1、.：.； 海洋腐蝕與防護前沿技術及國內外研討動態、開展趨勢海洋腐蝕的經濟損失每年至少三千億，并大幅遞增。海洋經濟投入越多，海洋防腐課題越迫切，所以，有人把海洋防腐資料納入海洋經濟中的新興產業和新資料，卻很少反映到詳細的報告和表述中。腐蝕問題首先是一個經濟問題。腐蝕是一種悄然進展的破壞，但它的破壞力比地震、火災、水災、臺風等自然災禍所呵斥損失更為嚴重。世界各國對腐蝕任務都非常注重。據統計，每年因腐蝕所呵斥的經濟損失約占國民經濟消費總值的2%-4%。1969年英國因腐蝕而呵斥的損失為13.65億英磅；美國2001年的腐蝕直接損失為國民消費總值的3.1%，約合2760億美圓。這一調查結果當時震驚了全

2、世界。據最新報道，我國在能源、交通、建筑、機械、化工、根底建立、水利和軍事設備等典型的行業和企業，每年由于腐蝕所呵斥的損失可達5000億元以上，約占GDP的5%。腐蝕所呵斥的經濟損失除直接損失外還包括停工停產、設備維修、產品降級、效率降低等一系列間接損失。和上面說的相比，海洋腐蝕尤為嚴重。海洋環境腐蝕與防護研討主要是研討鋼鐵資料在海洋環境中發生的一系列化學和電化學反響而劣化的自然景象，其目的就是有效地防止腐蝕，降低腐蝕損失，提高鋼鐵設備的運用效能。基于對腐蝕所呵斥的危害及損失的分析，專家將研討目的鎖定在海洋環境腐蝕與防護研討上，開展了一系列研討，并獲得了一系列研討成果。他們以為：假設防護措施到

3、位，至少每年可以防止2530的損失，也就是說每年至少可以減少損失1300億元。我國有1800公里的海岸線，有相當于我國陸地國土面積1/3的海洋區域。海洋的開發利用在國民經濟中占的比重越來越重要。目前已有100余座開采石油的鋼樁平臺屹立在海上，同時大量船舶及海底輸油管線為海上開采石油效力。目前曾經探明，中國海上石油資源量占全國石油總產量的1/4，僅渤海油田目前探明的總儲量就超越45億噸，而且我國在未來5年內，將投資500多億元在渤海建立50個采油平臺，1100口消費井。由于鋼鐵資料韌性大、強度高、價錢廉價，目前這些構筑物大都用鋼鐵資料所制成，其嚴重腐蝕性必然直接要挾著這些鋼鐵設備的平安，并將呵斥

4、嚴重的經濟損失，是一個必需非常注重的研討課題。海洋環境是一個特定的極為復雜的腐蝕環境，海洋腐蝕環境縱向可分為海洋大氣區、浪花飛濺區、潮差區、海水全浸區、海底堆積物區五個不同腐蝕區帶，貫穿這些腐蝕區帶的海上鋼鐵構造物在不同的腐蝕區帶具有不同的腐蝕特征，不同鋼材在不同海洋環境中的腐蝕規律不同，即使同一種資料在海洋不同區帶的腐蝕又存在著較大差別，在海水-海氣界面交換區和海水-海泥交換界面區有著嚴重的腐蝕峰，研討界面區的腐蝕行為、腐蝕過程、銹層在腐蝕中的作用、金屬元素的影響等對研討金屬腐蝕與海洋環境的相關性有著重要的意義。目前， 我國在海洋油氣田開發、港口建立、跨海大橋、海底隧道、船舶工程和深海勘探等

5、領域已建和在建大量的各種鋼構造及鋼筋混凝土構造設備， 一旦發生災禍性腐蝕， 將會導致嚴重破壞和宏大經濟損失。而近海設備在海水中，除遭到海水的電化學腐蝕外，還遭到海洋生物、微生物的行損。假設我們的研討和防護任務做得好，其中2 5%- 4 0 %的腐蝕損失是完全可以防止的。開展海洋腐蝕防護技術， 特別是鋼鐵設備關鍵部位的防腐蝕技術，對于降低艱苦災禍性事故發生， 延伸近海設備的運用壽命具有艱苦意義。海洋環境可以分為海洋大氣區、浪花飛濺區、海水潮差區、海水全浸區和海底泥土區五個腐蝕區帶。我國從上世紀 7 O年代起開展了鋼鐵設備在海洋環境不同腐蝕區帶的腐蝕規律研討，并發明了電銜接模擬海洋腐蝕實驗安裝與方

