21 世紀是人類全面認識、開發利用和保護海洋的新世紀,海洋是人類存在與發展的資源寶庫和空間,海洋經濟正成為全球經濟新的增長點。地球表面 71% 的面積是海洋,我國擁有 300 多萬平方公里的藍色國土。隨著我國建設海洋強國戰略的推進,海洋資源開發加快,沿海經濟飛速發展。然而,海洋裝備和海洋工程長期處于嚴酷海洋環境下工作,材料的腐蝕失效機理與防護技術已成為我國海洋工程領域都亟待解決的問題。國內外眾多的船舶與海洋工程領域的知名高校、科研院所一直在為解決這些問題而做著不懈的努力。廣東海洋大學就是其中之一,十年來,廣東海洋大學機械與動力工程學院以工程材料及裝備海洋環境腐蝕與控制作為學院的主研方向,為建設成為高水平教學研究型院校而努力奮斗著!下面請隨王貴教授一起走進廣東海洋大學機械與動力工程學院。
王貴,博士,碩士生導師,廣東海洋大學機械與動力工程學院教授,曾任院長。廣東省腐蝕防護與表面工程學會常務理事,廣東高校新材料工程技術開發中心學術委員會主任委員。
記者:首先請您對廣東海洋大學做一個簡單的介紹,并詳細介紹一下您所在的機械與動力工程學院的發展歷程。
王教授: 廣東海洋大學是廣東省人民政府和原國家海洋局共建的省屬重點建設大學,是一所以海洋和水產為特色、多學科協調發展的綜合性大學,是教育部本科教學水平評估優秀院校,具有“學士、碩士、博士”完整學位授權體系,是廣東省高水平大學重點學科建設高校。學校堅持“質量立校、人才強校、學術興校、特色揚校”的辦學理念,實施“內涵發展、特色發展、創新發展”戰略,立足廣東,面向南海,輻射全國,以建設國內一流、國際知名的高水平海洋大學為目標,培養具有國際視野和社會責任感,富有自主學習能力、實踐能力與創新精神的高素質專門人才和行業精英,服務國家海洋事業和地方經濟社會發展。
作為華南地區海洋人才培養的搖籃,學校的建設與發展一直得到黨和國家領導人的親切關懷和大力支持。1997 年 1月原國家主席楊尚昆在為海洋大學校牌揭幕時高興地說:我們國家很需要這樣一所大學。時任中央政治局委員兼廣東省委書記謝非、李長春、張德江和汪洋均對海大在推動海洋經濟發展方面寄予厚望。2014 年 11 月,中央政治局委員、廣東省委書記胡春華蒞校視察時指出,廣東海洋大學要深化改革,不斷創新,強化內涵發展,全面提高辦學質量,辦一流學科、一本院校,努力建設高水平海洋大學。2018 年 5 月,廣東省委書記李希在湛江調研時指出,湛江還有廣東海洋大學等科技研發力量,在海洋資源創新開發方面獨具優勢,要用好這些重要創新平臺,把它們作為創新發展的主陣地,打造成為創新發展主引擎,為湛江經濟發展提供源源不絕的新動力。廣東省人民政府原副省長歐廣源、李容根、劉昆同志和現任廣東省政協副主席鄧海光同志還先后擔任學校董事會主席。
機械與動力工程學院是廣東海洋大學具有鮮明工科特色的二級學院之一 , 已有 40 多年的本科教育辦學歷史,培養了多屆次的工程技術人才。學院擁有機械工程一級碩士點和機械工程專業學位碩士點 , 開設機械設計制造及其自動化、機械電子工程、材料成型及控制工程、工業工程、能源與動力工程、建筑環境與能源應用工程、工業設計等七個本科專業。經過多年的發展,機械與動力工程學院已經逐步構建成具有完善的高層次人才培養體系。
機械與動力工程學院擁有一支教學經驗豐富、工程實踐能力強、高素質的師資隊伍。目前,全院在編教職工 113 人,其中專任教師 78 人(其中教授 13 人、副教授 23 人), 具有博士學位的 31 人。具有一整套較為成熟的教學、課程體系及其管理規章制度,有一支高水平的教師隊伍和配置較為齊全的各類基礎和專業實驗室。學院擁有 1 個省級特色重點學科—機械制造及其自動化,2 個省級工程中心—廣東省海洋裝備及制造工程技術研究中心和廣東省小家電創新設計及制造工程技術研究中心,3 個省級實驗教學示范中心(工程訓練中心、能源與動力工程實驗中心和機械工程試驗教學中心)、2 個校級重點學科(機械工程、動力工程及工程熱物理)等。
