侯保荣 ——我的海洋腐蚀防护情结

侯保荣先生1942年1月出生于山东省菏泽市曹县。1962年考入复旦大学化学系，1967年毕业获学士学位，1994年毕业于东京工业大学，获博士学位。中国科学院海洋研究所研究员、博士生导师，2003年当选中国工程院院士。

侯保荣是中国海洋腐蚀环境研究和海洋腐蚀与防护的学科带头人之一，也是中国海洋腐蚀界唯一的一位院士，他不遗余力地开展海洋腐蚀与防护研究和成果转化工作，努力实现防腐蚀工作的产业化，为中国和山东省经济建设做出了贡献。（中国科学院评）

《我心依然》是由复旦大学历史系1968届毕业生章华荣先生，以及陈定方教授等多位老五届毕业生历经数年用心凝炼而成的纪实性文学作品。它真实地记录了那个特殊年代的大学毕业生到祖国最需要的地方去，艰苦创业，负重前行，为祖国的富强繁荣做出了突出贡献！

下文引自《我心依然》(第七部)

侯保荣先生的海洋腐蚀防护情结

和大家一样，咱们大家一起考入上海复旦大学，1962年入学。说考上复旦这件事，我怎么也不能忘记我的中学老师们。

我所就读的曹县二中是位于山东曹县刘岗村的一个老革命根据地，是1953年建校，当时只有初中部。到了1958年才设了高中部的两个班，老师全是原来教初中的老师。我是第二届62年的高中班毕业生，我们那时的老师太艰苦了，学校条件较差，一个50~60人的教室只有一个煤炉取暖，根本没有多少热量，教室里很冷，冬天的温度能到零下十几度。课间休息时，大家都到室外活动一下，因为室外有太阳比屋里要暖和。那时的农村根本没有电灯，晚上上课只能用煤油灯了。老师的高超之处在于他们教的学生，仅1961、1962、1963年三届高中毕业生中，就有不少学生考入清华、北大、复旦、交大、师大等名牌大学，加上考入其他学校的，考上大学的占全班总人数的三分之二左右，我能进复旦学习，什么时候也不能忘记初中、高中老师的培养。

在大学的一段生活我就不说了，说一下和大家分手后的一点小故事。

学生时代，后排右三侯保荣

走出校门后我就来到了位于山西省临汾市的4657部队农场劳动锻炼，这个农场就在汾河旁边，还不算太穷的地方，我们住在老百姓家里，和他们同吃同住同劳动。待了一年多，每月工资43.5元，吃饭要交伙食费的。有几个故事至今不能忘记。

在这个连队锻炼的都是67、68应届大学毕业生，有北京地质大学、北京师范学院待分配学生，也有已经分配到某单位的应届毕业生，还有一部分是印尼的归国华侨在国内大学毕业的。大家知道，种稻子是一项艰苦的体力劳动，插秧、除草、收割都是弯着腰的事，可累了，伙食也不好，一个月整个连队杀头猪，改善生活。我清楚地记得，有一次连队包饺子，每人二两肉、白菜不限量，每人分一斤干面，就这样，男同学一斤干面的大饺子都吃光了。有的还不够吃，接受一点女同学剩余的“支援”。

在部队经常开忆苦会，请贫下中农“上课”，讲讲他们在解放前是怎么受苦的。一个大房间，四周全用围布把光线挡起来，不能自由进出，就等于我们全体听报告的人回到了万恶的旧社会，贫下中农代表一讲就是4个多小时，弄的大部分同学都哭了，是真的哭，并且哭的声音很大很大的，周围的邻居都能听得见哭声的！那个人都讲了什么，现在一点记不得了，后悔当时没有录下音，否则现在会成为一个很好的教材！

