腐蝕是指材料、構件和構筑物在自然環境影響和工況條件作用下性能退化喪失及變質破壞的現象和過程。腐蝕和腐蝕控制一直是互為矛盾且受到高度關注的話題,它涉及國民經濟和民生的各個領域,從日常生活到交通運輸、機械、冶金,從尖端科技到國防工業,凡是使用材料的地方,都不同程度地存在著腐蝕問題。腐蝕的危害巨大,它使材料變為廢物,使生產和生活設施過早報廢,并可能引起生產停頓,結構破壞,甚至燃燒爆炸,誘發多種環境災害,危及人類的健康和安全。一直以來,人們都在不斷地與腐蝕作斗爭。
世界上工業先進國家十分關注腐蝕損失與腐蝕控制,美、英、日等國許多年前就率先開展了較為系統的腐蝕調查。我國腐蝕調查工作起步晚,開展面窄,十分有必要展開我國腐蝕狀況及控制戰略研究,全面摸清我國的腐蝕及控制狀況,在宏觀戰略層面分析研究我國目前腐蝕控制領域存在的問題及制約其發展的主要因素,提出科學可行的解決策略,提高人們的腐蝕防護意識,為中央、地方政府及企業提供可行的支撐意見和建議,為國家制定相關的政策、法規,為行業制定相關標準及規范提供科學依據,為我國腐蝕控制技術和產業發展提供技術支持和理論指導。基于這樣的背景,2016年度中國工程院“我國腐蝕狀況及控制戰略研究”重大咨詢項目工作會議在青島隆重召開,170多名專家參加了會議。
海洋工程及軍工裝備一直以來是腐蝕控制領域的重點關注對象,會議期間,中國腐蝕與防護網記者有幸采訪到與會專家解放軍理工大學王景全院士,王院士年近八旬,精神矍鑠,平易近人。王院士結合自己的工作實踐體會為大家進行了一次有關腐蝕和腐蝕控制方面的解讀。
王景全院士
殫精竭慮真奉獻 舉世矚目天下知
記者了解到,王院士,1937年11月8日出生于南昌,1955年考入哈爾濱軍事工程學院學習渡河工程專業,1961年畢業,現任解放軍理工大學教授、博導。2003年當選中國工程院院士。
他的研究領域涉及到土木工程、渡河(海)工程、裝備器材制造等,并且在以上領域做出過許多貢獻。比如:
1.渡河(海)工程特種保障技術研究,立足現有裝備并研制新裝備,為部隊強渡江河及渡海登陸作戰、重裝備渡送及應急卸載上陸提供了新的技術手段;
2.交通一體化器材研究,研制出平戰結合多能高效的新型交通戰備器材,提高了交通運輸快速保障和綜合保障能力;
3.登陸棧橋系統研究,開發了我軍登陸艦艇軟登陸技術,確保登陸艦艇在復雜海岸條件下實現順利卸載;
4.超大型浮式海洋綜合基地論證研究,該領域工作對捍衛國土、開發海洋資源意義重大;
5.黃河、長江浮橋工程研究,為我軍戰時部隊戰略機動克服特大江河障礙提供了技術保障;
6.多浮體結構工程理論研究,構建現代戰爭條件下高效登陸基地。出版專著2部,發表論文多篇;獲國家科技進步二等獎2項,軍隊科技進步一等獎3項、二等獎2項,國防發明專利8項。全國優秀科技工作者,全軍優秀教員,獲政府特殊津貼、軍隊專業技術重大貢獻獎和軍隊院校育才獎“金獎”,2002年榮立一等功。
“腐蝕調查”是一門藝術 于國于民意義非凡
王院士表示,他研究的領域涉獵學科專業面較廣,不論是土木工程、基礎設施建設還是裝備制造、工程裝備發展都廣泛涉及到材料腐蝕控制方面的問題。在發展建設中,腐蝕和對腐蝕的控制從來都是一對矛盾對立體,無論什么類型的器材產品、什么類型的工程設施,都會面臨腐蝕的侵害問題,如殼體銹漏進水、構件腐蝕疲勞加速結構破壞等。怎樣控制腐蝕呢?這是一場復雜艱巨的斗爭。
前三十多年我國處于大規模建設、快速發展階段,雖然注意到腐蝕方面的問題,但研究得不深,也做得不夠。例如跨海橋梁樁柱耐久性防腐蝕簡單地落實在加厚混凝土防護層厚度上,實際上加厚防護層對防腐蝕效果十分有限,甚至無益有害。防腐蝕方面損失太大,總體工程壽命堪憂,維護保養修復負擔太重,這是一個普遍性問題。現在我們國家正處于發展建設的轉型階段,腐蝕控制方面的工作必須迎頭趕上。中國工程院設立了以侯保榮院士為首席專家的“我國腐蝕狀況及控制戰略研究”項目,這個項目非常好、非常重要,也非常及時。這個項目實際上起的作用,是讓各行業從業者充分認識腐蝕危害,科學落實控制腐蝕,都在控制腐蝕方面下大力氣,進行腐蝕研究,把腐蝕控制好。建立起這個防腐蝕意識就要嚴格地控制腐蝕,也要提醒管理層高度重視這個問題,指導科學發展。
該項目是這樣進行腐蝕調查研究的,即首先要了解腐蝕狀況,普查各行業、各類工程腐蝕損失,而且要量化,用數據說明問題,從而使廣大從業者高度重視這個問題,使各級領導關心這個問題,這是個打好基礎的任務。
王院士表示腐蝕調查是一門科學,也是一門藝術。腐蝕調查本來是調查腐蝕帶來的損失,但是如果直接調查腐蝕損失,即有問責之意,會給調查增加一定的難度。為什么說是門藝術問題呢?現在是換了一種方式,從腐蝕成本的調查切入研究。也就是說做一項工程,采取一些防腐或者控制腐蝕的成本投入,投入大、小、不足,來反映這個問題,就不屬問責的問題,調查起來會相對容易。比如說,在工程競標報價時,過去是最低報價中標,把各方面成本壓低,其中包括腐蝕成本壓低,控制腐蝕的對策就上不去。腐蝕成本大小基本上有一個普遍的規律,對這個腐蝕成本進行調查,能夠反映出工程或產品本身的問題,由于投入的不夠,在這方面造成多大的損失,而過度投入經濟性上又承受不起,需要怎么樣的改進,經過這個研究后,讓大家從“量”的方面對腐蝕的危害有一個很深刻的認識,即“腐蝕數據”占GDP的多少?