機械與動力工程學院擁有機械工程一級碩士點和機械工程專業學位碩士點。開設機械設計制造及其自動化、機械電子工程、材料成型及控制工程、工業工程、能源與動力工程、建筑環境與能源應用工程、工業設計等 7 個本科專業,學院目前有本科生 2891 人,碩士研究生 43 人,留學生 6 人。
機械與動力工程學院現有機電工程研究所、工程熱物理研究中心兩個科研實體。近三年獲得各級各類科研項目100多項,其中國家自然科學基金 4 項、省級項目 48 項,發表學術論文300 多篇,其中 SCI、EI、ISTP 收錄的共計 70 多篇;獲得專利授權 76 項。主持教改項目 30 多項,發表教改論文 50 多篇,指導學生參加創新創業項目 103 項。近年來學生參加國家級、省級專業學科競賽 130 項,獲各類獎項 90 余項。每年組織學生課外活動 60 余項。
記者:請您介紹一下您所在的學院的研究條件和研究平臺。
王教授: 廣東海洋大學機械與動力工程學院擁有機械工程一級學科碩士點,實驗儀器、設備總價值超 3000 萬元,為研究生培養和學術隊伍科研能力的提高構筑了良好的基地和有力保障。主要教學和科研支撐平臺有:
(1)國家材料環境腐蝕平臺——湛江大氣環境腐蝕試驗站;(2)湛江市重點實驗室——工程材料及裝備海洋環境腐蝕與防護;(3)中央財政支持地方高校發展專項資金項目——材料海洋環境腐蝕與控制研究中心;(4)廣東省工程中心平臺——海洋工程及裝備技術聯合工程技術研究中心;(5)廣東省重點實驗室——海洋工程與裝備;(6)廣東省實驗教學示范中心——工程訓練中心;(7)廣東省外經貿廳公共服務平臺——湛江小家電創新設計工程中心;(8)廣東省特色重點學科——機械制造及其自動化學科。
記者: 請您介紹一下機械與動力工程學院在海洋腐蝕與防護方面做出了哪些努力?取得過哪些成果?
王教授: 學院根據國家海洋產業的需求,結合廣東海洋大學的實際情況,進一步凝練了研究方向,集中科研優勢與人才力量,分別在以下研究方向開展工作:
(1)海洋工程及裝備材料腐蝕與控制;(2)數控裝備自動化與機器人技術;(3)先進制造及其檢測技術;(4)智能產品創新設計及理論。
記者:要大力推動海洋經濟發展,腐蝕與防護是一項必須直面的課題。請介紹您所在的團隊在腐蝕與防護方向上所做的工作?
王教授: 海洋工程及裝備材料腐蝕與控制作為學院的主要研究方向,以國家材料環境腐蝕平臺湛江大氣環境腐蝕試驗站和湛江市工程材料及裝備海洋環境腐蝕與防護重點實驗室為依托,根據腐蝕科學發展的特點以及地方海洋產業發展的需要,結合自身的優勢和基礎,凝練形成了 3 個穩定的研究方向。
(1)工程裝備材料南海海洋環境下腐蝕數據積累及腐蝕機理研究海洋環境是一個特定的極為復雜的腐蝕環境,處于海洋大氣區、浪花飛濺區、潮差區、海水全浸區和海泥區等不同海洋腐蝕區帶的海洋工程裝備材料,其腐蝕行為、機理不同;處于相同區帶,卻因處于具有不同環境因素(溫度、濕度、海流、微生物)的海區而具有差異較大的腐蝕行為與機理。不同環境中金屬腐蝕的行為與機理是腐蝕科學研究的重要部分,也是開展腐蝕防護技術開發的基礎。本團隊在東海島建設了“海洋大氣腐蝕曝曬場”,在硇洲島設立了“海洋飛濺區、潮差區和浸沒區腐蝕掛樣點”,該類設施為“腐蝕數據積累”提供基礎設施保障。在廣東海洋大學建有儀器設備豐富的實驗室、并正在研發腐蝕數據實時現場監測裝置,該些儀器設備為“腐蝕數據積累及腐蝕機理研究”提供設備保障。
