海洋蘊藏著豐富的資源，具有潛在的巨大經濟利益和戰略性的國防地位。海洋事業的發達程度是一個國家科技力量和水平的綜合體現，也是一個國家經濟發展和國家地位的標志。

    海洋腐蝕問題是海洋開發過程中面臨的威脅之一。由海洋腐蝕所引起的災難性事故案例很多，造成了很多極其巨大的損失。

    1980年，英國北海“亞歷山大基定德”號鉆井平臺樁腿上的焊縫被海水腐蝕，裂紋在波浪載荷的反復作用下不斷擴展，導致傾倒，123人遇難。

    2010年4月20日，英國石油公司墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺海底閥門失效導致爆炸，致死11人，隨后3個月海底原油不斷涌出，溢出量超過400萬桶，成為美國海域最嚴重的環境災難。由于3 000 m深海環境的復雜性，歷時3個多月，幾乎動用了所有的力量才堵住了海底原油的泄露。

    2013年11月22日，山東青島經濟開發區排水暗渠發生爆炸，造成62人死亡，直接經濟損失超過7.5億元。國務院特別重大事故調查組調查報告指出，該事故直接原因是“輸油管道與排水暗渠交匯處管道腐蝕減薄、管道破裂、原油泄漏”。

    除了安全問題，海洋腐蝕也帶來了巨大的經濟損失。2016年3月，全球腐蝕調查報告表明，世界平均腐蝕損失約占全球國民生產總值（GNP）的3.4%。一般認為，海洋腐蝕損失約占總腐蝕損失的1/3。因此海洋腐蝕的損失是驚人的。根據國內外經驗，如果采用有效的防護措施，25%-40%的腐蝕損失可以被避免。

    綜上，海洋腐蝕會造成設施裝備結構損傷、使役壽命縮短，是關系到國計民生的重要問題。嚴重的腐蝕還可能引起突發性災難事故，污染環境，危及人民群眾的生命財產安全。

    我國海洋腐蝕現狀

    為深入了解我國現階段腐蝕狀況，中國工程院特別設立了“我國腐蝕狀況及控制戰略研究”重大咨詢項目。組織了包括近30位院士在內的200位科技工作者，針對基礎設施、水環境、能源、交通運輸和生產制造五大領域的鐵路、機場、公路橋梁、港口碼頭、水利工程、船舶、飛機、火車、煤炭工業、電力系統、城市供水、海水養殖、文物/古跡、海水淡化、海洋平臺及裝備、海底管道、海洋石油裝備、建筑、汽車、石油天然氣工業、冶金、電子工業、造紙業、化工、電信、家電、制藥業、采礦業、食品加工、醫療器械、農業等30多個重點行業進行腐蝕成本和防護策略的調查研究。在此基礎上，借助數學和經濟學的理論和方法，計算我國的腐蝕成本。

    經過問卷調查、實地考察、案例調研、會議交流、專題座談、上網檢索、模擬計算、統計分析等系統工作，調查結果表明，2014年，我國腐蝕成本約占我國GDP的3.34%，達到21 278.2億元人民幣，每位公民承擔的腐蝕成本超過1555元。

    與發達國家相比，我國腐蝕調查工作開展晚，重視程度低。此次腐蝕成本調查的開展對于加強人們對腐蝕危害的認識，提高人們的防腐蝕意識有重要的意義。

    我國海洋腐蝕與防護需求現狀

    目前，發展海洋經濟和海洋科技已經被我國提升到前所未有的戰略高度，海岸工程、海洋開采、水下工程等戰略性新興海洋產業正在迅速興起，發展和建造各類新型高水平深海鉆井設備、艦艇、深潛器和海洋空間站等設施是海洋資源開發和維護國防安全的根本物質保障。另外，我國海岸線長，隨著近年來經濟高速發展，海岸工程、碼頭、跨海橋梁建設體量迅猛擴張，使用了大量各類結構材料。我國正在開展包括環渤海經濟區、黃三角經濟區、山東半島藍色經濟區、江蘇沿海經濟區、長三角經濟區、珠三角經濟區和海峽西岸經濟區的鏈式經濟區帶的建設。在開展近海海洋工程建設的同時，海上設施也不斷在向遠海和深海拓展，目前，我國在海洋油氣田開發、港口建設、跨海大橋、海底管線、船舶工程和深海勘探等領域已建和在建大量的各種海洋鋼結構及鋼筋混凝土結構設施。這些海上設施廣泛分布在我國沿海一線和南海、東海等重點海域，貫穿海洋大氣區、浪花飛濺區、海洋潮差區、海水全浸區和海底泥土區等不同的海洋腐蝕環境，遭受十分嚴重的腐蝕破壞。海洋腐蝕及生物污損嚴重威脅著這些重大工程設施安全運行。然而，目前多數海洋工程結構處于裸露或欠保護狀態，海洋工程結構安全堪憂，腐蝕損失巨大。保證各種海洋工程設施的耐久性和安全性，降低重大災害性事故發生，延長這些重大工程設施使用壽命，是我國經濟發展中需要迫切解決的關鍵性問題和共性問題。

