國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)共享服務(wù)實(shí)踐探析

李曉剛

(北京科技大學(xué),北京 100083)

0 引言

裝備及材料服役過(guò)程的失效主要有3種形式：腐蝕(老化)、斷裂、磨損,尤其以腐蝕為代表的環(huán)境失效破壞非常廣泛[1],甚至?xí)斐蓢?yán)重的安全事故和環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì),因材料腐蝕造成的損失,發(fā)達(dá)國(guó)家占其GDP的3%～5%,我國(guó)占GDP的3.34%,達(dá)2.13萬(wàn)億元[2]。材料服役行為研究貫穿于材料全生命周期活動(dòng)過(guò)程中。不論是傳統(tǒng)材料的技術(shù)提升,還是新材料的研制,都必須以服役性能為標(biāo)準(zhǔn),這是決定國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、重大工程建設(shè)和國(guó)防建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵,已引起國(guó)內(nèi)外政府的高度重視。

美國(guó)建立了全球最大的自然環(huán)境試驗(yàn)基準(zhǔn)站,來(lái)自世界各地的試驗(yàn)樣品超過(guò)100萬(wàn)件,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)十分完善,主導(dǎo)建立了全球材料自然環(huán)境試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),共有來(lái)自世界各地的20余個(gè)試驗(yàn)站形成了全球化的觀測(cè)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),支撐美國(guó)裝備的全球化應(yīng)用。在瑞典腐蝕研究所的主導(dǎo)下,28個(gè)國(guó)家參與建立了歐洲自然環(huán)境試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)試驗(yàn),支撐了歐洲相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定,為生產(chǎn)制造業(yè)通行全球提供了有力的技術(shù)支撐與保障[3-4]。日本在其本土以及東南亞和非洲等地長(zhǎng)期開(kāi)展了系統(tǒng)的材料環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)及數(shù)據(jù)積累,野外試驗(yàn)特別重視環(huán)境和腐蝕數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為高速鐵路、海洋工程建設(shè)及裝備輸出提供服務(wù)。

我國(guó)疆域遼闊,自然環(huán)境復(fù)雜,南北分布在7個(gè)氣候帶上,有農(nóng)村、城市、工業(yè)、海洋、高原、沙漠、熱帶雨林7種典型大氣環(huán)境,黃河、長(zhǎng)江、珠江、松花江和淮河五大水系,渤海、黃海、東海和南海4個(gè)海域和西部鹽湖水以及40多種土壤類型。因此,材料及裝備的環(huán)境服役行為十分復(fù)雜,環(huán)境試驗(yàn)性研究往往具有多樣性、跨區(qū)域和不可引進(jìn)的特征。只有通過(guò)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)積累和試驗(yàn)研究,才能掌握我國(guó)自然環(huán)境條件下材料的腐蝕數(shù)據(jù)和規(guī)律[5-6]。上世紀(jì)50年代末,“全國(guó)大氣、海水、土壤腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)”建立,開(kāi)始了材料自然環(huán)境腐蝕試驗(yàn)工作。此后,以國(guó)家材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)牽頭,長(zhǎng)期開(kāi)展典型環(huán)境下材料腐蝕試驗(yàn)與數(shù)據(jù)積累工作。2005年科技部大力支持國(guó)家材料腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)作為國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)的建設(shè)項(xiàng)目,經(jīng)過(guò)3年的建設(shè),于2009年“國(guó)家材料自然環(huán)境腐蝕實(shí)驗(yàn)臺(tái)網(wǎng)建設(shè)”項(xiàng)目通過(guò)了科技部的驗(yàn)收,順利進(jìn)入邊共享、邊建設(shè)的新階段,持續(xù)開(kāi)展了科技資源整合與共享服務(wù)工作,并正式命名為“國(guó)家材料環(huán)境腐蝕野外科學(xué)觀測(cè)研究平臺(tái)”(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)”),成為我國(guó)自然環(huán)境中材料(制品)腐蝕數(shù)據(jù)長(zhǎng)期積累和實(shí)施基礎(chǔ)性試驗(yàn)研究的基地。2011年被科技部和財(cái)政部認(rèn)定為國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)?！笆濉焙汀笆濉逼陂g,按照“整合、共享、服務(wù)、創(chuàng)新”的建設(shè)方針,開(kāi)放共享平臺(tái)的資源,持續(xù)為社會(huì)各界提供科技支撐服務(wù)[7-9],取得了顯著的成效。本文將重點(diǎn)介紹該平臺(tái)的實(shí)踐及其取得的成效,并分析其存在的問(wèn)題,提出今后發(fā)展的建議。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 野外試驗(yàn)站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

