“海洋材料與裝備的環(huán)境腐蝕與防護(hù)技術(shù)”序言

海洋是巨大的資源寶庫(kù)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人口的不斷增長(zhǎng)，海洋資源的開(kāi)發(fā)利用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占的比重越來(lái)越重要。黨的十八大提出海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，對(duì)中國(guó)進(jìn)一步擴(kuò)大開(kāi)放、提出全球的戰(zhàn)略決策具有劃時(shí)代的意義。所以，開(kāi)展海洋科學(xué)與技術(shù)的研究是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)需求與發(fā)展戰(zhàn)略。

海洋環(huán)境是最苛刻的自然腐蝕環(huán)境，海洋工程裝備極易發(fā)生各種災(zāi)害性腐蝕破壞。2014年，由侯保榮院士擔(dān)任首席科學(xué)家的“我國(guó)腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項(xiàng)目研究表明，2014年我國(guó)的腐蝕總成本約占當(dāng)年GDP的3.34%，總額超過(guò)21000億元人民幣，相當(dāng)于每個(gè)中國(guó)人當(dāng)年承擔(dān)1555元的腐蝕成本。而一般認(rèn)為海洋腐蝕損失至少占1/3以上。已有研究表明，如果采取有效的控制和防護(hù)措施，其中25%～40%是可以避免的。因此，海洋腐蝕與防護(hù)新材料、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)每年至少可以減少 1750億人民幣的損失。這是研究海洋材料與裝備的海洋環(huán)境腐蝕與防護(hù)技術(shù)的意義。

從腐蝕的角度來(lái)看，海洋環(huán)境可分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海底泥土區(qū)五個(gè)不同特性的腐蝕環(huán)境。不同材料在同一區(qū)帶的腐蝕和污損程度不同，即使同一種材料，在不同海洋環(huán)境中的腐蝕規(guī)律也不同。此外，氣溫、水溫、降水、霧、潮汐、海浪、潮流、鹽度、pH、溶解氧、附著生物、污染程度、流速等因素也都與腐蝕密切相關(guān)。同時(shí)海洋環(huán)境對(duì)材料的破壞不是其中某個(gè)因子的單獨(dú)作用，而是幾種因子以至于整個(gè)環(huán)境相互作用的結(jié)果。因此，首先要加強(qiáng)不同海洋環(huán)境腐蝕機(jī)理研究。這是制定合理防護(hù)措施的基礎(chǔ)，也是下一步全面開(kāi)發(fā)海洋資源的理論和技術(shù)保障。

海洋工程裝備鋼結(jié)構(gòu)在浪花飛濺區(qū)腐蝕最為嚴(yán)重，發(fā)展有效的浪花飛濺區(qū)防腐蝕技術(shù)對(duì)保護(hù)海洋工程裝備的安全運(yùn)行具有極其重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護(hù)可以降低日后的修復(fù)成本，延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，而且美化環(huán)境，代表一種先進(jìn)理念。采用長(zhǎng)久有效的鋼筋混凝土防腐技術(shù)能為國(guó)家節(jié)省大量的資源，對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想非常重要。陰極保護(hù)是防止海洋工程裝備遭受腐蝕的行之有效的方法之一。開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型陰極保護(hù)材料是該領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。海洋防腐涂料是海洋防腐技術(shù)和材料的重要組成部分，約占防腐蝕市場(chǎng)60%的份額。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，以及我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的要求，發(fā)展環(huán)境友好型防腐防污涂料不僅勢(shì)在必行，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。

同時(shí)，保障海洋工程裝備經(jīng)濟(jì)、安全、長(zhǎng)期運(yùn)行是我國(guó)政府、工業(yè)界和科技界面臨的重大問(wèn)題之一。特別是由于目前尚普遍缺乏先進(jìn)、實(shí)用的海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕與防護(hù)的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)技術(shù)，難以獲得海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕與防護(hù)狀態(tài)的實(shí)時(shí)、原位的數(shù)據(jù)，從而極大地限制了耐腐蝕海洋工程結(jié)構(gòu)材料和先進(jìn)防腐蝕技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)，對(duì)工程防護(hù)質(zhì)量保證、結(jié)構(gòu)防護(hù)和修復(fù)、安全性評(píng)估及壽命預(yù)測(cè)等缺乏可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。為了評(píng)價(jià)各種工程材料在海洋環(huán)境中的耐腐蝕特性、進(jìn)一步發(fā)展先進(jìn)的海洋工程結(jié)構(gòu)材料保護(hù)技術(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大型海洋工程的防腐蝕狀態(tài)、確保海洋工程結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行、長(zhǎng)壽命服役、保護(hù)海洋環(huán)境，減少海洋工程的維護(hù)維修費(fèi)用，亟需對(duì)海洋工程結(jié)構(gòu)包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、海水下鋼結(jié)構(gòu)和涂層下鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕與防護(hù)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、無(wú)損、定量檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。

我應(yīng)《裝備環(huán)境工程》期刊的邀請(qǐng)，受命組織這期“海洋材料與裝備的環(huán)境腐蝕與防護(hù)技術(shù)”專題報(bào)告。本專題報(bào)告由 18篇研究綜述和論文構(gòu)成，都是由中國(guó)科學(xué)院海洋研究所單獨(dú)或與合作單位共同完成。論文內(nèi)容涵蓋了海洋工程裝備環(huán)境腐蝕與防護(hù)多個(gè)方面的最新進(jìn)展和認(rèn)知。衷心感謝受邀專家的積極響應(yīng)并獻(xiàn)稿，完成本專題報(bào)告。也非常歡迎讀者的批評(píng)指正和合作交流。