连队里还经常吃忆苦思甜饭，这对我们在国内土生土长的人不算太难，但对从印度尼西亚回来的华侨大哥大姐们可是个难题了，忆苦吃糠窝窝，怎么能咽得下？当然咽不下也得象征性地咽一点，接着是思甜了，吃白面馒头，大家可开心了。那时提倡穿衣要新三年、旧三年、缝缝补补又三年，大家都很不讲究，身上的泥越多越自豪，一个是经济条件不允许，每月只有43.5元钱的工资，没有讲究的成本；二是那时候的思想境界高，不计较吃穿，只把种稻子放在第一位。

我们这些理科大学生们在学校学到了不少知识，但大学和实际有些脱节。我所在的部队是新建单位，经济能力差，工资很低。连队首长就组织我们搞副业，种稻子的部队嘛，稻草有的是，就用草打绳子卖。有一次，机械老化，动不了了，一看是机油不足，一位大学生就去找连长说：“我们连队改善生活要杀鸡，请求连长批准给点鸡油把机械润滑一下，哈哈。”

劳动锻炼一年三个月后终于盼到了回工作岗位的那一天，那是1970年3月。从1962年我进入上海复旦大学，那时的复旦是五年学制，其中搞了一年四清运动，又参加了两年文化革命，又在劳动锻炼了一年多，等我回到中国科学院海洋研究所报到，已经是我入大学深造的第七个年头了。终于，我步入了科研的正道！

在海洋所实验室工作

来到海洋所后，因为我是学化学的，就分配到化学室的腐蚀研究组，接到的第一件事就是响应党中央的号召——开门搞科研，走出去，与工农兵相结合。上班没有几天，我就去了上海，那时在上海要新建一个上海金山石油化工总厂。杜德英同学曾在那里工作过。油是从大庆运过来，需要建一个码头，全是钢铁的， 防腐蚀是其中的一个内容，我们便和上航三海局、南京水利科学院合作承接了陈山码头的阴极保护工作。

那是1970年刚到海洋所的事。大家都知道，阴极保护有外加电流法和牺牲阳极法两种，当时我国的铝基牺牲阳极还不过关，就用了外加电流法，采用的辅助阳极是高硅铸铁，为此还和李敦琴同学合作过，在她所在的上海工艺制造机械研究所冶炼过这种材料，但一点回扣也没有。

牺牲阳极法是阴极保护的主要方法之一，方法简便，不需管理，当时国内使用的主要是锌阳极，因为锌表面不易形成氧化膜，拿来纯锌就可以直接使用，不用特殊冶炼。而铝就不行，表面有层氧化膜，阻止铝溶解，需要加入某些金属元素才能使铝表面活化溶解，起到牺牲阳极的作用。由于铝的比重远远小于锌，铝又是三价金属，锌是二价的，同样重量的铝、锌金属做阳极，铝释放的电量更大。如果铝牺牲阳极能研制成功的话，要合算得多！

于是我和同事们便开始铝基牺牲阳极的研究，经过了五六年的时间，我们的研制终于成功了。该成果在80年代还得了中国科学院二等奖，这在国内还是第一次。我们是最早开展该项技术研究的，后来兄弟单位也相继开展了该项研究，制定了国家标准，目前这项技术已经遍地开了花，成为防止钢铁在海水中腐蚀的重要方法。铝基牺牲阳极中一般含有铝、锌、铟、铋等元素，各行各业都在使用，80年代就已经制定了国家技术标准。我们作为最早从事此项工作的科研工作者，感到很欣慰。

对于海洋钢构筑物来说，腐蚀的重点在哪？我刚进入海洋腐蚀这一行时，一直认为潮差区腐蚀最严重，并且有理由可以解释。因为潮差区的部分，潮涨潮落，干湿交替，风吹雨打，太阳曝晒，当然腐蚀严重。有时候，我去给大学生讲课，第一个先问学生，一个钢桩打在海里，从腐蚀的角度分为大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区和海底泥土区五个不同区带，哪一部分腐蚀最为严重？大部分学生的回答是：潮差区腐蚀最为严重，并且很自信的讲述腐蚀严重的理由。实际上这种想法是错误的，形成这种概念的另一种根据是错误的实验方法所误导的。例如一个新钢种研究出来以后，要到现场去进行挂片试验，由于实验条件的限制，一般是把100 mm×200 mm的实验试片分别挂在大气区、潮差区、海水全浸区，几年取出来以后确实是潮差区腐蚀最为严重，根据这种实验方法才得出这种结果。