參照國(guó)外同類平臺(tái)的建設(shè)水平,根據(jù)我國(guó)的基礎(chǔ)條件和規(guī)劃,遴選、整合建成了32個(gè)國(guó)家級(jí)野外試驗(yàn)站(圖1),其中大氣環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站16個(gè),水環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站7個(gè),土壤環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站9個(gè),基本涵蓋了我國(guó)典型的大氣、水和土壤環(huán)境特征。各野外試驗(yàn)站共建成戶外試驗(yàn)場(chǎng)地設(shè)施約34萬(wàn)平方米,1600多臺(tái)套的試驗(yàn)設(shè)施及儀器設(shè)備,整合了國(guó)內(nèi)90%以上的優(yōu)質(zhì)野外試驗(yàn)條件資源。目前,建立了試驗(yàn)觀測(cè)研究的標(biāo)準(zhǔn)化框架體系和系列化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程,各站現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)施及儀器設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方面都得到了顯著提升,可開(kāi)展大氣、海水、土壤等自然環(huán)境的長(zhǎng)期野外試驗(yàn)及數(shù)據(jù)積累,可進(jìn)行包括各種材料試樣、構(gòu)件、整機(jī)、整車、裝備等環(huán)境腐蝕試驗(yàn),基本上可以滿足我國(guó)材料和裝備在典型自然環(huán)境的腐蝕評(píng)價(jià)需求。

1.2 數(shù)據(jù)共享服務(wù)

國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)持續(xù)開(kāi)展了黑色金屬、有色金屬、建筑材料、涂鍍層材料及高分子材料等5大類,600余種材料,最長(zhǎng)達(dá)35年的野外試驗(yàn)數(shù)據(jù)和連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù),總數(shù)據(jù)量超過(guò)1800萬(wàn)條,已成為我國(guó)乃至世界上最大的腐蝕數(shù)據(jù)資源擁有者。為充分提高資源利用效率,實(shí)現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)資源的廣泛共享,建成了我國(guó)數(shù)據(jù)量最大、內(nèi)容最豐富的材料腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)共享平臺(tái)“中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)”(www.ecorr.org)。該平臺(tái)整合了國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)50余年積累的材料腐蝕數(shù)據(jù)及優(yōu)勢(shì)試驗(yàn)條件,匯聚了腐蝕知識(shí)、防護(hù)技術(shù)等方面大量的科技資源,建成了包括試驗(yàn)站基本信息數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境數(shù)據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)、材料檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、材料腐蝕數(shù)據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)、腐蝕圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)等五大類43種類型數(shù)據(jù)表的自然環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)和13個(gè)專題腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)。平臺(tái)數(shù)據(jù)信息共享網(wǎng)站加入了“國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)門(mén)戶”,持續(xù)為門(mén)戶網(wǎng)站提供超過(guò)2.2萬(wàn)條核心元數(shù)據(jù)。目前,用戶可以通過(guò)國(guó)家材料腐蝕數(shù)據(jù)共享系統(tǒng),方便查詢、瀏覽、下載使用其中的數(shù)據(jù)資源。該網(wǎng)站從2005年上線以來(lái),一直是材料腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域最重要的專業(yè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)門(mén)戶,尤其從2013年7月改版(V 2.0)后,訪問(wèn)量逐漸提升,目前年訪問(wèn)量已經(jīng)突破50萬(wàn)人次?；谄脚_(tái)在腐蝕數(shù)據(jù)信息資源整合與共享研究工作的基礎(chǔ)上,出版了國(guó)內(nèi)外首部《材料腐蝕信息學(xué)》專著[10],并以“share corrosion data ”為主題在《nature》期刊發(fā)表了評(píng)述性研究論文,系統(tǒng)提出了“腐蝕大數(shù)據(jù)”概念及其理論框架與技術(shù)模式[11],產(chǎn)生了國(guó)際性的示范作用和重要的影響力。

