠道是油气资本开发的首要支柱,海优势电是这些年大力开展的新能源。
  腐蚀是致使各种基础设备和工业设备损坏和作废的首要原因。中国每年由于腐蚀形成的丢失约为GDP的5%,远高于美国的3.4%和日本的缺少3%。国际公认,腐蚀丢失超越一切自然灾害丢失的总和。以2012年为例,依照GDP的5%预算,中国当年的腐蚀丢失高达2.6万亿元,是一切自然灾害丢失的6倍多。在2008年发作汶川大地震(丢失为0.85万亿元)的特别自然灾害情况下,当年的腐蚀丢失(1.57万亿元)也高于一切自然灾害丢失之和(1.18万亿元)。国内外公认,如累采纳有用的腐蚀防护办法,25%~40%的腐蚀丢失能够防止。
  在海洋环境中执役的基础设备和首要工业设备的腐蚀疑问严峻,特别是船只与海洋渠道的腐蚀疑问愈加杰出,腐蚀已经成为影响船只、近海工程、远洋设备执役安全、寿命、可靠性的最首要因素,导致国际各国政府禾鹾工业界的高度重视。因而,大力开展海洋工程防腐资料和技能,对于保证海洋工程和船只的执役安全与可靠性,降低严峻灾害性事端的发作,延伸海洋构筑物的运用寿命具有严峻意义。
  海洋污损的危害
  海洋中约有2000~3000种污损海生物,其间物性的约有600种,动物性的约有1300种,多见的海洋污损生物的约有50~100种,包含固着生物、黏附微生物和附着植物等。这些海洋生物附着在船底成长和繁衍会使船底污损和发作腐蚀,形成船底粗糙,摩擦力增大,然后降低船只飞行的速度,添加燃耗。
  据国外统计分析,海洋生物污损每年给全球形成的经济丢失为:船只燃料增耗40%以上,经济丢失高达75亿美元;滨海发电厂的生物污损丢失高达160亿美元;海洋养殖业的经济丢失可达10亿美元。仅美国海军每年为应对海洋生物污损就要消耗约10亿美元。此外海洋生物污损还会对环境和健康形成严峻的影响。据分析,其每年向海洋排放2000吨有毒固体尘垢沉积物;每年污损船只的燃料将额定增耗约706万吨;每年发生CO2气体21000万吨、SO2气体560万吨;而中毒的牡蛎与发作性畸变的海洋生物对海洋生物链也会形成影响。
  海洋中耐腐蚀资料涉猎广
  海洋中运用的耐腐蚀资料包含耐海水腐蚀钢、耐腐蚀钢筋、双相不锈钢、钛合金、铜合金、复合资料、高分子资料、高性能混凝土。其间,金属和钢筋混凝土的运用量最大。
  耐腐蚀金属资料是经过调整金属资料中的化学元素成分、微观构造、腐蚀商品膜的性质,实现降低电化学腐蚀的反响速率,然后能够明显改进金属资料的耐腐蚀性。
  美国从1936年开端研发耐海水腐蚀钢,到1951年研发成功了“Mariner”钢。法国研发出Cr-Al系的耐海水腐蚀钢APS系列。日本的几大钢厂研发出不同的系列,包含新日铁Mariloy系列钢、JFE海洋系列钢、三菱制钢NEP-TEN50与60、神户制钢所TAICOR M50 A.B.C。德国研宣布HSB55C钢(Ni-Cu-Mo系)。中国从1965年起就开端研发耐海水腐蚀钢,首要有Cu系、P-V系、P-Nb-Re系和Cr-A1系等类型,如08PV、08PVRe、10CrPV等,但与国外对比,中国的耐海水腐蚀钢还有待进一步研发。
  这些年日本已经在船只上运用免涂装的耐蚀钢,已有20多艘船选用了耐蚀钢,日本在极力推荐使之成为国际规范用钢。此外,运动部件还需要思考耐腐蚀性与耐磨损性能的彼此协调,一起具有耐腐蚀磨损的才能。
  在很多防腐资料中,钛合金无疑是最好的挑选之一。钛合金强度高,质量轻,耐海水腐蚀性好。中国在钛合金的研讨、出产和加工制造方面也都有丰富的经历。特别是这些年,钛合金的报价趋于降低,日本已将钛合金使用于羽田机场跑道钢桩的浪花飞溅区维护。经过进一步对钛合金维护罩在原料、模具和耐蚀性等方面的深入研讨,发现其彻底有可能使用于复层矿脂包覆防腐技能。此外,也初步研发了一种防污胶带资料,这种防污胶带能够直接贴到船只等设备外表,代替防污涂料。
  中国海洋资料防腐才能面对很多疑问
  当时,中国海洋工程资料防腐还处于初级阶段。首要中国海洋涂料商场简直彻底被国外占据,特别是远洋船只涂料、海洋渠道涂料、防污涂料等彻底选用国外涂料。就技能水平而言,国内的有些涂料技能已达到可使用的水平,但短少实践工程使用的时机,这不只影响国内有关要害技能的开展,一起也影响中国缔造的海洋渠道在国外的使用。海洋渠道的管节点防腐技能长时间采购国外;海洋渠道立管飞溅区防腐选用国外的氯丁橡胶适当贵重,每平方米达万元以上。此外,传统防腐涂料含有重金属和一些难降解的有机物,不管在出产过程,还是运用过程中,都会危害环境。
  二是船只与海洋渠道的电化学维护办法中,中国在惯例献身阳极中占国际份额的绝对优势,但高级安稳化献身阳极仍然在进口,这对深海防护特别首要。大电流阴极维护体系彻底在进口,中国当前没有出产这类配备的才能。
  三是海洋工程与船只资料的外表改性等特别防护技能,特别是要害首要部件的防护技能中国严峻缺少,从设备、资料到技能,简直悉数依托进口,遭到国外工业发达国家的制约。当前,国内有些国产化技能只限于较低端的使用,缺少体系的基础研讨和高端开发,长寿命外表改性技能被国外占据,特别是外表处理配备简直大多是从国外进口。中国在陆地和航空职业中获得很大成功的外表处理技能应该在海洋工程中有推动的潜力。
  四是中国海洋油气田及船只用缓蚀剂大多归于国内供给,但由于缺少严格的评判体系,形成了无穷的腐蚀丢失糟蹋。
  五是中国海洋工程构造健康监测与检查体系首要依托国外,国内的有关体系只有在近海桥梁和海底隧道有初步使用,运用量很低。
  六是中国海洋工程和船只设计中对于资料挑选、防护办法挑选的评估体系和软件简直彻底依托国外。在保证海洋渠道、海底管道等安全可靠作业的评估技能方面有不少研讨结果,急需研讨与使用部分有机结合,加速其使用以改动使用办法也彻底依托国外的局势。
  七是中国很多海洋防护有关规范缺失。例如:当前海优势电的防腐技能大多选用其他海洋环境下设备及设备的规范参阅履行,对于海优势电的国家规范没有树立,在中国首台海优势电设备运转过程中有关的防腐蚀数据也未树立。
  八是国内缺少海洋防腐涂层的工业适应性查验权威机构,当前使用部分都送国外进行检查鉴定,国外不只收费适当贵重,并且对国内商品的使用带来很大危险。