金屬類裝備防腐最優(yōu)策略怎么定？

金屬類裝備防腐最優(yōu)策略怎么定？

目前，我國金屬類的防腐蝕迫在眉睫，各種被腐蝕的金屬或含金屬制品時時刻刻制造著巨大損失。真金不怕火煉，但真金也怕腐蝕！近日，“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目發(fā)布階段性研究成果顯示，在2014年，我國的腐蝕總成本約占當年GDP的3.34%，總額超過21000億元，相當于每個中國人承擔1555多元的腐蝕成本。

該項目顧問徐匡迪院士指出，“我國的法律制度導致建筑和工業(yè)裝備領(lǐng)域存在建成后不注重后期維護、維修的問題。購買新設備和技術(shù)改造的經(jīng)費容易申請，但相應的維護費用卻很難落實”。在他看來，這些矛盾的產(chǎn)生與我國長期以來對腐蝕問題不夠重視有很大關(guān)系。“怎么計算腐蝕成本、如何降低腐蝕成本”應該成為人們關(guān)注的重點。

腐蝕成本怎么算

腐蝕具有普遍性、隱蔽性、漸進性和突發(fā)性，給人類造成巨大損失，不僅消耗資源、污染環(huán)境，而且可能造成工業(yè)事故，危及人類健康和安全。據(jù)了解，全世界每90秒就有1噸鋼鐵腐蝕成鐵銹。2013年11月22日，青島黃島區(qū)中石化輸油管道發(fā)生爆炸事故，直接經(jīng)濟損失7.5億元，事故直接原因就是“輸油管道與排水暗渠交匯處管道腐蝕減薄、管道破裂”所致。

“腐蝕成本”除了腐蝕帶來的設備損耗、生產(chǎn)事故、產(chǎn)品質(zhì)量問題等損失外，還包括腐蝕帶來的附加投入及人員成本等。

“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目總負責人侯保榮院士告訴記者，目前世界公認的傳統(tǒng)方法有三種：

1.Uhlig法。從生產(chǎn)、制造方面單純地累加直接防蝕費用進行評估。算出各類防腐蝕措施，包括涂層與涂裝、鍍層與轉(zhuǎn)化膜表面處理、耐蝕材料、防銹油、緩蝕劑、電化學保護、腐蝕研究、腐蝕檢測等所需費用，再進行加總。

2.Hoar法。按照各使用領(lǐng)域的腐蝕損失和防蝕費用的總和進行推算。由于使用領(lǐng)域多，使用地點分散，調(diào)查相當困難，本項目采用調(diào)查問卷的方法，并進行針對性的訪問，在得到可靠數(shù)據(jù)后進行推算。

3.Battelle法。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)關(guān)聯(lián)表，用投入/產(chǎn)出矩陣方法進行統(tǒng)計，把世界分為世界I，即現(xiàn)實有腐蝕的世界；世界II，即不存在腐蝕的世界；世界III，即腐蝕被理想控制的世界。同時，定義世界II-世界I=腐蝕損失，世界III-世界I=可避免的腐蝕損失。

侯保榮說，“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”項目重點圍繞基礎(chǔ)設施、交通運輸、能源、水環(huán)境、生產(chǎn)制造及公共事業(yè)五大領(lǐng)域進行調(diào)研，涉及公路橋梁、港口碼頭、水利工程、海洋平臺、化工、冶金、采礦等30個行業(yè)。

項目組著眼我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和發(fā)展特點，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學、經(jīng)濟學的理論和方法，引入了熵值系數(shù)法，評估不同行業(yè)或企業(yè)之間，哪個的腐蝕經(jīng)濟損失最重。因為確定腐蝕影響因素時，用精確數(shù)學的方法難以數(shù)字化、量化，還引入了灰色理論和模糊數(shù)學綜合評估法，考慮評估當中的外延不明確對象。

項目調(diào)查綜合采用以上的方法，通過發(fā)放問卷、實地調(diào)研、專家咨詢、電話訪談、學術(shù)討論、查閱文獻、國外考察等，獲得了大量可靠數(shù)據(jù)。例如問卷調(diào)查法中，問卷的設計也根據(jù)不同行業(yè)做了相應的調(diào)整。問卷分專業(yè)版和大眾版，前者發(fā)放對象是相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域的工程師、設計師等，用以統(tǒng)計不同行業(yè)的腐蝕損失，了解不同領(lǐng)域的防腐蝕現(xiàn)狀；后者發(fā)放對象為對腐蝕科學沒有相關(guān)專業(yè)知識的普通民眾，用以了解民眾在日常生活中是否有足夠的腐蝕防護意識。

據(jù)悉，該項目目前已經(jīng)完成腐蝕成本計算，下一步將具體針對各個行業(yè)提出防腐蝕控制策略和措施。

最優(yōu)策略怎么定

腐蝕是世界各國共同面臨的問題，不能完全解決，那么我們應該如何應對？

侯保榮院士表示：項目的目的是要摸清情況，哪些地方腐蝕輕，哪些地方腐蝕重，哪些地方可以采取但沒采取防腐措施，哪些地方還有新的防腐方法需要去研究，提出防腐控制策略。他認為，在我國，腐蝕的危害雖然巨大，但如果采用有效的腐蝕防護措施，25%-40%的腐蝕損失可以避免。

