中船重工七二五所副總工程師、海洋腐蝕與防護國防科技重點實驗室副主任孫明先研究員

    我國正處于民族復興的關鍵歷史時期，正在由陸權(quán)國家向海權(quán)和陸權(quán)并重的國家轉(zhuǎn)變，挺進深海是歷史發(fā)展的必然， 也是建設海洋強國、 實施 “一帶一路”戰(zhàn)略的迫切需求。開展材料深海腐蝕試驗研究，可以及時填補制約我國深海裝備和工程發(fā)展的基礎性數(shù)據(jù)空缺，支撐我國深海裝備關鍵技術(shù)的提升，對于維護我國國家安全、經(jīng)濟發(fā)展和海洋權(quán)益等核心利益具有重要意義。

    為響應國家“建設海洋強國”戰(zhàn)略的號召；掌握海洋工程材料科技發(fā)展前沿；共商海洋腐蝕防護新技術(shù)及新材料的研發(fā)大計，由中國腐蝕與防護學會主辦、中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所合作承辦的 2016 第三屆海洋材料與腐蝕防護大會（以下簡稱“海洋大會”）于 9 月 19-21 日在浙江寧波舉行。值此2016 第三屆海洋大會來臨之際，記者邀請到中國船舶重工集團公司第七二五研究所副總工程師、中國腐蝕與防護學會副理事長孫明先研究員做相關方面的精彩解讀。

    記者：請您談談腐蝕控制在國家經(jīng)濟建設中的意義？如何科普才能讓更多的人認識腐蝕、 了解腐蝕，去控制腐蝕？

    孫總工：腐蝕作為材料失效的主要表現(xiàn)形式，其危害涉及各行各業(yè)。腐蝕不僅會造成各種工程基礎設施和設備的損壞和功能喪失，縮短使用壽命，帶來資源、能源的巨大浪費，而且由腐蝕導致的損失，并不僅僅局限于材料失效本身，其引發(fā)的災難性事故，損失遠遠高于材料價值。據(jù)統(tǒng)計發(fā)達國家，每年由腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約占國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的 4%。在我國，中國工程院“腐蝕調(diào)查”結(jié)果表明：2014 年，我國全行業(yè)腐蝕總成本約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的3.34%，達到 21278.2 億人民幣，相當于每位公民承擔1500多元的腐蝕成本。

    腐蝕控制關系到資源節(jié)約、環(huán)境保護、社會安全。腐蝕控制技術(shù)能力體現(xiàn)了國家經(jīng)濟及社會發(fā)展綜合水平。“十三五”及今后更長的一段時間，我國勢必會在資源開發(fā)、基礎設施建設等方面加大投入，這些在役和新建重大工程和設施必須得到長久有效的腐蝕防護，其腐蝕安全性必須得到準確的評價。腐蝕控制做得到位，即可避免或挽回 25 ～ 40% 的腐蝕損失，因此，腐蝕控制對于國家經(jīng)濟建設和社會發(fā)展意義重大。

    由美國腐蝕工程師國際協(xié)會、中國腐蝕與防護學會、歐洲腐蝕聯(lián)盟、澳大利亞腐蝕協(xié)會四個組織聯(lián)合發(fā)起，世界腐蝕組織于 2009 年通過了在世界范圍內(nèi)確立每年的 4 月 24 日作為“世界腐蝕日”。世界腐蝕日的確立為喚醒政府、工業(yè)界以及我們每個人認識到腐蝕的存在及危害，同時向人們介紹控制和減緩腐蝕的方法起到了重要的宣傳和推廣效應。我們可以憑借腐蝕與防護領域相關協(xié)會、平臺、大專院校和科研院所的專業(yè)性、權(quán)威性和影響力，大力開展腐蝕科普宣傳。通過專家講座、展覽展示等形式，以通俗易懂的方式向公眾普及腐蝕知識，推廣防腐技術(shù)，呼吁人們關注腐蝕、防控腐蝕、保護人類家園。同時，充分利用新興媒體的力量，以腐蝕防護網(wǎng)站、微博、微信等形式傳播、推廣腐蝕防護知識，吸引社會公眾廣泛參與和交流，讓更多人關注腐蝕、了解腐蝕、重視腐蝕，提高全民防腐意識，促進腐蝕學科發(fā)展，推動防腐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

