海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)取得重大突破

在海洋腐蝕中，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。雖然目前還無法對(duì)其完全根除，但如能采取有效措施就可以有效控制海洋腐蝕。隨著沿海省、市掀起發(fā)展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的高潮，浪花飛濺區(qū)防腐技術(shù)的發(fā)展和突破越來越受到重視，將為我國(guó)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)起到保駕護(hù)航的作用。

近年來由淺海向深海大洋挺進(jìn)，開拓新的生存與發(fā)展空間，成為我國(guó)與其他海洋大國(guó)共同的戰(zhàn)略選擇。而在這一過程中，我們面臨的最大障礙不是臺(tái)風(fēng)、海嘯這些看得見的災(zāi)害，而是一種靜悄悄的“災(zāi)難”———海洋腐蝕。不久前通車的世界上最長(zhǎng)的跨海大橋———山東高速膠州灣大橋，自開工建設(shè)以來，海水腐蝕就是其建設(shè)技術(shù)中最大的難題之一。為防止海水腐蝕，支持大橋的樁基及大橋的橋體采用了一系列我國(guó)自行研發(fā)的海洋防腐技術(shù)，這些高科技防腐技術(shù)的運(yùn)用，確保了大橋的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，也為我國(guó)海洋開發(fā)起到了保駕護(hù)航的作用。

海水中含有大量的鹽類，是一種強(qiáng)電介質(zhì)溶液，再加上凍融、海霧、臺(tái)風(fēng)、暴雨、工業(yè)排放物等多重腐蝕環(huán)境的綜合作用，造成了海洋腐蝕現(xiàn)象。我國(guó)海洋腐蝕損害情況極為嚴(yán)重。據(jù)測(cè)算，在我國(guó)被海洋浸泡的鋼鐵中，每1秒鐘就有1.5噸鋼鐵被腐蝕。在海洋腐蝕中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。雖然目前還無法根除海洋腐蝕，但如果采取有效措施就可以對(duì)其進(jìn)行有效控制。

由于鋼鐵及鋼筋混凝土設(shè)施在海洋環(huán)境中的腐蝕很不均勻，在浪花飛濺區(qū)腐蝕的深度最為嚴(yán)重，一般為每年0.3毫米~0.5毫米，最高可達(dá)1毫米，約是全浸區(qū)的3倍~5倍，造成我國(guó)部分水工、港工工程腐蝕嚴(yán)重。

有專家表示，從腐蝕的角度看，海洋環(huán)境在縱向上分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、海洋潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海底泥土區(qū)5個(gè)不同區(qū)帶。國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究和工程實(shí)踐表明，在各種腐蝕區(qū)帶中，位于浪花飛濺區(qū)部位的鋼鐵和鋼筋混凝土工程設(shè)施腐蝕破壞最為嚴(yán)重，這是由于在這一區(qū)域海水飛濺、干濕交替，氧氣供應(yīng)最充分。同時(shí)，光照和浪花沖擊破壞了金屬的保護(hù)膜，造成腐蝕最為嚴(yán)重。一旦在這個(gè)區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕破壞，那么整個(gè)設(shè)施的承載能力就會(huì)大大下降，整個(gè)工程使用壽命大大縮短，將極大地影響安全生產(chǎn)，導(dǎo)致設(shè)施提前報(bào)廢。中外歷史上已有過多起因浪花飛濺區(qū)的腐蝕使得海洋工程結(jié)構(gòu)坍塌的事故。海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)的腐蝕控制、監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作的優(yōu)劣也直接關(guān)系到我國(guó)海洋工程建設(shè)的百年大計(jì)。