    過去十年間，我國的海港、橋梁、隧道以及海岸工程建設蓬勃發展，沿海地區鋼結構和鋼筋混凝土結構設施的數量迅速增長。在跨海大橋建設方面，最近幾年已竣工和開工建設的有東海大橋、杭州灣大橋、廈門海滄大橋、舟山大陸連島工程、上海長江大橋、青島海灣大橋等。海洋石油開發是我國海洋開發的重點之一，我國已建有近200個海洋鋼結構石油平臺。在港口建設方面，我國重大港口設施如曹妃甸碼頭等正在建設中。重大海洋工程設施通常設計有五十年甚至上百年的服役壽命，然而，在多種海洋腐蝕環境因素協同作用下，據有關調查，我國部分海港碼頭設施在建成十幾年到二十年已出現鋼筋銹蝕。據估計，鋼筋混凝土年腐蝕損失大于1 000億元。我國在役的大量臨海設施將進入腐蝕破壞的高風險期，嚴重威脅到正常的生產運營，也勢必會造成嚴重的經濟和社會損失。這些設施亟待科學的腐蝕控制和修復。這已經不單單是技術方面的問題，更是關系到國家發展和社會進步的重要問題。

    我國海洋腐蝕與防護未來發展建議

    在國際海洋資源處于激烈競爭狀態的今天，有必要針對我國海洋工程設施腐蝕污損防護重大需求，開展海洋腐蝕與生物腐蝕機理及防護技術的開發研究，解決海洋工程腐蝕防護的共性及關鍵性問題，同時將我國海洋工程設施腐蝕防護納入國家戰略，提高海洋腐蝕防護的重視程度，從國家層面上推動我國海洋防腐蝕產業發展。

    （1）在不同海洋環境因子對腐蝕作用的過程和機理研究方面。有必要圍繞海洋環境腐蝕影響因子對常用工程材料腐蝕過程的作用機制進行研究。研究干濕交替、合金元素、防護涂層、光照、腐蝕產物結構等因素對于鋼結構和鋼筋混凝土結構腐蝕機理的影響因素。揭示海洋環境5個腐蝕區帶（海洋大氣區、浪花飛濺區、海水潮差區、海水全浸區和海底泥土區）誘發腐蝕機理，掌握腐蝕防護核心要素，為海洋采油平臺、海底管線等的設計和防腐提供科學依據和對策。

    （2）在海洋污損生物腐蝕的關鍵過程、機理和防護技術研究方面。有必要針對海洋環境中微生物腐蝕與生物污損問題，開展不同海域微生物腐蝕機理研究。重點分析材料表面生物膜組成與結構演化過程與機制，提出腐蝕微生物誘發典型海洋工程金屬材料腐蝕機制；分析海洋陰極保護下鋼結構表面生成的鈣質沉積層與污損生物群落的相互促進和抑制的過程，揭示微生物活動對金屬材料局部腐蝕的作用機制，并在分子水平闡明材料類型、表面物理化學性質、生物活性分子對生物附著過程的影響機理，實現對生物附著過程的調控。基于上述理論研究，開發基于材料表面物理化學性質、表面微觀結構、光催化性質等的海洋生物腐蝕及污損防護技術。

    （3）在海洋腐蝕防護與監檢測技術開發及應用方面。有必要針對海洋腐蝕防護的需求，開發包含鋼結構浪花飛濺區腐蝕防護技術、海洋鋼筋混凝土結構腐蝕防護與修復補強技術、海洋腐蝕監測技術、腐蝕探測預警技術在內的集成化海洋環境腐蝕防護技術。制定防腐技術性能檢測規范、現場施工質量規范、現場質量檢測規范，形成一套先進的防腐設計規范和質量管理體系。并以此為基礎，建立近海腐蝕監測實驗站和腐蝕防護技術示范基地，加速成果推廣與轉化。

    （4）在海洋腐蝕防護標準與防護意識方面。在海洋防腐防污技術研究基礎上，有必要加快建立海洋腐蝕防護技術企業、地方及國家標準，引導腐蝕產業健康發展，保障海洋工程設施安全運行，減低經濟損失。同時加強海洋腐蝕教育以及科普宣傳力度，通過強化對相關專業領域技術人員的教育，提升專業人員對海洋腐蝕防護的重視程度；并通過媒體宣傳等方式，提高全民腐蝕防護意識。

    節選自中國科學院《海洋腐蝕防護的現狀與未來》

    作者：侯保榮、張盾、王鵬

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責任編輯：劉洋

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