大家都認識到了腐蝕的危害性和腐蝕控制的必要性后,就需從幾個方面來重視這個問題。
重視腐蝕控制靠什么呢?王院士表示,要靠科技進步,靠創新,靠轉型。以后不能再搞大規模的、粗放型的工程建設,需往精細化方向發展,要讓工程建設的質量更好、耐久性更高,須有一系列控制腐蝕方面的科技做支撐。
具體怎么做呢?王院士表示這涉及到怎么樣發展新材料?怎樣科學利用材料?新材料防腐性能更好,但是高性能材料大量使用又帶來經濟性問題,這是一個系統問題。
合理科學地使用材料。比如說在含鹽量、含氯離子多的海洋空氣腐蝕環境中的工程建設,如果用纖維筋替代鋼筋的纖維筋混凝土,就大大改善了惡劣環境下的防腐蝕性能。
在技術方面需合理科學規劃結構。一項工程結構,它涉及到許多的腐蝕因素影響,哪些部位容易受到腐蝕,哪些部位不容易受到腐蝕,可以在容易受腐蝕的部位采取特殊的材料和構件,或者是在這個部位采取允許其腐蝕,到達一定程度,更換新材料、新構件,其他部分保留,即是合理地科學設計這個結構,形成一種特殊的組合結構,特殊的防腐蝕策略。
即使不能改變腐蝕環境,但可以創造一個沒有腐蝕、與外隔絕的環境來改善產品工作條件也不失為一種控制腐蝕的策略。因為全面提升產品的防腐蝕性能代價太高,技術太復雜,可以用代價小、技術簡單的防護結構來保護產品。比如說給其做一個罩子,或者建一個庫房,這也是一種策略,讓其更好地實現功能,且付出更少的成本和代價。
當然上述方法的應用并不是千篇一律的,需融會貫通,合理利用,針對不同工程或者不同產品結構、不同環境,采取科學的腐蝕控制策略,使我們的經濟建設發展又好、又快、又省。
比如說海岸的碼頭,制造耐腐蝕的小環境不可能,就需將碼頭的各部位采取不同的腐蝕控制措施,水下的部分采取陰極保護的方式,浪濺區部分采取一種防護層包覆技術來保護,在水上部分采取涂層及特殊表面處理技術等。
又比如海島上精密的設備,可以放在洞庫里保存,并保持恒溫、恒濕、密閉環境且排出氯離子污染,從而大幅度延緩其腐蝕速度,且經濟成本也低。
又比如說,海上風電設備也很容易受到海上潮濕的富含氯離子空氣腐蝕環境影響,可以把風機放在密閉機艙環境下,堅持內循環冷卻策略,控制風機腐蝕。
王院士表示總體來說可以從材料、結構設計、創造無腐蝕環境這幾方面入手進行防腐蝕,關鍵是防腐蝕理念建立。
防腐行業前途無量 年輕人應奮發圖強、追求卓越
王院士表示我們了解到了腐蝕危害的嚴重性和腐蝕控制的緊迫性,且在腐蝕控制方面大力開展創新和創業,更嚴格地規范防腐蝕行為,從而使我們產品、工程壽命更長。粗放型的生產和建設走向精細化,在這方面意義非常重大。
目前腐蝕控制行業地位日益提高,其中涉及到很多高、精、尖的技術,需要人類利用最新的技術和理論來解決這些問題,這個對于我們社會的發展和方方面面的生產、建設意義非常重大。
這個領域前途廣闊,將來會出現更多的新技術,涌現更多的高端人才,年輕人應重視這個領域,應堅持不懈地從微觀、細觀、宏觀的防腐蝕技理論、技術、材料、結構以及理念上開展潛心研究。
目前在構件精加工這方面比較熱門,已使基礎建設工程走向“工廠化、裝配化”。過去工程現場戶外加工構件比較粗糙,且病害多,容易造成腐蝕,現在車間化生產,預先制好,加工精度高,病害少,現場裝配,抗腐蝕的能力相應提高很多。
因此腐蝕控制這個領域大有可為,腐蝕控制學問很深,意義重大,衷心希望年輕人有更多的創新,在這個領域有更多高端人才涌現,有更強大的隊伍形成,為經濟轉型以及產品和工程耐久性提升做出更大貢獻。
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