这种实验一个致命的弱点是，试验钢片是分别放置的，相互之间没有电导通的情况，分别挂在了不同区带。我们想一想，有什么钢构筑物是各个区带之间相互绝缘、相互分离的呢？这个问题看来简单，但把它戳透，发现其中的区别，还是需要动一番脑筋的。

为了开展这项研究工作，评价钢材在海洋各个不同区带的腐蚀速率，最好的方法是在外海进行现场挂片。

我还记得在现场试验结束后，要取样，去中山公园旁边的中国科学院冶金所分别检测。那么多试片是非常重的，要搬运这些试片就是一件非常辛苦的事。我先是坐火车到了市区，那时没有出租车，自己更不会有车了，哪像现在这么便利。下了火车后，我把试片分成三部分，先把其中一部分搬到眼睛看得到的地方放下，再来取第二部分、第三部分。这样一共分别移动了5次才到了冶金所门口。后来，我们和原上海钢铁研究所、上海第三钢铁厂合作，利用长7米、宽6公分、厚6毫米的钢片在广西北海、浙江舟山、山东青岛进行了现场实验。其结果是清清楚楚的，浪花飞溅区的腐蚀最为严重。

但我们知道，在大海做试验，哪怕是在海边，也存在风大浪急、容易丢失、计量不准、工作量大等缺点。于是我就想，能否有更简单的实验方法，能够模拟实海试验呢？利用在上海陈山码头做阴极保护的机会，我先在现场做了一年的实验，并且非常高兴地取得了很大的成功。

针对外海实验的各种缺点，我发明了一个“电连接模拟海洋腐蚀试验装置和方法”，在海洋所院内建立了这种模拟实验种装置，它的主要思路是做一个长2米、宽1米、水深1米的水槽。潮差区0.4米，上部为大气区。其中设置了造波板来产生波浪，利用虹吸管来调节潮差区的涨落潮，实践证明，这样一套装置可以再现外海的腐蚀环境。

在这套模拟装置里面，还有另外一个发明。为了解决以上所说的试片之间的绝缘的问题，巧妙地采用了导线把试片之间连接起来，使各个试片之间的电气连接，这样就和实际工程中钢桩的情况一致了啊！惊人的结果出现了，利用这种装置所得出的结果与外海7米长的钢带的结果有着相同的腐蚀倾向，太棒了！该结果在学术会议上一发表，就引来了武汉、上海、鞍山、包头、马鞍山、北科大等十余家国内海洋用钢研究单位来做实验，实验钢种有100多个，取得了上万个实验数据，划出了几百条腐蚀实验曲线。这项成果获得1981年中国科学院科技进步二等奖。说起来，这已是35年前的事情了。

再说潮差区为什么在五个不同区带的腐蚀最轻？比浸在海水中的部分还要轻。为什么呢？这是很值得研究的一个课题。

我们设计了一个实验方法，在上面提到的模拟海洋环境水槽中，在潮差区和全浸区分别设置试片，然后用仪器测量各试片之间的腐蚀电流大小。在50 mm×100 mm不大的试片上就可以测得阴极电流和阳极电流，最大值可达到10 mA。这个结果就可以说明为什么潮差区的腐蚀比全浸区轻，这是因为在海水浸没潮差区时，全浸区的试片成为阳极，潮差区的试片因此受到了阴极保护的结果。这个结果看来简单，可我们花费两年时间，走了许多弯路，改进了不同的试验方法才得到的。

