海南某基地材料腐蚀调研及防护技术研讨交流

　　2014年7月18日，“威马逊”超强级台风登陆海南，气象部门发布台风红色预警，台风最大风力达17级，强烈的狂风暴雨携卷着海水无情地肆虐着海南某基地的临海设施，该基地迎来了开建以来最严峻的一次大考验。与此同时，“973”计划“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”（简称海洋腐蚀“973”）项目顾问专家、宁波材料研究所薛群基院士和“973”项目首席科学家、国家材料环境腐蚀平台主任李晓刚教授率领的专家团队奔赴海南，开展了针对该基地的腐蚀现场调查指导和防护技术研讨交流活动。参加本次学术活动的专家主要由国家材料环境腐蚀平台牵头单位北京科技大学及参建单位、以及中科院宁波材料所、武汉材料保护研究所、中船重工725所、复旦大学等单位的专家20余人组成。

 

　　地处海南某基地的相关设施距离海面仅数百米，是典型的高温、高湿、高盐雾严酷海洋大气环境，且经常受到台风等自然灾害的侵袭，环境十分恶劣。由于我国还没有在沿海建立相关基地的经验，同时，也缺乏相关用材环境适应性方面的数据，因此，设施及材料腐蚀问题及相关的防护技术的研究十分重要。本次以海洋腐蚀“973”团队专家和材料腐蚀平台专家组成的联合专家团队，针对目前该地区材料使用出现的一些腐蚀问题，第一时间奔赴现场进行调查研究并提供科学的防护解决措施。

 

　　7月18日上午台风来袭之际，专家团队直奔现场，开展了细致全面的现场调查和取样分析。以薛院士和李晓刚教授为首的专家组针对相关的主体结构设施及核心构件材料的服役情况进行了逐一的检查和分析，通过与现场工作人员的交流，专家代表们展开了热烈的讨论和分析。李晓刚教授向薛院士等专家汇报了前几次现场调查的结果，并结合实际情况分析了现场总体的状况。通过现场调查，专家们一致认为，该地区的环境十分严酷，必须开展有针对性的环境试验评价及设计选材研究。
 

薛院士等专家一行在现场调研

 

　　通过现场腐蚀调查，专家组基本上了解了现场环境特征及材料腐蚀状况。在随后举行的研讨交流会议上，“973”项目首席科学家李晓刚教授一一介绍了本次专家组成员的专业特长，并表示本次组团现场服务任务的目的明确，有针对性的组织了相关领域优势单位的专家，力求为海南严酷海洋环境下材料腐蚀问题提供有力的支撑。李教授详细向与会专家介绍了国家材料环境腐蚀平台几十年来在我国几大海域开展的环境腐蚀试验及数据积累的相关成果，通过分析青岛、舟山、厦门、万宁、琼海、以及西沙等大气腐蚀试验站多年的试验数据，阐明了我国不同海域的温度、湿度、润湿时间、污染物和氯离子等环境因素的数值特征，并结合腐蚀试验站挂样结果，完成了对我国不同海域最详细全面的大气环境腐蚀性严酷度分级研究。结果表明，南海区域氯离子沉降和润湿时间是主要影响因素，尤其是氯离子影响最大，该地区金属材料腐蚀产物结构疏松，无法形成有效性保护膜层，腐蚀动力学过程成准线性规律。分析认为，该地区是典型的高温、高湿、高盐雾严酷海洋大气环境，且由于该基地距离海岸线较近，腐蚀环境十分苛刻。
 

学术交流会现场
 

　　针对海南地区严酷海洋大气环境下材料的防护问题，宁波材料所乌学东研究员代表海洋腐蚀“973”项目牵头单位研究团队，详细介绍了目前在海洋工程领域主要的防腐蚀先进技术，并重点介绍了该团队在新型高固体组分环氧涂层、新型特殊功能颜填料、以及带锈涂料、仿生涂料等方面的研究进展，并表示这些新型的防护涂层技术将在海洋工程防护领域发挥重要的作用。他还就该地区相关设施所面临的防腐蚀问题，提出了相关的建议和解决措施。

 

　　通过调研发现，现场设施使用了大量的紧固件，针对这些紧固件在该地区的安全使用问题，北京科技大学的乔利杰教授结合其团队多年来在应力腐蚀研究方面的研究成果，详细分析了通常紧固件腐蚀的种类和原因，并结合研究经验提出，紧固件处在严酷海洋大气环境，在紧固力加风载的共同作用下，会有疲劳断裂的风险存在。另外，不锈钢作为优良的耐蚀材料，在海洋工程中大量使用，但不锈钢材料在严酷海洋环境下容易发生局部腐蚀。复旦大学的李劲教授是本次专家团队中无可争议的不锈钢局部腐蚀研究专家，他结合现场调研情况，分析了通常不锈钢材料发生点蚀的成因，并解释了焊接区域腐蚀的贫铬机制，并就现有结构件不锈钢材料的后期维护，以及将来选材的依据以及原则进行了详细的分析。他提出，综合考虑安全性和使用成本，应根据腐蚀性环境的严酷性，参考临界点蚀温度，遵循中庸之道，选择合适的不锈钢材料，他还指出，国家重点工程应保证选材宁高勿低，确保安全运行，万无一失，并提出了具体的用材选材原则。
 

部分参会代表合影

 

　　涂层防护是海洋工程中最主要的防腐蚀手段，绝大部分的钢结构及储罐、钢制构件等都会采用防腐蚀涂料。但由于环境的严酷性和施工难度等问题，海南严酷海洋大气环境对涂料体系的选择带来了巨大的挑战。来自武汉材料保护研究所、中船重工725所以及国内外其他涂料厂商的专家对涂装体系和工艺进行了现场会诊，并结合现场所处环境特征及被涂装体系的实际情况，提出了相关的涂层防护建议，为钢结构防护体系的维护及工艺选择提供了参考依据。

 

　　薛群基院士最后总结指出，尽管知道该基地地处我国南海海洋环境，但通过现场的实际体验，尤其是台风来袭后所造成的严重破坏，深切感受到所处环境的恶劣程度。尽管我国在装备的安全可靠性方面，有非常系统的体系，有很多工作的经验，但对南海严酷海洋特殊环境，的确还有很多需要迫切解决的问题。并提出了如下几点重要建议：1）为实现我国重大海洋工程建设和国防建设重大设施向最高水平发展，材料的腐蚀防护技术和选材要引起重视，提高防护技术，加快材料升级换代；2）已经用上的材料如何进行防护和维修，对装备的安全运行意义重大，其中，涂料防护技术很重要，国防科技领域就应该使用一流的涂料技术。要严格按照相关的标准来选择涂料，并加强研发新的涂料体系；3）尽管我国材料环境腐蚀平台在材料自然环境腐蚀方面已经开展了大量的试验研究，并积累了不少数据，但针对该地区，尤其是一些新材料的腐蚀数据积累还没有开展，有关这个环境下相关的材料腐蚀和防护技术数据需要加强研究积累，建立完善的海洋工程材料腐蚀数据库；4）我们的国防实验室要加强针对严酷海洋环境下材料的环境适应性基础研究，联合相关的民口单位，一起承担国家重大科技计划和国防口的重大基础研究课题，夯实在特殊环境下的材料选材和服役安全等重大问题研究基础。

责任编辑：郭静

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