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所是我國(guó)海洋防腐蝕行業(yè)的科研機(jī)構(gòu)之一，該院侯保榮院士已從事海洋腐蝕與防護(hù)研究工作40余年，是我國(guó)海洋防腐界唯一的院士。據(jù)他介紹，面對(duì)海洋腐蝕，需要開展必要的防護(hù)和控制措施。中科院海洋所早在上世紀(jì)50年代就開始了防腐蝕技術(shù)的研究。目前隊(duì)伍不斷擴(kuò)大，成果不斷增加，承擔(dān)著國(guó)家“十一五”支撐計(jì)劃，重點(diǎn)進(jìn)行海洋構(gòu)筑物的腐蝕防護(hù)研究，解決在浪花飛濺區(qū)腐蝕最嚴(yán)重的問題。2007年，侯保榮院士作為首席科學(xué)家承擔(dān)了海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目，聯(lián)合國(guó)內(nèi)20余家高校、科研單位和企業(yè)共同研究解決浪花飛濺區(qū)的嚴(yán)重腐蝕問題。今年2月該項(xiàng)目通過了專家組驗(yàn)收，并應(yīng)用于多項(xiàng)示范工程。

海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目，是以我國(guó)海洋石油平臺(tái)、海港碼頭和跨海大橋等重大海洋工程設(shè)施為研究對(duì)象，通過科研院所、高等院校和企業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)，研究現(xiàn)役和新建鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)施的浪花飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)與修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)、腐蝕監(jiān)檢測(cè)技術(shù)、腐蝕安全性評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)以及腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)字仿真技術(shù)，從而顯著提高海洋重大工程設(shè)施的腐蝕防護(hù)和控制技術(shù)水平，建立了海洋工程設(shè)施浪花飛濺區(qū)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。針對(duì)海洋環(huán)境中腐蝕最為嚴(yán)重的鋼結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)，該課題還建立了浪花飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)礦脂復(fù)層包覆防護(hù)技術(shù)，分礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶、緩沖層和防蝕保護(hù)罩4層配套，形成了一個(gè)完整的技術(shù)體系。這種如同盔甲一般的“復(fù)合衣”保護(hù)著海洋工程的安全。

據(jù)悉，包覆防腐蝕技術(shù)不但可用于新建海洋工程，還可用于海洋工程的腐蝕修補(bǔ)。包覆防腐蝕技術(shù)和牙醫(yī)補(bǔ)牙很像，就是先把破洞磨掉，然后在洞內(nèi)填補(bǔ)上材料。在外面包裹上一層“烤瓷牙”。這樣做，就具有長(zhǎng)效、經(jīng)濟(jì)的防腐蝕效果，對(duì)暴露于浪花飛濺區(qū)部位的鋼鐵設(shè)施，包括各種重腐蝕區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土設(shè)施，如跨海大橋、鉆采平臺(tái)和港口碼頭等具有廣泛的效用，而且至少能用30年。

該防護(hù)體系已有3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，1項(xiàng)實(shí)用新型專利于2009年獲得國(guó)家專利局的授權(quán)證書，從而使該防護(hù)技術(shù)得到國(guó)家法律的保護(hù)。這一研究工作還制定了防護(hù)產(chǎn)品的制造、品質(zhì)檢驗(yàn)等5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，形成了一套完整的防護(hù)方案和施工工藝。該技術(shù)表面處理簡(jiǎn)單、施工方便，可帶水施工，適用于規(guī)則和不規(guī)則形狀鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)修復(fù)。

課題組的科研人員還開發(fā)了浪花飛濺區(qū)防腐蝕使用的礦脂帶、礦脂防腐蝕膏及防蝕保護(hù)罩等3條生產(chǎn)線，不但在青島膠州灣大橋上得到了應(yīng)用，還在日照港煤碼頭及原油碼頭、深圳大鏟灣集裝箱碼頭、廈門海滄大橋等國(guó)家重大工程設(shè)施上完成了9項(xiàng)示范工程，防腐保護(hù)面積達(dá)5萬多平方米。日前，各項(xiàng)工程、生產(chǎn)均達(dá)到了預(yù)期的效果。（楊瑾）

來源：中國(guó)海洋報(bào)

　　版權(quán)及免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來源“中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場(chǎng)。版權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