(2)南海海洋環境工程裝備材料腐蝕評價方法研究隨著南海開發的需要,大量海工設施和裝備設計制造需要南海特定海洋環境對材料腐蝕影響的數據。在海洋環境中建立腐蝕實驗站進行自然環境暴露實驗是目前世界上普遍采用的有效實驗方法,但實驗周期長,難以滿足新材料、新工藝等的迫切需要,國內外眾多科學家都致力于金屬材料腐蝕評價方法的研究。針對南海海洋環境開展“工程裝備材料腐蝕評價方法研究”具有重要的科學意義和應用價值。本團隊研發了“實海加速腐蝕實驗裝置”和“海洋溫躍層模擬裝置”等具有“海洋特色”的腐蝕評價設備,為從事本方向研究提供設備基礎。
(3)工程裝備材料腐蝕與防護科學技術開發與咨詢服務。從事南海海洋環境中工程裝備材料腐蝕與防護的研究目的是促進腐蝕科學發展,滿足南海周邊經濟發展需求。實驗室把“腐蝕與防護科學技術開發與咨詢服務”作為重要的研究方向,其目的是為解決技術問題、服務地方經濟,使科學技術快速轉化為生產力。在此方向上也有了較多積累,同寶鋼湛江鋼鐵、中國南方電網和南海艦隊等眾多企業進行了深入合作。
廣東海洋大學海洋工程及裝備材料腐蝕與控制團隊經過10年的建設發展,建立了較好地研究平臺:
(1)腐蝕科學研究實驗室 工程材料及裝備海洋環境腐蝕與防護實驗研發平臺(1000m 2 ),其中校內實驗室研發平臺 400m 2 ,東海島材料腐蝕曝滯場和實海加速實驗平臺 600m 2 。東海島材料腐蝕曝滯場即湛江大氣環境腐蝕試驗站在 2017 年 12 月 9 日通過國家材料環境腐蝕平臺認定,被正式納入國家材料環境腐蝕平臺野外試驗臺站體系。
(2)腐蝕研究相關儀器設備豐富配有實海加速腐蝕試驗箱、沖刷腐蝕實驗設備、桌上型掃描電子顯微鏡(配EDS 能譜儀)、電化學工作站、循環鹽霧腐蝕試驗箱、周浸腐蝕試驗箱、微機控制應力腐蝕試驗機、多功能鍍膜儀、NI 陣列電極腐蝕測試系統、多功能鍍膜儀、Comsol 腐蝕仿真軟件、立體顯微鏡、金相顯微鏡等儀器設備。試驗站外場配置有暴曬架、自動氣象站等各種先進試驗設備,可進行鋼鐵、有色金屬等多種材料在海洋環境下的腐蝕行為研究及腐蝕信息監測。
(3)科技服務方面 目前已獲得不銹鋼、碳鋼、銅等多種海工裝備材料的自然腐蝕數據及其腐蝕行為規律,研究成果為寶鋼湛江鋼鐵基地建設、南方電網超高壓輸電纜保護殼選材等提供了可靠的依據,在國內處于先進水平,在省內處于領先水平。
通過十年的建設與發展,海洋工程及裝備材料腐蝕與控制研究團隊已經成為國內有較大影響力的研究群體。近年來,團隊承擔了國家自然科學基金(1項)、國家材料腐蝕平臺項目 1 項和廣東省自然科學基金課題(3 項);廣東省平臺建設項目、軍工基礎研究項目和寶鋼、南方電網等企事業研究項目(15項)。獲國家授權專利 10 項,發表研究論文50余篇;其中SCI/EI 文章 20篇。
記者:21世紀是海洋的世紀,請您談談我國在海洋腐蝕防護方面發展趨勢。
王教授: 21 世紀是海洋的世紀,隨著陸地資源的逐漸枯竭 , 國際間的競爭重點轉向了海洋,海洋具有潛在的巨大經濟利益和國防戰略意義。發展海洋裝備,建設海洋工程是推進和實施國家海洋戰略的重要內容。在工信部“海洋工程裝備制造業中長期發展規劃”(2011-2020)以及廣東省十二五規劃和海洋經濟試驗區規劃中,都將海洋裝備制造業列為國家、廣東省重點發展的戰略新興產業。海洋裝備長期處于海洋環境下工作,服役中無法回避的問題是工程材料在海洋環境下的腐蝕失效。據權威統計數據,工程材料的海洋環境腐蝕問題每年給國家造成數千億元的經濟損失和30%以上海中航行體的能源浪費,其失效問題更是嚴重影響海洋工程和裝備的可靠性及壽命,已成為嚴重制約海洋裝備及技術發展的瓶頸,亟待解決。
