海洋腐蝕防護的發(fā)展現(xiàn)狀及思考

唐輝蘭 董登鑫

摘要：隨著如今對海洋領(lǐng)域的開發(fā)力度不斷加大，海洋裝備在工程中的重視程度也隨之增加。由于海洋的環(huán)境特質(zhì)，海洋腐蝕防護技術(shù)將是海洋開發(fā)裝備科技優(yōu)勢及項目品質(zhì)的關(guān)鍵共性與熱點。在海洋工程中，防腐蝕技術(shù)作為基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)始終貫穿于其中，但是隨著科技時代的發(fā)展各類新型技術(shù)都將面臨挑戰(zhàn)，鑒于此，文章主要以海洋腐蝕防護的發(fā)展現(xiàn)狀來進行分析思考。

關(guān)鍵詞：海洋工程；腐蝕防護；發(fā)展現(xiàn)狀；思考

一、概述船舶海洋工程行業(yè)的現(xiàn)狀及特點

（一）行業(yè)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段的船舶與海洋工程行業(yè)，除海上交通運輸外，開發(fā)利用海洋資源也正不斷深化。但與陸用工程在相關(guān)技術(shù)上還算是互通的，然而最為突出的一個差異是在裝備設(shè)施的需求標(biāo)準上有所不同。為了保障海上生命財產(chǎn)安全，涉及的民用船舶海工裝備在方案設(shè)計、裝備材料以及建造過程等方面必須通過嚴苛的船級社認證認可及跟蹤管理，因此也決定了該領(lǐng)域具有較高的準入門坎，以及巨大的資本投入。另外，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程來看，海洋開發(fā)與陸地開發(fā)相比仍處于起步階段，因此在陸地項目的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，從長遠的戰(zhàn)略規(guī)劃以及海洋流動易擴散的物理特性上考慮，環(huán)保綠色開發(fā)理念成為海洋開發(fā)的共識。

（二）建造特點

船舶與海洋工程屬系統(tǒng)化、定制式建造，因其功能需求不同，系統(tǒng)化集成復(fù)雜，涉及多專業(yè)、多學(xué)科的科學(xué)協(xié)作，且其批量化程度低，因而不同于其他交通工具，在設(shè)計上存在較高要求，雖然基本構(gòu)造相似，但是在結(jié)構(gòu)和功能上存在較大差異。為了適應(yīng)市場需求，提升生產(chǎn)效率，現(xiàn)在的船舶海工建造模式已經(jīng)發(fā)展并形成了殼、舾、涂一體化的現(xiàn)代造船模式。

二、應(yīng)對海洋腐蝕問題的思考

船舶與海洋工程由于工況環(huán)境特殊，功能集成系統(tǒng)復(fù)雜，運行過程、維修難度與成本極大，因此，相關(guān)工程在防腐方面將面臨以下幾個問題。①防腐設(shè)計上需要系統(tǒng)化的設(shè)計理念、全壽期保障、智能化融合等長遠的防腐文化理念。當(dāng)前，近?；蚝Ｉ瞎こ添椖抗δ芗沙潭仍絹碓礁?，裝置復(fù)雜程度加大，防腐設(shè)計工作要協(xié)同綜合考慮的內(nèi)容也越來越系統(tǒng)。②產(chǎn)業(yè)技術(shù)上需要綠色制造變革。環(huán)保與人類生活息息相關(guān)，當(dāng)前防腐主流工藝包括溶劑型油漆、電鍍熱噴涂以及酸性磷化、傳統(tǒng)噴砂除銹等，均面臨著時代的挑戰(zhàn)。綠色、低能耗的防腐材料、防腐工藝將成為市場趨勢，相關(guān)新理論、新技術(shù)、新工藝的研究亟待突破。③防腐工程的質(zhì)量檢測、安全隱患監(jiān)控以及維護的要求將不斷提高。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，功能防腐材料、智能化工藝技術(shù)開發(fā)應(yīng)用將促使當(dāng)前技術(shù)與智能化技術(shù)融合升級。④防腐工程項目的管理，隨著材料及工藝的升級變化，傳統(tǒng)模式在過程管理、效率效能等方面將會存在不適應(yīng)的問題。