圖1 國(guó)家材料環(huán)境腐蝕野外試驗(yàn)站網(wǎng)絡(luò)分布

2 取得成效

2.1 為重大工程等建設(shè)運(yùn)行提供了技術(shù)和安全保障

國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)通過(guò)長(zhǎng)期系統(tǒng)的材料土壤環(huán)境腐蝕試驗(yàn)與數(shù)據(jù)積累,為“三峽工程”“西氣東輸”“南水北調(diào)”等國(guó)家重大工程建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)提供重要支撐。以“三峽工程”為例,上世紀(jì)50年代末期基于腐蝕站網(wǎng),在三斗坪地區(qū)開(kāi)展鋼板、鋼管、混凝土等典型材料長(zhǎng)達(dá)33年的土壤腐蝕試驗(yàn),以及在姊歸、八河口、宣昌等大氣站和長(zhǎng)江水試驗(yàn)站長(zhǎng)達(dá)6年的腐蝕暴露試驗(yàn),系統(tǒng)獲得了三峽地區(qū)材料大氣、水及土壤環(huán)境下的大量腐蝕數(shù)據(jù)及規(guī)律。這些數(shù)據(jù)在三峽工程建設(shè)及后期運(yùn)行維護(hù)工程中發(fā)揮了不可替代的作用。材料大氣環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)還在“天宮一號(hào)”“天宮二號(hào)”“高速鐵路”“國(guó)家電網(wǎng)”等領(lǐng)域關(guān)鍵材料選材及壽命評(píng)價(jià)作出了重大貢獻(xiàn),產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,相關(guān)研究成果分別獲得了2009年度和2016年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

2.2 促進(jìn)了材料腐蝕基礎(chǔ)研究及學(xué)科發(fā)展

國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)承擔(dān)了大量的涉及材料及裝備自然環(huán)境腐蝕研究相關(guān)課題的野外試驗(yàn)及數(shù)據(jù)獲取任務(wù),持續(xù)為國(guó)家重大專項(xiàng)、科技計(jì)劃項(xiàng)目和省部級(jí)及其他項(xiàng)目提供了包括腐蝕現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、腐蝕模擬試驗(yàn)、腐蝕掛片、腐蝕數(shù)據(jù)等科技支撐。野外站多次組織大規(guī)模的真實(shí)環(huán)境下材料全周期的腐蝕規(guī)律研究,為解決復(fù)雜環(huán)境、復(fù)合載荷下材料腐蝕壽命預(yù)測(cè)、高性能耐蝕結(jié)構(gòu)材料集成計(jì)算與基因工程等重大科學(xué)問(wèn)題奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

平臺(tái)建設(shè)、試驗(yàn)資源、數(shù)據(jù)共享等方面不斷開(kāi)拓創(chuàng)新,對(duì)材料腐蝕研究提供了全面的支撐。2015年,我國(guó)的腐蝕學(xué)科論文數(shù)已經(jīng)超過(guò)美國(guó),位列第一。腐蝕科學(xué)研究的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。特別是,經(jīng)過(guò)近20年的快速發(fā)展,國(guó)家材料環(huán)境腐蝕站網(wǎng)已成為促進(jìn)我國(guó)乃至世界材料腐蝕與防護(hù)學(xué)科發(fā)展的重要推動(dòng)力。2011—2015年,國(guó)家材料環(huán)境腐蝕站網(wǎng)單位共發(fā)表腐蝕領(lǐng)域SCI論文1207篇,占全國(guó)總發(fā)文數(shù)的17.5%,占全球總發(fā)文數(shù)的3.8%,位列全球第一。近5年來(lái),培養(yǎng)博士100多名,碩士500多名。這些青年科技人員已經(jīng)成為腐蝕學(xué)科重要的后備力量。