南海具有高溫度、高濕度、高鹽度的典型熱帶海洋氣候,是極為苛刻的腐蝕環境,金屬結構物如艦船、跨海大橋、海上采鉆油平臺、海工碼頭以及沿海工業裝備等如若不采取有效的防護措施,在較短的時間內就會因腐蝕造成破壞而導致巨大的經濟損失和社會影響。國內外因海洋環境腐蝕造成的事故層出不窮。1980 年北海“亞歷山大基蘭”號鉆井平臺海底樁腿上的焊縫被海水腐蝕,萬噸重的平臺在 25 分鐘內傾倒,123 人遇難,造成近海石油鉆探史上的罕見災難;2010 年 4 月 20 日英國石油公司墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺海底閥門腐蝕失效導致爆炸,致 11 人遇難,隨后 3 個月海底原油涌出超過 400 萬桶,成為美國海域最嚴重的環境災難;我國不久前青島油管爆裂、大連輸油管線爆炸等災害都是因管線腐蝕穿孔造成的嚴重后果。
廣東省是海洋大省,廣東海洋大學地處湛江市,瀕臨南海,“工程材料及裝備海洋環境腐蝕與防護重點實驗室”的建設,開展海洋裝備及工程材料的腐蝕機理、海洋環境腐蝕數據積累、金屬加速腐蝕評價方法、以及腐蝕綜合防護技術等方向的研究,為海洋工程及裝備制造提供重要的技術支撐和前沿研究成果,具有明顯的區域優勢。
記者:請您談談您們團隊未來的整體發展方向和規劃。
王教授: 按照“面向南海,服務粵西及北部灣區域,形成優勢”的建設思路,堅持“以工程裝備材料腐蝕研究為基礎,以南海海洋環境為特色,以服務為目標”,重點抓好科研平臺建設、科學研究、人才隊伍三項工作,全面提高學術競爭力、社會影響力和服務水平。
建成國內本學科中一流的現代化實驗室,提升承擔國家重大項目的能力,使實驗室的科研工作條件和學術水平得到提升,人才培養的質量得到提高,社會服務功能得到加強。根據湛江的經濟發展需要,加強與湛江的港口、石油煉化、海洋設施制造、寶鋼湛江鋼鐵、海軍裝備部等企業開展合作,給予企業技術支持,使之成為廣東省在材料腐蝕科學研究領域的高新技術開發、人才培養及學術交流的中心,為湛江市材料腐蝕科技進步與海洋經濟發展做出更大貢獻。
通過實驗室的進一步建設,使學術隊伍更加優化,實驗條件更加先進,研究特色更加鮮明,學術交流與合作更加廣泛,綜合實力達到國內同類學科先進水平,部分學科方向達到或接近國際先進水平。
后記:
長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。廣東海洋大學正以昂揚的斗志,堅實的步伐,一如既往,闊步向前。我們相信不久的將來,海洋工程及裝備材料腐蝕與控制研究團隊定會成為我國材料與防腐蝕領域里的標志性團隊,廣東海洋大學必將邁進國際一流高水平知名大學行列。
● 人物簡介
王貴,博士,教授,碩士生導師,曾任廣東海洋大學機械與動力工程學院院長。廣東省腐蝕防護與表面工程學會常務理事,廣東高校新材料工程技術開發中心學術委員會主任委員。中國儀表功能材料學會理事,湛江市第十屆、十一屆、十二屆政協委員。研究方向為海洋工程及裝備材料腐蝕與控制技術。先后主持和完成包括國家自然科學基金在內的多項課題,在國內外學術刊物上發表研究論文 60 多篇,其中被 SCI、EI 收錄23 篇,獲省科技進步獎一等獎、二等獎各一項,在海洋腐蝕領域享有較高的學術地位和影響力。
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