6、法， 建立了海洋環境腐蝕模擬安裝。國內外長期的海洋腐蝕研討結果闡明， 鋼構造設備在海洋環境不同腐蝕區帶其腐蝕速度有明顯差別，其中，浪花飛濺區是鋼構造設備腐蝕最為嚴重的區域。主要的緣由是，在浪花飛濺區，鋼外表遭到海水的周期性潤濕， 處于干濕交替形狀，氧供應充分；加之陽光、風吹和海水環境等協同作用導致發生最嚴重的腐蝕。普通情況下，鋼在海洋大氣中的平均腐蝕速率約為0.03-0.08mm a ；而浪花飛濺區為0.3-0.5 mm a 。同一種鋼， 在浪花飛濺區 的腐蝕速度可比海水全浸區中高出 3 1 o倍。有關實驗和調查結果闡明，長期在外海暴露的長尺試件， 浪花飛濺區的腐蝕速率最高可達 I mm a以

7、上， 而在低潮位以下一0 3 m全浸區的腐蝕速度僅為 0 1 O 3 mm a 。由此可見， 鋼構造設備在浪花飛濺區部位的腐蝕非常嚴重。一旦在這個區域發生嚴重的部分腐蝕破壞， 會使整座鋼構造設備大大降低承載力， 縮短運用壽命， 影響平安消費， 甚至導致設備提早報廢。當前，國內對于海洋鋼鐵設備大氣區通常采用涂料維護，海水全浸區主要采用電化學維護，并且獲得了較好的維護效果。而在浪花飛濺區，通常運用的涂料，在海水沖擊下容易發生鼓泡和剝落，部分腐蝕非常嚴重。因此，開展長期有效的浪花飛濺區防腐蝕技術對維護海洋鋼構造設備的平安運轉具有極其重要的經濟價值和社會意義。 針對目前浪花飛濺區腐蝕嚴重這一現狀，中科

8、院海洋研討所與有關科研單位協作，結合研討開發了浪花飛濺區的新型包覆防蝕(PTC)技術。PTC技術采用了優良的緩蝕劑成分并采用了能隔絕氧氣的密封技術。PTC新型包覆防蝕系統由四層嚴密相連的維護層組成，即防蝕膏、防蝕帶、聚乙烯泡沫和玻璃鋼或者加強玻璃鋼防蝕維護罩。防蝕膏和防蝕帶作為防腐蝕維護資料涂抹、纏繞在鋼鐵設備外表上；聚乙烯泡沫和玻璃鋼或者加強玻璃鋼防蝕維護罩作為外防護層包覆在鋼鐵設備外外表。PTC技術中防蝕膏和防蝕帶添加有抗腐蝕資料，具有優良的維護性、粘附性、與水和空氣隔絕性，并且長期不會蛻變，可強力地粘附在鋼鐵設備外表到達長效的防腐蝕效果。另外，用一個鞏固的固體玻璃鋼維護罩維護防蝕帶，可到

9、達更好的維護效果。實際證明，PTC是浪花飛濺區最具開展前景的鋼鐵設備維護技術。具有如下特點：防腐蝕效果優良，有效防護效果達30年以上；施工方便，外表處置簡單，可帶水作業；可適用于任何外形構造物；具有良好密閉性和抗沖擊性能，質量輕，對構造物幾乎無附加載荷；綠色環保，無毒無污染。目前，港口碼頭的防蝕普遍采用復蓋層與陰極維護聯臺的方法，也可將兩者分開復蓋層維護鋼樁平均低潮位線以上部位，而陰極維護用于維護水下部位。就陰極維護而言，以前采用外加電流系統為多，從2O世紀80年代以來采用鋁臺金犧牲陽極維護的港口碼頭數量日益增多。究競選用何種陰極維護方法，主要受以下幾方面要素制約：(1)維護系統的可靠性；(2