2.3 推動(dòng)了一系列跨區(qū)域科技問(wèn)題的解決

國(guó)家材料環(huán)境腐蝕站網(wǎng)在跨區(qū)域多點(diǎn)系統(tǒng)野外觀測(cè)試驗(yàn)方面開(kāi)展了大量的研究工作,全面系統(tǒng)理清了典型環(huán)境腐蝕性分級(jí)分類及常用材料在我國(guó)典型區(qū)域的腐蝕規(guī)律和機(jī)理。西氣東輸、西電東送、青藏鐵路以及南水北調(diào)等超大型工程都具有跨區(qū)域和環(huán)境多樣性的特征,必須加強(qiáng)研究在工程沿線跨區(qū)域環(huán)境中材料的腐蝕行為和機(jī)理,為合理選用材料和加強(qiáng)防護(hù)提供可靠依據(jù)。比如,為了配合“西氣東輸”工程建設(shè),國(guó)家材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)在“西氣東輸”管線沿線土壤腐蝕試驗(yàn)站(點(diǎn))系統(tǒng)開(kāi)展了管線鋼跨區(qū)域多樣性土壤環(huán)境腐蝕試驗(yàn),所積累的土壤腐蝕數(shù)據(jù)在工程管道選材、安全評(píng)估及壽命預(yù)測(cè)等方面提供了重要支撐。

我國(guó)海域遼闊,各大海域環(huán)境特征各異,每年因海洋腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1.5萬(wàn)億元。國(guó)家材料環(huán)境腐蝕臺(tái)站充分考慮四大海域的環(huán)境特征,整合建成了以青島海水站、舟山海水站等8個(gè)試驗(yàn)站組成的海洋環(huán)境野外試驗(yàn)平臺(tái)體系,通過(guò)四大海域的長(zhǎng)周期、大規(guī)模、大范圍聯(lián)合觀測(cè)試驗(yàn)研究,系統(tǒng)闡明了海洋環(huán)境腐蝕規(guī)律及其主要影響因素,研究確定了新時(shí)期典型海域大氣腐蝕等級(jí),對(duì)海洋微生物腐蝕規(guī)律及主要影響因素有了新的認(rèn)識(shí),為未來(lái)金屬材料防護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供了新的思路。長(zhǎng)期聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)研究成果為發(fā)展新型腐蝕防護(hù)技術(shù)提供了科學(xué)基礎(chǔ),有助于實(shí)現(xiàn)提高海洋工程材料及裝備設(shè)施的安全性和壽命,相關(guān)研究成果在海洋工程、石油開(kāi)采、航空航天等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

2.4 對(duì)提升國(guó)際影響力和促進(jìn)科技外交作出貢獻(xiàn)

國(guó)家材料環(huán)境腐蝕站網(wǎng)參與單位不但負(fù)責(zé)制修訂了上百項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),還積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂,是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)TC 156的成員,為推動(dòng)我國(guó)材料腐蝕領(lǐng)域在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系中發(fā)揮作用奠定了基礎(chǔ)。

