杭州灣跨海大橋，設(shè)計(jì)使用壽命100年；港珠澳大橋，突破我國(guó)“百年慣例”，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)120年……重大工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷攀升，一個(gè)令歐美知名公司艷羨不已的團(tuán)隊(duì)在其中發(fā)揮了重要作用，它就是中國(guó)科學(xué)院金屬研究所材料耐久性防護(hù)與工程化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱為“防護(hù)團(tuán)隊(duì)”）。近日，該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李京研究員在金屬所師昌緒樓，解密了為國(guó)家重大工程保駕護(hù)航過(guò)程中發(fā)生的鮮為人知的故事。

港珠澳大橋

01打造全鏈條研發(fā) 實(shí)現(xiàn)彎道超車

防護(hù)團(tuán)隊(duì)組建于上世紀(jì)90年代，現(xiàn)已發(fā)展成為擁有5名研究員，共計(jì)50余名專業(yè)人員的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。李京表示，材料耐久性防護(hù)，是重大工程必須面對(duì)的問(wèn)題。20多年來(lái)，防護(hù)團(tuán)隊(duì)成功突破重腐蝕防護(hù)涂層、“高性能涂層+犧牲陽(yáng)極”聯(lián)合防護(hù)、高性能耐蝕涂層鋼筋及其工程化等關(guān)鍵技術(shù)，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)體系。至今已獲得授權(quán)專利65件，在眾多國(guó)家超級(jí)工程中，都能看到他們的身影。

涵蓋重腐蝕防護(hù)新材料、施工工藝和施工裝備研發(fā)的全鏈條工程化應(yīng)用模式，是防護(hù)團(tuán)隊(duì)在競(jìng)爭(zhēng)中屢屢脫穎而出的主要原因。李京說(shuō)：“彎道超車必須以創(chuàng)新為基礎(chǔ)。我們開展全鏈條一體化同步研發(fā)，使材料防護(hù)研發(fā)、工藝和施工裝備研發(fā)互為促進(jìn)，提高了效率和整體競(jìng)爭(zhēng)力。”在長(zhǎng)達(dá)4200公里的“西氣東輸”長(zhǎng)輸管線工程中，調(diào)整海拔高度和管路走向的彎管腐蝕防護(hù)成為“卡脖子”難題，防護(hù)團(tuán)隊(duì)臨危受命，不到40天的工期里，在材料防護(hù)、工藝研發(fā)的基礎(chǔ)上，對(duì)施工裝備進(jìn)行應(yīng)急設(shè)計(jì)制造。他們吃住在裝備加工企業(yè)，20天研制出主要設(shè)備，5天后便生產(chǎn)出合格的彎管并火速運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)，避免了潛在的重大工程損失。

團(tuán)隊(duì)帶頭人李京研究員代表團(tuán)隊(duì)領(lǐng)取建橋功臣獎(jiǎng)

02“港珠澳”大顯身手 創(chuàng)新聯(lián)合防護(hù)

港珠澳大橋入選“2018年中國(guó)十大科技進(jìn)展”，“超長(zhǎng)耐久性”成為四大亮點(diǎn)之一。金屬所防護(hù)團(tuán)隊(duì)在建設(shè)過(guò)程中大顯身手，功不可沒(méi)。

港珠澳大橋橫跨的外伶仃洋區(qū)域，因位于珠江出?？冢嗄陙?lái)形成了大量的生物腐敗沉積物，硫化物和亞硫酸鹽物質(zhì)比例極高，因此成為厭氧菌的樂(lè)園。李京告訴記者，厭氧菌生活在海泥乏氧環(huán)境中，可通過(guò)腐蝕金屬獲得能量進(jìn)行繁殖代謝，是海洋工程的大敵。因海洋環(huán)保的要求，港珠澳大橋的承臺(tái)全部設(shè)計(jì)在海泥以下，這樣一來(lái)，鋼管復(fù)合樁也整體埋置在海泥下。

面對(duì)120年設(shè)計(jì)要求和特殊的環(huán)境，防護(hù)團(tuán)隊(duì)信心不減。李京說(shuō)：“我們?cè)诼?lián)合防護(hù)技術(shù)體系基礎(chǔ)上，在鋼管復(fù)合樁耐久性防護(hù)方面采用內(nèi)外涂層法，對(duì)鋼管復(fù)合樁的內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙重保護(hù)；并在海水中安裝犧牲陽(yáng)極，對(duì)處在海泥下的大型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行陰極保護(hù)；使用普通碳鋼鋼筋加高性能涂層，提高混凝土結(jié)構(gòu)壽命，降低建設(shè)成本；開展原位腐蝕與防護(hù)動(dòng)態(tài)在線監(jiān)測(cè)，對(duì)大橋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不同部位的腐蝕狀態(tài)和防護(hù)狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。”這些創(chuàng)新技術(shù)為工程結(jié)構(gòu)安全性和可靠性控制提供了科學(xué)的方法，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。尤其是經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和調(diào)整涂料配方，防護(hù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，復(fù)合樁內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)高性能涂層非但不會(huì)破壞鋼結(jié)構(gòu)和混凝土之間的力學(xué)耦合作用，還因?yàn)橥繉拥拇嬖冢趦烧咧g添加了一個(gè)彈性過(guò)渡中間層，使整個(gè)復(fù)合樁的協(xié)調(diào)受力性能大幅度提高，大橋基礎(chǔ)的穩(wěn)定性更好更安全了。

03  越是艱險(xiǎn)越向前 建功海洋工程

苛刻環(huán)境海洋工程是防護(hù)團(tuán)隊(duì)的另一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)，他們要在高溫、高濕、高鹽霧、高紫外線輻照的“四高”重腐蝕環(huán)境下，克服常人難以想象的困難。晝伏夜出是常態(tài)，天氣再熱也要穿著厚厚的防護(hù)服，一天可經(jīng)歷30余次降雨，吃不到新鮮的蔬菜魚肉，甚至可以領(lǐng)略一下17級(jí)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的威力……

團(tuán)隊(duì)成員趙洪濤是一個(gè)年輕的小伙子，為了完成一個(gè)應(yīng)急任務(wù)，他在島上堅(jiān)守了220多天，體重減掉了40多斤?；氐缴蜿?yáng)后，同事們差點(diǎn)沒(méi)能認(rèn)出又黑又瘦的他。李京曾連續(xù)駐守47天，原本準(zhǔn)備用一個(gè)月的降壓藥，在最后階段“彈盡糧絕”，好不容易找到7片降壓藥，他每天只能吃半片。

即便如此，防護(hù)團(tuán)隊(duì)在中國(guó)科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和沈陽(yáng)市科技創(chuàng)新“雙百工程”項(xiàng)目的支持下攻關(guān)不停。升級(jí)苛刻環(huán)境海洋工程SEBF/SLF重防腐技術(shù)，為30余萬(wàn)件工件“穿”上了防護(hù)衣；研發(fā)出新一代高性能耐蝕涂層鋼筋，結(jié)束了苛刻環(huán)境海洋工程混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋無(wú)涂層“裸用”的歷史；研發(fā)出梯度結(jié)構(gòu)涂層，為我國(guó)萬(wàn)米級(jí)水下平臺(tái)提供腐蝕防護(hù)服務(wù)。建成了我國(guó)首個(gè)苛刻環(huán)境海洋材料綜合腐蝕科學(xué)觀測(cè)研究站，實(shí)現(xiàn)了對(duì)常用材料在海島大氣、海水和土壤環(huán)境下的全方位腐蝕監(jiān)測(cè)。