回顧自己從事腐蝕防護研究和應用技術開發工作近 30 年所歷之事,由衷感慨近年來腐蝕防護學界、業界所發生的變化。
我國的環境腐蝕科學研究和防護技術發展的黃金時代可能已經到來。
首先是工業界對環境腐蝕防護技術的重視程度今非昔比。在我年輕剛參加工作之時,除了化工、熱力等特種裝備的關鍵部件因遭受特定服役環境腐蝕而出現失效的時候,采用要求較高的防腐技術措施加以防范之外,其它情況往往是重復更換,或置之不理,任其發展直至報廢。出差旅行路上放眼望去,道路兩側的電桿、塔架、橋梁、廠房構架等,一般都是灰頭土臉,銹漬斑斑。港口、碼頭、海島上的國產船體大都是一片片的銹色偽裝,間或穿插著遠渡重洋而來的外國船只,卻是光鮮亮麗。
同一個變電站內同時投運的國產和進口設備,過一段時間國產設備銹蝕爆皮,而國外的設備卻完好如初。你說,作為一個腐蝕防護人會怎么想,難道僅僅是價格高低的問題?
現在的情況已大有改觀,凡是與環境腐蝕有關的基礎工業界,已將腐蝕防護列為了重要考核指標之中,這就對環境腐蝕防護的產品性能和質量提出了更高要求。開發具有高性價比且適于現場工藝和性能要求的產品、技術,已是擺在腐蝕界科研開發人員面前的緊迫任務。這意味著腐蝕研究與技術發展正在回歸“需求牽引開發”的正確道路上了。
以電網行業為例。以前的情況是,在設計階段唯一選擇熱鍍鋅“一鍍了之”,當出現明顯銹蝕以后“一刷了之”。至于所選防腐手段在工程地環境中的效果如何,以及涂料的類型選擇正確與否、質量品質如何,卻缺少系統性標準或數據依據、約束監督機制等。近 10 年來行業投入巨資研究了桿塔腐蝕問題,開發了系列適合行業特征需求的防腐應用技術,并將防腐列為運檢技術監督的重點專項內容,技術標準體系逐漸健全,質量要求和監督到位。現在見到的桿塔面貌已經今非昔比了。
對工程來說,要求環境腐蝕防護技術具備兩個方面功能:一是評價,二是防護。
評價是指對環境腐蝕性和腐蝕行為特征的明確,同時也要針對工程地的環境腐蝕特性對材料的耐蝕性做出定性和定量評價,并可以做到壽命周期的預測。防護則是要求依據對具體工程的評價結果和設計要求,準確選擇防腐材料和技術手段,并符合工程現場的實施條件,滿足工程需要。評價不能脫離具體環境和工程實際,防護要有完善的技術規范、質保體系,后續運維措施等。評價是有效防護的基礎。系統、科學地研究環境腐蝕雖然已經經過了 150 多年歷史,但至今還是沒有獲得大家一致認可的、統一的實驗方法和理論結果。我們還不能依據那些公式,簡單獲得所需要的評價結果,仍然還需要開展實地的試驗。做過環境腐蝕研究的人都知道,獲得環境腐蝕數據是一件多么艱難的事情,都體會過現場暴露腐蝕試驗的艱難和漫長,所得數據時間段的靜止及滯后于環境變化的節奏,又可能導致數據的巨大誤差。工作人員幾年甚至幾十年的辛勞都可能收獲不到自己的科研果實,往往是半途而廢。
無論是大氣還是土壤,已經明確的環境腐蝕影響因子都超過 20 個。這些因子的影響權重因地而異,加之中國地域廣闊,環境之復雜,哪怕只搞清楚 1 種材料 5 年的精確腐蝕行為,也是海量數據。這要依靠人工試驗幾乎是沒有可能。環境腐蝕研究進展緩慢的原因大致于此吧。
好在經過幾代人的努力,近期,腐蝕檢測儀器的開發已大有進展,使替代人工暴露腐蝕試驗成為可能;環境污染治理的國家意志已然形成,使快速獲得環境腐蝕因子參數變得方便起來,這兩方面的結合為我們研究環境腐蝕提供了所需的稠密數據源。物聯網技術、無線通訊技術、電子標簽技術和大數據處理技術的綜合運用,使得我們不再為數據的獲取和處理而耗費時間。可深度學習的人工智能技術的快速成熟,為分析與處理海量腐蝕數據,取得環境特征因子——材料腐蝕的定量關系,提供了巨大的無限可能和研究平臺。
我相信,在這樣的一個大的技術支持背景之下,腐蝕防護科技工作者們將進入一個高效時代,解開環境腐蝕之謎已為時不遠,新一代更為有效的防護技術也將隨之出現。
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