    記者：您是業(yè)內(nèi)權(quán)威專家，取得過很多豐碩的科研成果。請您談談您這一路走來印象深刻的一些科研經(jīng)歷，并發(fā)表一下您的感想？

    孫總工：從事腐蝕與防護專業(yè)科研工作三十年來，我最深的感受是需求是科研工作的導向，創(chuàng)新是科研工作的動力。腐蝕防護科研工作要與國家重大戰(zhàn)略需求相結(jié)合，解決實際問題，體現(xiàn)專業(yè)價值和貢獻。目前我國正著力推動海洋強國建設和“一帶一路”戰(zhàn)略實施。

    南海作為我國的南大門，既是我國海上的安全屏障，又是“一帶一路”的重要通道。南海蘊藏著豐富的礦產(chǎn)和漁業(yè)資源，石油儲量 230 ～ 300 億噸，約占中國總資源的 1/3。然而，南海海域位于近赤道的低緯度地區(qū)，終年炎熱，濕潤多雨，具有高溫、高濕、高鹽、強風、強輻射等特點，自然環(huán)境嚴酷，在役裝備材料的腐蝕、老化、失效問題突出。

    因此我們針對南海環(huán)境特點，建立了高溫、高濕、高鹽、強日照環(huán)境長效防腐技術(shù)，緊扣裝備需求解決實際問題，相關成果直接應用于南海大型浮式結(jié)構(gòu)物的腐蝕防護，有效延長了相關裝備的使用壽命。創(chuàng)新是支撐專業(yè)發(fā)展的原動力，中船重工七二五所腐蝕防護專業(yè)以引領我國腐蝕防護技術(shù)為己任，不斷開拓創(chuàng)新，從鋅陽極到高效鋁陽極再到高活化鋁陽極和深海陽極，構(gòu)建了較為完善犧牲陽極材料體系。從簡單恒電位外加電流陰極保護系統(tǒng)到低電磁特征外加電流陰極保護系統(tǒng)，推陳出新，滿足裝備需求，推動技術(shù)進步。在國內(nèi)率先將外加電流陰極保護技術(shù)引入了防爆等級較高的遼陽石化廠區(qū)，對廠區(qū)內(nèi)所有埋地管網(wǎng)進行綜合保護，有效控制了管網(wǎng)泄露點呈幾何級數(shù)增加的趨勢，使露點逐年減少，為遼化節(jié)約了大量的維修資金，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進行，該項技術(shù)逐步推廣，創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟和社會效益。

巨型浮島

    記者：走向深海是海洋資源開發(fā)的必然趨勢，請您談談材料深海腐蝕研究的重要性？

    孫總工：開展材料深海腐蝕研究是開發(fā)利用海洋資源，建設海洋強國的需要。隨著陸上空間和能源的萎縮，人類將目光轉(zhuǎn)向了海洋。對于海洋的開發(fā)和利用也逐漸由近海向遠海，由淺海向深海方向發(fā)展。海洋石油、礦產(chǎn)資源豐富，但絕大多數(shù)蘊藏在深海區(qū)域，例如南海儲油構(gòu)造 75% 處在 2000 ～ 3000米的深水位置，必須要有相應深度的鉆井能力，才能覆蓋主要的油氣產(chǎn)區(qū)，發(fā)展深海裝備成為海洋資源勘探和開發(fā)的關鍵。目前發(fā)達國家已經(jīng)開始研發(fā) 3000米左右深海油氣開采技術(shù)和設備，近年來，“蛟龍”號、石油 981 平臺等深海裝備發(fā)展迅猛，然而，所有這些裝備和設施的研制，都必須首先了解相關材料在深海環(huán)境中的腐蝕問題，掌握其深海腐蝕行為及規(guī)律。尤其是對于海底采油等長期在深海環(huán)境下服役的工程設施，如何保證材料在深海極限環(huán)境中的可靠性是關鍵也是難點。