因材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)積累的貢獻(xiàn),國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)于2015年獲得美國(guó)國(guó)際腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE INTERNATIONAL)頒發(fā)的杰出機(jī)構(gòu)獎(jiǎng),這是表彰世界腐蝕研究團(tuán)隊(duì)的最高國(guó)際大獎(jiǎng)。2016年,該平臺(tái)負(fù)責(zé)人李曉剛教授又獲得了美國(guó)國(guó)際腐蝕工程師協(xié)會(huì)頒發(fā)的杰出技術(shù)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。2016年,Nature出版集團(tuán)與北京科技大學(xué)國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)和中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)共同主辦的Nature子刊《npj Materials Degradation》正式創(chuàng)刊,這也是由我國(guó)創(chuàng)立的世界上第一本全面關(guān)注材料腐蝕、老化、降解失效等方面的專業(yè)性期刊。該平臺(tái)負(fù)責(zé)人李曉剛教授擔(dān)任期刊副主編。2018年,該平臺(tái)研究骨干張達(dá)威教授受國(guó)際刊物、腐蝕領(lǐng)域唯一的一區(qū)TOP期刊《corrosion science》雜志社邀請(qǐng),擔(dān)任該刊物的副主編,這是該期刊創(chuàng)刊57年來(lái)第一次由華人學(xué)者擔(dān)任期刊副主編職務(wù)。

國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)負(fù)責(zé)完成的“中國(guó)材料腐蝕現(xiàn)狀及材料腐蝕對(duì)自然環(huán)境污染情況調(diào)查”,積極參與了美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)主導(dǎo)全球腐蝕成本調(diào)研大型公益項(xiàng)目,對(duì)全面了解全球腐蝕成本提供了重要依據(jù)。

“中馬友誼大橋”作為“一帶一路”海上絲綢之路的牛鼻子工程,是2014年習(xí)近平主席對(duì)馬爾代夫進(jìn)行國(guó)事訪問(wèn)期間商定援建的大型基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目。由于我國(guó)尚無(wú)在如此嚴(yán)酷的環(huán)境下開(kāi)展橋梁建設(shè)防腐蝕設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累,國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)基于現(xiàn)場(chǎng)腐蝕試驗(yàn)和多傳感物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)所采集的腐蝕大數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估勘察,排查解決了混凝土封裝前防腐蝕施工中的安全隱患,為確保大橋的長(zhǎng)期安全服役提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。

2.5 為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了支撐

近3年來(lái),國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)為我國(guó)大型央企和知名民企等170余家國(guó)家創(chuàng)新型企業(yè)提供了包括野外試驗(yàn)、腐蝕數(shù)據(jù)及技術(shù)研發(fā)等方面的服務(wù),為企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新提供了重要的科技支撐。例如,基于材料腐蝕網(wǎng)站在碳鋼、不銹鋼等金屬材料方面積累的大量腐蝕數(shù)據(jù)和長(zhǎng)期的野外試驗(yàn)研究,為國(guó)內(nèi)外大型鋼鐵企業(yè)在新鋼種開(kāi)發(fā)和改善產(chǎn)品質(zhì)量等方面提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

基于國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)長(zhǎng)達(dá)16年海洋環(huán)境長(zhǎng)期腐蝕試驗(yàn),摸清了合金元素種類和含量對(duì)低合金鋼腐蝕行為的宏觀影響規(guī)律和微觀電化學(xué)機(jī)制,并在此基礎(chǔ)上形成了夾雜物控制、板型控制及耐蝕性能評(píng)價(jià)等關(guān)鍵生產(chǎn)工藝控制技術(shù),發(fā)明了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列新型海洋工程用鋼,解決了嚴(yán)酷海洋環(huán)境中海洋工程用鋼焊接組織腐蝕的難題。相關(guān)成果通過(guò)鋼廠轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的新型系列耐腐蝕結(jié)構(gòu)鋼廣泛應(yīng)用在瓊州海峽跨海大橋、濱海建筑等國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目工程中,部分品種還成功出口到海外,從而打破了國(guó)外鋼廠的壟斷,產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