“一個中國人一年要負擔1555元的腐蝕成本，這個數(shù)字很大，一個人減少到1500元就行。2014年腐蝕成本占當年GDP的3.34%，2015年肯定更高，因為GDP增加了，增加的GDP也要再乘以3.34%。不可能今年3.34%，明年3.2%，這個數(shù)字起碼得管5～10年。我們的目的是降到3.24%，這樣腐蝕損失減少了，但是腐蝕成本絕對值還要增加。這是很難的事，不可能全部解決問題。比如你用不銹鋼，材料本身就增加了成本?！焙畋s院士說。

2015年，我國GDP是10.42萬億美元，如果減少0.01%的損失，就節(jié)省了10.4億美元，減少0.1%的損失，就是104億美元。防腐蝕投入和腐蝕損失是此消彼長的關(guān)系，腐蝕調(diào)查和控制策略研究本身也需要投入，采取防腐蝕措施也會增加防腐蝕投入，但只要帶來的腐蝕損失減少大于防腐蝕投入，這件事就值得投入。

中國工程院院士王景全認為：“新材料防腐性能更好，但高性能材料大量使用又帶來經(jīng)濟性問題。這是一個系統(tǒng)問題，要合理、科學地使用防腐技術(shù)，將不同防腐蝕方法融會貫通，合理利用，針對不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、不同環(huán)境，采取科學的腐蝕控制策略”。

目前，我國對防腐蝕控制方法的應用還不夠，如果在可防腐蝕的領(lǐng)域多利用經(jīng)濟、可行的防腐蝕方法，也可以有效降低腐蝕成本。例如，熱浸鍍鋅鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)耐腐蝕鋼筋的一種，在發(fā)達國家已經(jīng)得到廣泛應用，在我國工程應用的有關(guān)試驗研究則相對較少。

徐匡迪院士也希望此重大咨詢項目不僅局限于技術(shù)咨詢層面，還要為政策性咨詢起好服務作用，最終使項目研究成果能夠在國家立法、財政規(guī)定上有所體現(xiàn)，讓我國的裝備、裝置能夠長壽化。

未來方向哪里尋

耐蝕材料、電防蝕、防銹油、表面處理、緩蝕劑、涂料涂裝……腐蝕不可避免地發(fā)生在生活的每一個角落，防腐蝕技術(shù)也在不斷發(fā)展。在海洋腐蝕中，侯保榮院士認為，危害重大的是海洋鋼結(jié)構(gòu)工程在浪花飛濺區(qū)的腐蝕，目前無法完全根除，但可以采取有效措施控制。除了正確設計金屬構(gòu)件、合理選材外，通常還有以下幾種：一是采用厚漿型重防腐涂料，二是對重點部件和部位采用耐腐蝕材料包覆，三是設計構(gòu)件時考慮到足夠的腐蝕裕量，四是根據(jù)電化學腐蝕原理，犧牲陽極保護陰極材料。

侯保榮院士在研究成果報告中說，腐蝕是安全問題、經(jīng)濟問題、生態(tài)文明問題、國計民生問題、節(jié)約資源問題。為此，項目組撰寫了“關(guān)于將我國基礎(chǔ)設施及重大裝備腐蝕防護安全納入國家戰(zhàn)略”的院士建議，包括將腐蝕防護安全納入國家戰(zhàn)略；盡快啟動人大常委會腐蝕防護立法；設立全國腐蝕防護安全日。

王景全院士認為，認識到腐蝕的危害性和腐蝕控制的必要性后，重視腐蝕控制要靠科技進步，靠創(chuàng)新，靠轉(zhuǎn)型。以后不能再搞大規(guī)模的、粗放型的工程建設，需往精細化方向發(fā)展，要讓工程建設的質(zhì)量更好、耐久性更高，須有一系列控制腐蝕方面的科技作支撐，需要知道怎樣發(fā)展新材料，怎樣科學利用材料。

在這方面，我們還可以借鑒國外的先進經(jīng)驗和做法。

項目組赴澳大利亞開展腐蝕調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建于1932年的悉尼海港大橋，經(jīng)過80多年的風吹日曬還光彩如新，得益于從設計之初就開始實施的集選材、耐蝕結(jié)構(gòu)設計、表面防腐體系設計、使用維護等全過程的腐蝕控制計劃。在設計之初就配套建設了后期維修的輔助架構(gòu)，使用過程中也進行了橋梁腐蝕狀態(tài)記錄，為大橋的腐蝕監(jiān)測、維護維修、防護技術(shù)更新提供足夠依據(jù)。

這種全過程、系統(tǒng)化的腐蝕控制策略和預防措施，是我國防腐蝕產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。在此項目中，腐蝕成本調(diào)查僅占20%，更重要的80%工作是提出防腐蝕控制策略和措施。這些方法不僅可以為企業(yè)提供解決方案，節(jié)省損失，還可以為政府提供防腐蝕相關(guān)的立法建議。

防腐領(lǐng)域前景廣闊，將來會出現(xiàn)更多新技術(shù)，涌現(xiàn)更多高端人才，我們應該重視這個領(lǐng)域，從防腐蝕理論、技術(shù)、材料、結(jié)構(gòu)上開展研究，并創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)，為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型及產(chǎn)品和工程的耐久性提升作出貢獻。

（本文由順益體系（集團）提供）