    與淺海相比，深海環(huán)境中靜水壓力、溫度、鹽度、溶解氧和 pH 值等因素隨著海水深度的變化而變化。深海條件下，隨深度的增加，靜水壓力直線升高；溫度迅速下降，2000 米以下則幾乎恒定在 2 ～ 4℃。此外，生物污損、鈣鎂離子沉積和材料表面流速等環(huán)境因素也與表層海水存在差別。深海苛刻的環(huán)境必然導致材料腐蝕行為上的特殊性，及與淺海腐蝕行為的顯著差異。若以材料在淺表海水環(huán)境中的腐蝕數(shù)據(jù)進行深海裝備和設施的設計、選材，則存在極大的風險和安全隱患。對于陸上實驗室模擬深海環(huán)境試驗來說，實際并不理想，能保證模擬各種深度的壓強已屬不易，更不必說將包括深海溫度、鹽類、水流等的環(huán)境特征一一復制。因此，開展材料實際深海環(huán)境腐蝕試驗和數(shù)據(jù)積累是反映材料深海腐蝕真實規(guī)律的唯一途徑，無捷徑可走。中船重工七二五所依托豐富的試驗經(jīng)驗和雄厚的科研實力于 2008年首次在我國南海海域不同深度成功投放了深海腐蝕試驗裝置，拉開了國內(nèi)深海腐蝕試驗的序幕，并獲得了珍貴的試驗數(shù)據(jù)，初步掌握了部分材料、結(jié)構(gòu)件及防護體系的深海腐蝕行為和規(guī)律。并于 2015 年在我國南海開展了更大規(guī)模的材料深海腐蝕試驗，試驗深度覆蓋我國南海 90% 以上海域，試驗裝置和技術(shù)也更加先進高效。

蛟龍?zhí)?/span>

    記者：中船重工七二五所是專門從事防腐防污技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)、設計、生產(chǎn)、施工并進行工程總承包的高科技研究機構(gòu)，請您談談725 所的概況以及近幾年來承擔的重大項目情況及新進展？

    孫總工：中國船舶重工集團公司第七二五研究所（簡稱中船重工七二五所）成立于 1961 年，隸屬中國船舶重工集團公司，是專業(yè)從事船舶材料研制和工程應用研究的單位。中船重工七二五所是我國最早從事腐蝕與防護研究的單位，設有“海洋腐蝕與防護國家級重點實驗室” ， 中國船級社認可的 “船舶材料驗證試驗中心腐蝕與防護材料檢測站”，中國國家認證認可監(jiān)督管理委員會認證認可的“中國船舶工業(yè)船舶材料腐蝕與防護青島檢測站”，同時是中國腐蝕與防護學會理事單位，山東省暨青島市腐蝕與防護學會理事長單位，中國腐蝕與防護學會水環(huán)境專業(yè)委員會主任委員單位。經(jīng)過幾代人的不懈努力，中船重工七二五所在腐蝕機理與損傷研究、電化學保護技術(shù)、涂層防護技術(shù)和防腐防污生物材料技術(shù)等腐蝕相關領域，形成了自身研究特色，并引領了國內(nèi)腐蝕防護的發(fā)展。同時，中船重工七二五所承擔并圓滿完成了東海大橋腐蝕防護等多項國家重大工程項目的防腐設計及施工任務。近幾年來，中船重工七二五所承擔的腐蝕防護重大科研項目包括：（1）材料深海環(huán)境腐蝕基礎研究，該項研究利用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深海腐蝕試驗裝置在我國南海海域開展了多個深度的材料腐蝕性能及規(guī)律研究，建立了國內(nèi)最大的深海腐蝕綜合模擬試驗裝置和多項深海環(huán)境試驗技術(shù)，積累了大量的針對性極強的腐蝕數(shù)據(jù)，填補了國內(nèi)深海環(huán)境試驗研究的空白，為深海裝備發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐。（2）南海環(huán)境腐蝕防護技術(shù)研究，該項研究突破了南海海域高溫、高濕、高鹽、強日照環(huán)境長效防腐技術(shù)，建立了適合南海浮式結(jié)構(gòu)物等裝備的防腐技術(shù)體系，為我國南海海域資源開發(fā)和邊防建設提供了有力的技術(shù)支撐。（3）長效防腐防污涂層研究，探清了防腐涂層的濕態(tài)附著力影響因素，建立了中間連接涂層梯度控制機制，有效解決了涂層早期失效問題，實現(xiàn)了涂層材料由經(jīng)驗設計到理論指導設計的技術(shù)進步，為我國海洋防腐防污涂層技術(shù)的跨越式發(fā)展奠定了理論基礎。以上研究項目的實施順應我國當前經(jīng)濟發(fā)展和國防建設的緊迫需求，適時填補了國內(nèi)研究的空白，提高了對相關環(huán)境下材料腐蝕和污損機理的認識，實現(xiàn)了防腐防污技術(shù)上的革新。