廣州、瓊海等濕熱環(huán)境大氣腐蝕試驗(yàn)站、吐魯番干熱大氣環(huán)境老化試驗(yàn)站等材料腐蝕野外試驗(yàn)站網(wǎng)長(zhǎng)期承擔(dān)汽車廠商的戶外暴露觀測(cè)試驗(yàn),聯(lián)合為國(guó)內(nèi)外汽車企業(yè)開(kāi)展了整車暴曬、場(chǎng)地動(dòng)態(tài)試驗(yàn)以及市內(nèi)加速模擬腐蝕試驗(yàn)等方面的服務(wù),為提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量、確保車輛安全使用提供了科學(xué)依據(jù)。持續(xù)為多家大型家電企業(yè)獲得節(jié)能認(rèn)證的分體式房間空氣調(diào)節(jié)器開(kāi)展長(zhǎng)效評(píng)價(jià),同時(shí)為提高電子產(chǎn)品的可靠性和使用壽命等方面提供了大量環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù),對(duì)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格提供了直接的科技支撐服務(wù)。

2.6 為傳承野外科學(xué)精神和培養(yǎng)專業(yè)人才發(fā)揮了重要作用

通過(guò)幾代科技工作者的不懈努力,國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)已經(jīng)建設(shè)成為集公益性、基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性為一體的重要的試驗(yàn)研究平臺(tái)和人才培養(yǎng)基地。目前,材料腐蝕臺(tái)站已建立了一支由400余名科技骨干組成的從事材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)積累與共享服務(wù)的穩(wěn)定隊(duì)伍。整個(gè)腐蝕站網(wǎng)體系的科研人員已經(jīng)順利完成了新老交替,人才結(jié)構(gòu)體系更加合理。實(shí)際工作人員平均年齡在40歲以下,45歲以下中青年骨干工作人員所占比率達(dá)到70%,大部分人員學(xué)歷達(dá)到本科或本科以上,所占比率達(dá)到了70%,其中具有博士學(xué)位的研究人員達(dá)到了9%,碩士學(xué)位的研究人員達(dá)到了25%；通過(guò)近5年的運(yùn)行,已經(jīng)培養(yǎng)了一批學(xué)科帶頭人,包括973首席、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席、國(guó)家優(yōu)秀青年基金獲得者等一批中青年人才,每年依托材料腐蝕平臺(tái)培養(yǎng)博士和碩士研究生200余名,成為了材料環(huán)境腐蝕學(xué)科領(lǐng)域最大的人才培養(yǎng)基地。

3 問(wèn)題與建議

3.1 圍繞國(guó)家重大需求進(jìn)一步提升材料腐蝕試驗(yàn)資源整合和研究能力

新時(shí)期,隨著我國(guó)“一帶一路”建設(shè)、“中國(guó)制造2025”等國(guó)家重大戰(zhàn)略實(shí)施以及中國(guó)裝備“走出去戰(zhàn)略”的推進(jìn)實(shí)施,工程裝備材料先行是關(guān)鍵,也是必然。面對(duì)海洋、濕熱、干熱、沙漠、寒冷、高原等多樣化的全球環(huán)境,由于缺乏針對(duì)性設(shè)計(jì)和正確選材選型,汽車、光伏、海洋工程裝備、軌道交流、電力裝備、紡織機(jī)械、工程機(jī)械等各類裝備的環(huán)境失效問(wèn)題十分突出,從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,影響了中國(guó)裝備的聲譽(yù)。多年來(lái),我國(guó)材料環(huán)境適應(yīng)性研究及數(shù)據(jù)積累主要針對(duì)國(guó)內(nèi)典型環(huán)境開(kāi)展的。要走向全球、參與全球競(jìng)爭(zhēng),中國(guó)工程裝備必須具備優(yōu)良的全球化環(huán)境適應(yīng)性能。因此,十分迫切在更廣范圍內(nèi)開(kāi)展全球化聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)積累,加強(qiáng)在熱帶海洋、極端干熱環(huán)境、超嚴(yán)酷土壤環(huán)境和極地環(huán)境等開(kāi)展持續(xù)的材料投試與數(shù)據(jù)積累工作,推動(dòng)在“一帶一路”沿線及海外整合試驗(yàn)站點(diǎn)開(kāi)展專題材料試驗(yàn)研究及數(shù)據(jù)積累,努力提升我國(guó)材料質(zhì)量和裝備制造水平。

