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海洋腐蚀与防护前沿技术及国内外研究动态、发展趋势

海洋腐蚀的经济损失每年至少三千亿,并大幅递增;海

洋经济投入越多,海洋防腐课题越迫切,所以,有人把海洋防

腐材料纳入海洋经济中的新兴产业和新材料,却很少反映到

具体的报告和表述中;腐蚀问题首先是一个经济问题;腐蚀

是一种悄悄进行的破坏,但它的破坏力比地震、火灾、水灾、

台风等自然灾害所造成损失更为严重;世界各国对腐蚀工作

都非常重视;据统计,每年因腐蚀所造成的经济损失约占国

民经济生产总值的2%-4%;1969年英国因腐蚀而造成的损失

为13.65亿英磅；美国2001年的腐蚀直接损失为国民生产总

值的3.1%,约合2760亿美元;这一调查结果当时震惊了全世

界;据必威体育精装版报道,我国在能源、交通、建筑、机械、化工、基

础建设、水利和军事设施等典型的行业和企业,每年由于腐

蚀所造成的损失可达5000亿元以上,约占GDP的5%;腐蚀所造

成的经济损失除直接损失外还包括停工停产、设备维修、产

品降级、效率降低等一系列间接损失;

和上面说的相比,海洋腐蚀尤为严重;海洋环境腐蚀与

防护研究主要是研究钢铁材料在海洋环境中发生的一系列

化学和电化学反应而劣化的自然现象,其目的就是有效地防

止腐蚀,降低腐蚀损失,提高钢铁设施的使用效能;基于对腐

蚀所造成的危害及损失的分析,专家将研究目标锁定在海洋

环境腐蚀与防护研究上,开展了一系列研究,并取得了一系

列研究成果;他们认为：如果防护措施到位,至少每年可以避

免25－30％的损失,也就是说每年至少可以减少损失1300亿

元;我国有1800公里的海岸线,有相当于我国陆地国土面积

1/3的海洋区域;海洋的开发利用在国民经济中占的比重越

来越重要;目前已有100余座开采石油的钢桩平台屹立在海

上,同时大量船舶及海底输油管线为海上开采石油服务;目

前已经探明,中国海上石油资源量占全国石油总产量的1/4,

仅渤海油田目前探明的总储量就超过45亿吨,而且我国在未

来5年内,将投资500多亿元在渤海建设50个采油平台,1100

口生产井;由于钢铁材料韧性大、强度高、价格便宜,目前这

些构筑物大都用钢铁材料所制成,其严重腐蚀性必然直接威

胁着这些钢铁设施的安全,并将造成严重的经济损失,是一

个必须十分重视的研究课题;海洋环境是一个特定的极为复

杂的腐蚀环境,海洋腐蚀环境纵向可分为海洋大气区、浪花

飞溅区、潮差区、海水全浸区、海底沉积物区五个不同腐蚀

区带,贯穿这些腐蚀区带的海上钢铁构造物在不同的腐蚀区

带具有不同的腐蚀特征,不同钢材在不同海洋环境中的腐蚀

规律不同,即使同一种材料在海洋不同区带的腐蚀又存在着

较大差异,在海水-海气界面交换区和海水-海泥交换界面区

有着严重的腐蚀峰,研究界面区的腐蚀行为、腐蚀过程、锈

层在腐蚀中的作用、金属元素的影响等对研究金属腐蚀与海

洋环境的相关性有着重要的意义;目前,我国在海洋油气田

开发、港口建设、跨海大桥、海底隧道、船舶工程和深海勘

探等领域已建和在建大量的各种钢结构及钢筋混凝土结构

设施,一旦发生灾害性腐蚀,将会导致严重破坏和巨大经

济损失;而近海设施在海水中,除遭到海水的电化学腐蚀外,

还遭到海洋生物、微生物的行损;如果我们的研究和防护工

作做得好,其中25%--40%的腐蚀损失是完全可以避免的;

发展海洋腐蚀防护技术,特别是钢铁设施关键部位的防腐

蚀技术,对于降低重大灾害性事故发生,延长近海设施的使

用寿命具有重大意义;海洋环境可以分为海洋大气区、浪花

飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区五个腐蚀区

带;我国从上世纪7O年代起开展了钢铁设施在海洋环境不

同腐蚀区带的腐蚀规律研究,并发明了电连接模拟海洋腐蚀

试验装置与方法,建立了海洋环境腐蚀模拟装置;国内外长

期的海洋腐蚀研究结果表明,钢结构设施在海洋环境不同

腐蚀区带其腐蚀速度有明显差别,其中,浪花飞溅区是钢结

构设施腐蚀最为严重的区域;主要的原因是,在浪花飞溅区,

钢表面受到海水的周期性润湿,处于干湿交替状态,氧供应

充分；加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严

重的腐蚀;一般情况下,钢在海洋大气中的平均腐蚀速率约

为0.03-0.08mm／a；而浪花飞溅区为0.3-0.5mm／a;同

一种钢,在浪花飞溅区的腐蚀速度可比海水全浸区中高出

3～1o倍;有关实验和调查结果表明,长期在外海暴露的长

尺试件,浪花飞溅区的腐蚀速率最高