深海鉆井平臺

    記者：關于 2016 第三屆海洋材料與腐蝕防護大會，請您談談對這次會議的看法和預期？

    孫總工：值此“十三五”開局之年，“一帶一路”、“海洋強國戰(zhàn)略”等重大戰(zhàn)略規(guī)劃為我國海洋事業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇，并推進我國海洋資源開發(fā)走向深海。本次會議的召開對促進我國腐蝕與防護學科的發(fā)展、拓展防腐技術(shù)、推進海洋資源開發(fā)走向“深藍”意義重大。它將引領材料腐蝕科學與工程技術(shù)前沿，廣邀各領域協(xié)會、企業(yè)、科研設計院所、高校及相關配套企業(yè)的知名專家和學者出席會議，為相關從業(yè)人員提供合作共贏、技術(shù)交流的一站式平臺。我相信本次會議必定精彩紛呈，并獲得圓滿成功！

    后記：

    中國的未來在海洋，加強海洋的開發(fā)、利用、安全，關系到國家的安全和長遠發(fā)展，海洋經(jīng)濟也成為了全球經(jīng)濟發(fā)展的盛宴。海洋開發(fā)，材料先行，海洋新材料研發(fā)將是推動我國海洋工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。建立由材料研發(fā)、深海裝備及其制造成果應用的相關平臺，促進科研成果產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展深海材料戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，對我國海洋經(jīng)濟的長遠發(fā)展將起到重大引領帶動作用。

    人物簡介

    孫明先，中國船舶重工集團公司第七二五研究所研究員，中國腐蝕與防護學會副理事長，水環(huán)境專業(yè)委員會主任委員，現(xiàn)任七二五所副總工程師，海洋腐蝕與防護國防科技重點實驗室副主任。從事金屬腐蝕與防護和水處理技術(shù)的研究與開發(fā)工作三十多年，是七二五研究所腐蝕控制與水處理研究方向的學術(shù)帶頭人之一。先后主持和參加了二十多項國家、國防科技等重點課題及其它科研課題的研究工作，取得省部級科技進步獎勵八項，另有多項科研成果通過鑒定和驗收，多數(shù)成果達到國際先進水平，帶動了國內(nèi)本專業(yè)領域科學研究的進一步發(fā)展，特別是在電化學腐蝕與防護和自然環(huán)境腐蝕方面的研究處于國內(nèi)領先水平，部分成果已得到廣泛應用并取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。主編和參與編制國家標準四項，在國際、國內(nèi)學術(shù)會議以及國內(nèi)學術(shù)刊物上發(fā)表各類研究論文三十余篇。