三、海洋防腐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展建議

（一）海洋防腐技術(shù)文化與海洋工程建設(shè)的統(tǒng)一

在海洋工程中，材料腐蝕的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，而海洋腐蝕影響正是其自然規(guī)律的體現(xiàn)。這是由于海水導(dǎo)電性好，腐蝕電池的歐姆電阻很小，因此不同結(jié)構(gòu)形式或者異金屬接觸能造成陽極性區(qū)域或金屬發(fā)生顯著的電偶腐蝕破壞。另外，海水中含有大量氯離子，特別容易造成金屬鈍態(tài)局部破壞。而且，作為主要建筑材料的碳鋼在海水中會發(fā)生吸氧腐蝕，凡是使氧極限擴散電流密度增大的因素，都會使碳鋼腐蝕速度增大。因此，提升腐蝕防護文化科普與增強腐蝕防護意識具有極大的意義。目前，國內(nèi)防腐蝕行業(yè)建立了海洋材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、海洋防腐蝕產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、海洋裝備用金屬材料及其應(yīng)用國家重點實驗室、海洋新材料與應(yīng)用技術(shù)重點實驗室等行業(yè)協(xié)作平臺。充分利用平臺資源，根據(jù)實際發(fā)展情況，協(xié)同制定科學(xué)合理的技術(shù)與行業(yè)規(guī)范標(biāo)準，進而強化相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員的培訓(xùn)教育，提升專業(yè)人員對海洋腐蝕防護的重視程度以及科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計能力，提升涉海生活工作人員的腐蝕防護意識等，將極大地推動海洋防腐技術(shù)發(fā)展，推進高科技海洋工程的建設(shè)實施。

（二）海洋防腐技術(shù)的瓶頸與應(yīng)對建議

對于海洋科技的高質(zhì)量發(fā)展，高性能的防腐技術(shù)是根本驅(qū)動。從目前的涉海工程項目需求來看，建議從以下幾點進行深入研究。首先，由于海洋工程所涉及的新材料及材料組合結(jié)構(gòu)愈為系統(tǒng)豐富，建議針對海洋環(huán)境腐蝕因子以及電磁、油脂等復(fù)合因素下的腐蝕過程和作用機理進行研究，開發(fā)新型高性能耐蝕材料，可圍繞海洋這種自然強腐蝕電介質(zhì)環(huán)境下電偶腐蝕、雜散電流影響、絕緣層下腐蝕等腐蝕類型在具體模型下對常用工程材料及合金元素材料的腐蝕誘發(fā)作用機制及過程等開展深入研究。其次，現(xiàn)在市場熱議的石墨烯低鋅重防腐涂料，在減少金屬鋅粉添加量的情況下經(jīng)試驗測試取得了較好的數(shù)據(jù)結(jié)果，但防腐機理及技術(shù)可靠性尚不清晰，在推廣過程中存在較大爭論。因此，海洋用綠色高性能防腐技術(shù)在機理效果、應(yīng)用工藝等方面都急待突破。最后，嚴謹科學(xué)的防腐工藝設(shè)計的海洋工程中非常重要，然而目前防腐蝕領(lǐng)域的智能化程度不高，在設(shè)計方面并沒有成熟度和認知度高的軟件系統(tǒng)進行防腐蝕輔助設(shè)計、模擬、檢測預(yù)警等。未來，走向藍海，開展相關(guān)的工藝設(shè)計應(yīng)用研究將更加重要。除此之外，智能制造是全球制造業(yè)發(fā)展的時代方向。防腐產(chǎn)業(yè)作為工業(yè)基礎(chǔ)組成，工裝工藝的智能化是必然要求。目前工程應(yīng)用上除選用耐蝕材料外，主流的防腐工藝主要是電化學(xué)保護與涂裝防護。其中，數(shù)字化的外加電流電化學(xué)防護監(jiān)控技術(shù)因受船舶與海洋工程中復(fù)雜結(jié)構(gòu)下雜散電流的影響，除部分項目鋼結(jié)構(gòu)外殼外，其他方面的應(yīng)用并不廣泛。因此，以低碳、清潔、環(huán)保為基本設(shè)計理念，通過智能化、自動化，提高涂裝生產(chǎn)過程的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，使防腐施工技術(shù)升級轉(zhuǎn)型達到智能制造水平，成為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的目標(biāo)。

結(jié)語：

隨著技術(shù)的升級轉(zhuǎn)型，工程管理模式也將會扁平化發(fā)展，減少中間環(huán)節(jié)，從設(shè)計、采購、施工、試運行等方面實施一體化全過程管理，效率更高，更經(jīng)濟。未來的海洋防腐工程將不再是油漆商簡單的油漆銷售與技術(shù)服務(wù)，或是施工隊根據(jù)設(shè)備廠、船廠或鋼結(jié)構(gòu)廠要求分步開展，而是隨著智能化工裝工藝技術(shù)的提升，機器替代簡單勞作的施工人員，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定可靠，業(yè)主將不斷提升綜合服務(wù)需求。展望未來，海洋腐蝕防護作為跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的集成創(chuàng)新技術(shù)，將為創(chuàng)新注入活力，為經(jīng)略海洋建設(shè)提供有力支持，為市場建立新典范。

參考文獻：

[1]國家發(fā)展改革委，國家海洋局.中國海洋經(jīng)濟發(fā)展報告[R].2017

[2]侯保榮.海洋腐蝕環(huán)境理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1999