这个试验结果在日本发表后，一位日本教授对我说，就凭这篇论文的研究成果，在日本你就可以取得博士学位了。

开展长尺挂片实验

日本留学三年对我的一生成长也起着非常重要的作用，我是刚改革开放不久就被选中去日本留学的。

早在1982年，我国刚开始对外开放，走出国门选中我，除了学术上的一点成就之外，还有一个小插曲：分配来海洋所之后，相差3~5岁的同事学习的外语几乎全是英语，我在复旦学的是俄语，早已忘光。几年的文化革命在学校也没有学习第二外语的机会，那怎么办呢？外语是科研的必要的工具，再学俄语吧，当时中俄关系也不好还是用不上，学英语吧，我再学几年也赶不上已经英语有很好基础的同事。于是，我下决心学日语。日本文化与中国相近，距离也近，日本是个岛国，四面环海，海洋设施多，腐蚀方面的研究 也比较先进，如果有去日本的机会，我便会有优势了。果然，只上了两年夜校的我很快就有了去日本留学的机会，会一点点日语的我一下就被选中了。出国前又到大连外国语大学培训四个月，便于1985年3月7号踏上了留学之路，一去就是三年。

那时候我的大儿子考高中，小儿子考初中，我都没有过问，任凭他们自己发展。但让我欣慰的是长子侯延琨考上了复旦大学化学系，后得到了奖学金进了日本东京工业大学，获得了博士学位，后又在美国耶鲁大学读博士后，而后又在美国康乃尔大学读MBA，现在在香港瑞士银行工作。次子侯坤也考进了复旦大学法律系，后去澳大利亚悉尼大学留学，取得了硕士学位，孙女Alice今年12岁，在香港读初中，孙子Sage今年10岁，在香港读小学。家里还有一位96岁的老母亲，自从我大学毕业分配到青岛她就一直陪伴着我们全家。我的两个儿子，一天幼儿园也没有去过，全是老母亲照料大的，功不可没啊！她现在身体仍然很好，思路清楚，很遗憾的是一天学也没有上过，大字不识一个，更不要说看报纸、看电视了，就连人民币也只能靠颜色和大小来辨认！但她有福气，两次出了国，一次去了澳大利亚是看她的二孙子侯坤，一次是去日本看望留学的长孙侯延琨；在国内她去的地方也不少，哈尔滨、大连、上海、广州、海南岛、南昌、庐山、桂林等。我6岁时父亲就去世了，母亲一直是我的依靠，这里我也很想对她老人家说一句：您辛苦了！祝您长寿！

我于1985年3月7日去日本留学，1988年6月30日回到祖国。当时导师告诉我，如果再能待半年左右我就可以戴个博士帽回去。但当时国内留学的政策紧，一天也不让延长，海洋所开了两次所长办公会要开除我。后来在国内又工作了几年，1993年我重返日本，三个月就取得了工学博士学位。

自我去了日本，便和日本工业大学、大日本涂料公司、日东电工株式会社等单位建立了良好的合作关系。自去日本留学到现在已经30年了，我去日本交流的次数超过70多次。我们研究室也有70~80人次去过日本。有100人次以上的日本朋友来过青岛进行过交流。2000年，我作为大会主席，在青岛召开了首次国际海洋腐蚀与控制会议。自此，每两年在中国、日本轮流召开。去年第七次会议在南京，第八次会议2016年在日本北海道举行。

2003年我当选中国工程院院士，人们常说成绩的取得是一个新的起点，对我来说的确如此！

据国际通用公式计算，腐蚀损失约占GDP的3%~5%，我国2014年腐蚀造成的经济损失超过20000亿元。已有研究表明，如果采取有效的控制和防护措施，其中25%~40%是可以避免的。腐蚀防护工作做到位，每年可以减少5000~8000亿元的损失。

自1967年毕业于复旦大学化学系以来，我一直与海洋腐蚀防护相伴而行。40多年来，海洋腐蚀防护也从一个冷门专业逐渐被人们重视。在扎根于海洋腐蚀理论研究的基础上，我在海洋腐蚀防护技术推广与应用方面，取得几项成果，在这里列出两项来与同窗们一同交流分享。