3.2 大力推進(jìn)腐蝕大數(shù)據(jù)資源整合與材料腐蝕基因組工程研究

在“大數(shù)據(jù)”和“材料基因組工程”等科技發(fā)展大背景下,材料腐蝕學(xué)科發(fā)展必須依賴于以“腐蝕大數(shù)據(jù)”為核心的材料腐蝕基因組工程,通過(guò)開(kāi)展基于高通量在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的材料大氣腐蝕數(shù)據(jù)積累,建立“腐蝕大數(shù)據(jù)中心”,借助計(jì)算機(jī)技術(shù),構(gòu)建具有“大數(shù)據(jù)”挖掘與分析功能的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。基于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的手段,結(jié)合傳統(tǒng)的材料腐蝕研究方法,運(yùn)用高通量的數(shù)據(jù)進(jìn)行材料大氣腐蝕規(guī)律與機(jī)理的分析研究,實(shí)現(xiàn)大氣腐蝕的建模與應(yīng)用,支撐我國(guó)“材料基因組工程”的實(shí)施。國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)下一步將重點(diǎn)通過(guò)研究發(fā)展高通量在線腐蝕監(jiān)測(cè)裝置,在已建國(guó)家站和若干工程前線站點(diǎn)中開(kāi)展腐蝕大數(shù)據(jù)采集,形成可實(shí)時(shí)獲取海量腐蝕及環(huán)境數(shù)據(jù)的新型大氣腐蝕網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)平臺(tái)。對(duì)腐蝕共享數(shù)據(jù)庫(kù)資源進(jìn)行整合、更新,使得在線監(jiān)測(cè)獲得的腐蝕及環(huán)境數(shù)據(jù)能夠通過(guò)智能分類處理后實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享,形成具有“大數(shù)據(jù)”特質(zhì)的腐蝕數(shù)據(jù)共享網(wǎng)資源,為各行業(yè)提供材料腐蝕科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

3.3 加強(qiáng)材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)與數(shù)據(jù)信息資源標(biāo)準(zhǔn)化及質(zhì)量體系建設(shè)

材料腐蝕試驗(yàn)研究及數(shù)據(jù)積累和信息資源共享是科學(xué)性、公益性服務(wù)事業(yè),因此,試驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)加工、信息共享的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要按照嚴(yán)格的規(guī)范和科學(xué)的制度去操作執(zhí)行。在材料試驗(yàn)方面,無(wú)論是試驗(yàn)方法,還是分析檢測(cè)、數(shù)據(jù)加工都應(yīng)建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。但隨著環(huán)境的變化和材料的升級(jí)發(fā)展,部分試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)范需要進(jìn)行不斷的更新和完善,急需加強(qiáng)材料腐蝕環(huán)境試驗(yàn)方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂進(jìn)程。近年來(lái),盡管在野外站建設(shè)與運(yùn)行過(guò)程中,制修訂了一批試驗(yàn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),有效提升了試驗(yàn)站的技術(shù)服務(wù)水平,但從全球來(lái)看,我國(guó)材料腐蝕試驗(yàn)和防護(hù)技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)仍然偏少,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在有較大的差距。另外,隨著“腐蝕大數(shù)據(jù)”和“材料基因組工程”的發(fā)展實(shí)施,海量腐蝕科學(xué)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、融合、加工、挖掘及共享等都需要建立完善的數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 加強(qiáng)平臺(tái)組織管理與運(yùn)行機(jī)制建設(shè)

