海洋工程结构浪花飞溅区腐蚀控制技术取得重大突破

在海洋腐蚀中，危害重大的是海洋钢结构工程在浪花飞溅区的腐蚀。虽然目前还无法对其完全根除，但如能采取有效措施就可以有效控制海洋腐蚀。随着沿海省、市掀起发展蓝色经济的高潮，浪花飞溅区防腐技术的发展和突破越来越受到重视，将为我国蓝色经济的发展建设起到保驾护航的作用。

近年来由浅海向深海大洋挺进，开拓新的生存与发展空间，成为我国与其他海洋大国共同的战略选择。而在这一过程中，我们面临的最大障碍不是台风、海啸这些看得见的灾害，而是一种静悄悄的“灾难”———海洋腐蚀。不久前通车的世界上最长的跨海大桥———山东高速胶州湾大桥，自开工建设以来，海水腐蚀就是其建设技术中最大的难题之一。为防止海水腐蚀，支持大桥的桩基及大桥的桥体采用了一系列我国自行研发的海洋防腐技术，这些高科技防腐技术的运用，确保了大桥的设计基准期为100年，也为我国海洋开发起到了保驾护航的作用。

海水中含有大量的盐类，是一种强电介质溶液，再加上冻融、海雾、台风、暴雨、工业排放物等多重腐蚀环境的综合作用，造成了海洋腐蚀现象。我国海洋腐蚀损害情况极为严重。据测算，在我国被海洋浸泡的钢铁中，每1秒钟就有1.5吨钢铁被腐蚀。在海洋腐蚀中危害重大的是海洋钢结构工程在浪花飞溅区的腐蚀。虽然目前还无法根除海洋腐蚀，但如果采取有效措施就可以对其进行有效控制。

由于钢铁及钢筋混凝土设施在海洋环境中的腐蚀很不均匀，在浪花飞溅区腐蚀的深度最为严重，一般为每年0.3毫米~0.5毫米，最高可达1毫米，约是全浸区的3倍~5倍，造成我国部分水工、港工工程腐蚀严重。

有专家表示，从腐蚀的角度看，海洋环境在纵向上分为海洋大气区、浪花飞溅区、海洋潮差区、海水全浸区和海底泥土区5个不同区带。国内外科学研究和工程实践表明，在各种腐蚀区带中，位于浪花飞溅区部位的钢铁和钢筋混凝土工程设施腐蚀破坏最为严重，这是由于在这一区域海水飞溅、干湿交替，氧气供应最充分。同时，光照和浪花冲击破坏了金属的保护膜，造成腐蚀最为严重。一旦在这个区域发生严重的局部腐蚀破坏，那么整个设施的承载能力就会大大下降，整个工程使用寿命大大缩短，将极大地影响安全生产，导致设施提前报废。中外历史上已有过多起因浪花飞溅区的腐蚀使得海洋工程结构坍塌的事故。海洋工程结构浪花飞溅区的腐蚀控制、监测和维护工作的优劣也直接关系到我国海洋工程建设的百年大计。

中国科学院海洋研究所是我国海洋防腐蚀行业的科研机构之一，该院侯保荣院士已从事海洋腐蚀与防护研究工作40余年，是我国海洋防腐界唯一的院士。据他介绍，面对海洋腐蚀，需要开展必要的防护和控制措施。中科院海洋所早在上世纪50年代就开始了防腐蚀技术的研究。目前队伍不断扩大，成果不断增加，承担着国家“十一五”支撑计划，重点进行海洋构筑物的腐蚀防护研究，解决在浪花飞溅区腐蚀最严重的问题。2007年，侯保荣院士作为首席科学家承担了海洋工程结构浪花飞溅区腐蚀控制技术及应用项目，联合国内20余家高校、科研单位和企业共同研究解决浪花飞溅区的严重腐蚀问题。今年2月该项目通过了专家组验收，并应用于多项示范工程。

海洋工程结构浪花飞溅区腐蚀控制技术及应用项目，是以我国海洋石油平台、海港码头和跨海大桥等重大海洋工程设施为研究对象，通过科研院所、高等院校和企业的联合攻关，研究现役和新建钢结构、钢筋混凝土结构设施的浪花飞溅区腐蚀防护与修复关键技术、腐蚀监检测技术、腐蚀安全性评价和寿命预测技术以及腐蚀损伤数据库与数字仿真技术，从而显著提高海洋重大工程设施的腐蚀防护和控制技术水平，建立了海洋工程设施浪花飞溅区腐蚀风险评价标准和相关的技术规范。针对海洋环境中腐蚀最为严重的钢结构浪花飞溅区，该课题还建立了浪花飞溅区钢结构矿脂复层包覆防护技术，分矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、缓冲层和防蚀保护罩4层配套，形成了一个完整的技术体系。这种如同盔甲一般的“复合衣”保护着海洋工程的安全。

据悉，包覆防腐蚀技术不但可用于新建海洋工程，还可用于海洋工程的腐蚀修补。包覆防腐蚀技术和牙医补牙很像，就是先把破洞磨掉，然后在洞内填补上材料。在外面包裹上一层“烤瓷牙”。这样做，就具有长效、经济的防腐蚀效果，对暴露于浪花飞溅区部位的钢铁设施，包括各种重腐蚀区的钢结构和钢筋混凝土设施，如跨海大桥、钻采平台和港口码头等具有广泛的效用，而且至少能用30年。

该防护体系已有3项国家发明专利，1项实用新型专利于2009年获得国家专利局的授权证书，从而使该防护技术得到国家法律的保护。这一研究工作还制定了防护产品的制造、品质检验等5项标准，形成了一套完整的防护方案和施工工艺。该技术表面处理简单、施工方便，可带水施工，适用于规则和不规则形状钢结构的腐蚀防护修复。

课题组的科研人员还开发了浪花飞溅区防腐蚀使用的矿脂带、矿脂防腐蚀膏及防蚀保护罩等3条生产线，不但在青岛胶州湾大桥上得到了应用，还在日照港煤码头及原油码头、深圳大铲湾集装箱码头、厦门海沧大桥等国家重大工程设施上完成了9项示范工程，防腐保护面积达5万多平方米。日前，各项工程、生产均达到了预期的效果。（杨瑾）

来源：中国海洋报

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