五十年同学聚会，后排右三为侯保荣

一项是海洋钢结构浪花飞溅区复合矿脂包复技术。潮起潮落，浪花飞溅，是一道美丽的风景线，但对于海洋工程来说，飞溅的浪花却是“吃金属的老虎”。恶劣的海洋腐蚀环境是海洋开发过程中必须面对的课题，众多海洋设施诸如港口码头、石油平台、海底管线、桥梁、船舶等在海洋环境下遭受严重的腐蚀破坏和生物污损，其腐蚀损失统计数据令人触目惊心。

海洋环境分为不同的腐蚀区带，其中浪花飞溅区的腐蚀最为严重。科学研究表明在浪花飞溅区，钢表面受到海水的周期性润湿，处于干湿交替状态，氧供应充分，盐分不断浓缩；加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严重的腐蚀，约为海水全浸区腐蚀的3～5倍。在浪花飞溅区，钢结构的腐蚀速率达到0.3~0.5毫米/年，严重的孔蚀可达1毫米/年，这个数字是非常可怕的。这个区域是整个结构的“短板”， 一旦发生局部的腐蚀破坏，整个结构的承载力就会大大降低，不但会影响安全生产，严重的甚至可能导致提前报废。

目前国内针对海洋钢铁构筑物所采用的防腐蚀措施，水上部分以防腐涂层为主，水下部分采取防腐涂层和阴极保护技术相结合的防腐方法，但对于腐蚀最严重的浪花飞溅区国内尚未有成熟、经济长效的防护方法。在浪花飞溅区，普通的涂料保护，在海水有力地冲击下容易产生剥落，局部腐蚀十分严重。电化学保护由于不能形成电流回路在这个部位也不能发挥作用。

我从事浪花飞溅区腐蚀防护研究已经有十余年的历史，在“十一五”期间和我的同事一起研发成功了复层矿脂包覆防腐蚀技术，获得了4项国家发明专利。该技术由四层紧密相连的保护层组成，即矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和防蚀保护罩。其中矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带是复层矿脂包覆防腐技术的核心部分，含有高效的缓蚀成分，能够有效地阻止腐蚀性介质对钢结构的侵蚀，并可带水施工。密封缓冲层和防蚀保护罩具有良好的整体性能，不但能够隔绝海水，还能够抵御机械损伤对钢结构的破坏。该技术对海洋钢结构暴露于浪花飞溅区的部位具有广泛的适用性，具有施工简单、绿色环保等效果，防腐寿命大于30年。这项技术还获得2014年度山东省技术发明一等奖，山东省的标准已经颁布，在这本文集和大家见时，也许我们申报的国家标准也能公布实施。

海洋工程设施承担着交通物流、石油开采等重要任务，一旦发生危险不但会造成巨大的经济损失，威胁到人民的生命财产安全，还可能会污染海洋环境，对生态环境造成难以恢复的破坏。单项技术已在国内近二十个单位推广应用，如青岛港液体码头、湛江港、丹东港、舟山中化兴中码头、中海油、浦田LNG码头、胜利油田等。随着我国海洋开发的不断深入，海洋工程的不断建设，发展长效的浪花飞溅区腐蚀防护与修复技术对保护海洋工程的安全运行具有极其重要的经济价值和社会意义。

第二项技术是异型钢结构氧化聚合型包覆防腐技术。螺栓、阀门、法兰、桥梁拉索等异型钢结构，由于形状复杂，缝隙、边缘、棱角较多，表面凹凸不平，易积存水、潮气和盐分等腐蚀性介质。尤其是海上和沿海地区，受盐分和湿度的强烈影响，裸露的螺栓、阀门等异型结构腐蚀发展很快。腐蚀初期，产生的锈液有损美观；如果腐蚀进一步加深，以至连接失效，会使金属结构的强度降低，影响生产安全，甚至会造成严重的事故。