進(jìn)一步加強(qiáng)平臺(tái)運(yùn)行組織機(jī)制建設(shè),實(shí)現(xiàn)平臺(tái)運(yùn)行管理工作模式的規(guī)范化和常態(tài)化。在科技部的領(lǐng)導(dǎo)和推動(dòng)下,科技平臺(tái)的運(yùn)行組織機(jī)制無(wú)論在國(guó)家層面上還是各平臺(tái)內(nèi)部都得到了很好的完善和提高,基本上形成了能夠適應(yīng)于平臺(tái)特點(diǎn)的運(yùn)行管理模式。但由于科技平臺(tái)建設(shè)是一項(xiàng)全新的科技工作,平臺(tái)的組織管理及運(yùn)行模式也是科技體制改革的重要探索。國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)在組織管理和運(yùn)行機(jī)制方面還需要進(jìn)一步完善與提高：一是平臺(tái)組織形式需加強(qiáng)制度化建設(shè),包括依托單位需要加強(qiáng)平臺(tái)的實(shí)體化、制度化運(yùn)行管理,同時(shí)還需要國(guó)家層面上的頂層設(shè)計(jì)和相關(guān)政策落實(shí)；二是平臺(tái)工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期的科技事業(yè),平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)工作制度和模式需要規(guī)范化和常態(tài)化；三是平臺(tái)是一項(xiàng)全新的科技事業(yè),關(guān)于平臺(tái)的功能、定位、理念需要進(jìn)一步加強(qiáng)宣傳,讓更多的人了解平臺(tái),讓更多的用戶認(rèn)可平臺(tái),提高平臺(tái)運(yùn)行服務(wù)水平,這是平臺(tái)發(fā)展的根本。

3.5 加強(qiáng)平臺(tái)可持續(xù)發(fā)展和人才隊(duì)伍建設(shè)

國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)及運(yùn)行服務(wù),形成了一支穩(wěn)定的人才隊(duì)伍。但受到機(jī)制體制的限制以及觀念的影響,仍存在重基礎(chǔ)、輕應(yīng)用,重研究、輕服務(wù)的思想,與科技平臺(tái)的內(nèi)涵、功能特征及運(yùn)行服務(wù)相適應(yīng)的管理機(jī)制和考評(píng)體系還沒(méi)有完全建立起來(lái),仍按照傳統(tǒng)的考評(píng)體系對(duì)科研項(xiàng)目或科研人員進(jìn)行考評(píng),造成了平臺(tái)技術(shù)支撐、服務(wù)、管理人才短缺,技術(shù)支撐和服務(wù)人員的編制、職稱、待遇無(wú)法解決,不利于調(diào)動(dòng)平臺(tái)技術(shù)支撐、服務(wù)和管理人員的積極性和創(chuàng)造性,從而直接影響了科技平臺(tái)支撐服務(wù)功能的發(fā)揮,不利于平臺(tái)的良性發(fā)展?？萍计脚_(tái)的可持續(xù)發(fā)展,必須重視人才隊(duì)伍的建設(shè)。

4 結(jié)語(yǔ)

作為國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)的重要組成部分,國(guó)家材料環(huán)境腐蝕平臺(tái)經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)建設(shè)運(yùn)行,整合建成了基本上覆蓋我國(guó)典型環(huán)境特征的材料腐蝕野外試驗(yàn)條件平臺(tái),發(fā)展了先進(jìn)的環(huán)境腐蝕試驗(yàn)與評(píng)價(jià)技術(shù)新體系,建立了較完善的材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,具備了長(zhǎng)期持續(xù)開(kāi)展材料及裝備環(huán)境試驗(yàn)研究及數(shù)據(jù)積累的能力,已成為我國(guó)材料腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性、公益性科技資源共享服務(wù)平臺(tái),產(chǎn)生了重要的服務(wù)成效。實(shí)踐表明,科技平臺(tái)是一種可持續(xù)、高效的科技活動(dòng)形式,其不同于一般的科研基地和科研項(xiàng)目,具備了以下方面的特征和功能：持續(xù)的科技資源整合功能,持續(xù)的科技創(chuàng)新研究功能,持續(xù)的科技資源共享功能,持續(xù)的促進(jìn)學(xué)科發(fā)展功能,持續(xù)的提供科技服務(wù)功能,持續(xù)的開(kāi)展國(guó)際合作功能,持續(xù)的人才培養(yǎng)功能?？梢灶A(yù)期,作為國(guó)家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分,科技平臺(tái)在促進(jìn)國(guó)家科技創(chuàng)新及經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面將發(fā)揮更大作用。