传统的涂装保护方法很难使螺栓、阀门等异型结构的缝隙和边缘部位得到足够的保护。并且涂刷时，涂料很容易出现涂飞、流淌、漏涂等现象。并且很多已经做过涂层处理的部位，如果要重新进行保护，需要将原来的涂层和锈层去除，表面处理复杂，后期维护费用高，维护效果差，是涂料防蚀的短板。

我在多年研究国外同类技术的基础上，研发氧化聚合型包覆防腐技术。该技术由三层配套系统组成，包括防蚀膏、氧化聚合型防蚀带、外防护剂。防蚀膏和氧化聚合型防蚀带上浸渍的化合物具有良好的腐蚀性能以及附着力，能阻隔金属与水分、空气等腐蚀性介质的接触；施工后氧化聚合型防蚀带暴露在空气中的表面会氧化聚合，形成坚韧皮膜，具有良好的耐老化性能；而粘贴在钢结构表面的一侧永远保持非固化状态，从而达到最佳的防腐活性。该材料柔软，易贴合，能够抚平，可粘贴在任何形状上；表面处理简单，可以带锈、带原涂层施工，施工效率高；防腐寿命大于30年。该成果已经授权4项发明专利和山东省标准。

螺栓、阀门、法兰、桥梁拉索等异型钢结构，与桥梁、码头等整体结构相比，其造价可以忽略不计。但是一旦这些不起眼的小部位发生腐蚀问题，却会造成桥梁坍塌，油气泄漏等严重的灾难。因此针对异型钢结构研发氧化聚合型包覆防腐材料，仅需要花很少的代价就能为桥梁、码头这样的大型海洋工程延长寿命；不仅能够解决企业的难题，减少企业维修、检修的次数，节约防腐费用；还能保障油气输运设备的安全运行，减少资源浪费，保护环境，具有非常积极的社会效益和经济效益。这项发明已经在国内十几个单位应用，其中有大连国际会议中心、湛江粮仓和天津LNG码头地脚螺栓等。

这种异形钢结构氧化聚合包覆防腐技术另一个用武之地是桥梁拉索的防腐蚀。我国有几万座桥梁，据交通部的调查，我国桥梁的拉索平均使用11年就要换索，而使用这种技术，至少40年可以免于维修。这种技术已经申请了商标，并有防伪标志。

侯保荣（左三）向山东省科协党组书记、副主席王春秋（右三）和青岛市政协副主席赵铁军（右一）介绍中科院海洋所浪花飞溅区新型包覆防腐技术现场

除了以上介绍的两项成果之外，我和我的研究团队在海洋钢筋混凝土结构的腐蚀修复、海洋工程阴极保护监/检测、杂散电流监测与防治技术、新型复合牺牲阳极技术、海洋生物腐蚀与防污技术等方面也取得多项专利成果。

我从事海洋腐蚀防护40余载，2002年获得国家科学技术进步二等奖，2009年获得山东省科学技术最高奖，2014年获得了山东省技术发明一等奖，2014年我又获得了香港“何梁何利”科技进步奖，2014年10月30日刘延东国务委员在北京国宾馆亲自颁奖。这些成绩不是属于我个人的，它们属于我和我的科研团队，没有他们，靠我一个人的力量会一事无成。

2014年获得香港“何梁何利”科技进步奖

从去年开始美国腐蚀工程师协会组织一项全球腐蚀损失调查。我被邀请为中国区的主席代表国家承担这项工作，作为一项重大咨询项目已经在中国工程院立项。这样，又有了新的事业在等待着我去开拓！

白浪翻滚，潮起潮落，大海将它亘古不变的波涛演绎成永恒。40余载，如白驹过隙，我奔走在中国沿海各地，看到各种海洋腐蚀状况触目惊心，我深深地感到痛心。海洋腐蚀防护工作迫在眉睫，早采取措施，早得益；晚防护，受损失更大；在未发生腐蚀前就采取防护措施最为合理。我们腐蚀防护工作者肩负着伟大而艰巨的使命，任重而道远。

2006年侯保荣院士（前排左4）出席“腐蚀与防护”第5届编委会会议