10、)相鄰構造的影響；(3)維護電流需求量；(4)被維護構造的復雜性；(5)構造設計運用壽命；(5)被維護構造所處的環境條件等。 從維護系統的可靠性、對相鄰構造的影響、被維護構造的復雜性等要素來看，應首選犧牲陽極系統；從維護電流需求量來看，需求較大維護電流的大型碼頭應采用外加電流系統，而只需較小維護電流的小型和中型碼頭宜采用犧牲陽極系統 陰極維護系統在被維護構造設計運用壽命期間應能正常任務，因此對于要求任務30a以上的鋼構造碼頭來說，最好采用外加電流系統或混合系統 另外，在淡水或海淡水交替條件下碼頭維護主要采用外加電流系統。近年來，對大型港口碼頭愈來愈多地采用犧牲陽極和外加電流的共同作用來實施維護

11、 先主要利用外加電流系統提供的初始大電流使碼頭迅速極化到維護電位范圍，然后停頓或減小外加電流，主要利用鋁臺金犧牲陽極向碼頭提供較小的維持電流，充分發揚犧牲陽極平安、可靠、無需管理的優點使其長期運轉。這種混合系統既提高了維護效果，又減小了犧牲陽極的用量。目前也有部分港口設備采用雙陽極 (dualnode)或復合陽極“一(Composite anode)對大型構造物進展陰極維護。職陽極實踐上是一個陽極組，在一根陽極固定架上固定有鎂陽極和鋁陽極，在構造極化初期鎂陽極輸出高電流，使其迅速極化，待鎂陽極耗費掉后，鋁陽極輸出的電流維持構造的維護電位 復合陽極那么是在鋁合金或鋅合金陽極上鑄造包覆一定厚度的鎂

12、合金陽極，這樣也能起到與雙陽極同樣的作用 據估算，采用上述起始大電流方法，可減少陽極用量30 %以上。專家課題組結合海洋工程實際，針對海洋腐蝕的分區特點做了海洋平臺導管架鋼樁實物實驗和海水管道的工程運用，經過室內和外海實驗，電化學測試等腐蝕挑選實驗，并對腐蝕機理進展探求研討，最后從工藝、資料合金線材及現場運用和工程工程考核如船舶，鉆井平臺等，得出在海上各種區域環境條件下的金屬與有機復合覆蓋層的最正確方案，并廣泛運用于海上工程，為海洋鋼鐵設備防護開辟一條新途徑。該技術綜合了有機涂層和陰極維護兩種防腐措施的優點，大大延伸了海洋鋼鐵構造物的服役壽命，是一種新型的海洋防腐技術，研討總體上到達國際先進程

13、度。犧牲陽極可以非常有效地防止處于海水中的鋼鐵構筑物如船舶、浮標、鋼樁碼頭、石油平臺蒙受腐蝕。它具有運用簡單，不需求外界電源及設備，不需求日常的管理和經常性的維護等優點，已越來越多廣泛地被采用。以前我國船舶上主要采用鋅陽極，近年來國內也相繼開發了鋁陽極。與鋅陽極相比，鋁陽極具有分量輕、單位分量放電量大約為Zn的3倍、陽極電位負、資源豐富、價錢廉價等優點，因此用鋁陽極取替代鋅陽極，具有很大的經濟效益。自1975年以來，他們開展了鋁陽極的研討任務，曾研制了Al-Zn-In-Cd系陽極。思索到Cd的毒性及對環境呵斥污染的問題，又進展了不含Cd的其他新型陽極的研討。研制的“PM-1型和PM-2型腐蝕形

14、狀自動跟蹤掃描系統，為陰極維護的參數設計提供了重要的根據，作為一種新型的海洋腐蝕監測技術，已被廣泛地運用在船舶、浮標、鋼樁碼頭、石油平臺的腐蝕防護。目前已在勝利油田CB11B平臺井組和CB251B井組現場運用，并正在向該海域其它平臺推行。針對沿海城市許多工廠的熱交換器大多采用海水冷卻，冷凝塔腐蝕嚴重的現狀，他們在國內初次采用了犧牲陽極和犧牲陰極維護技術對海上浮標、鋼浮筏、海水管道進展了勝利的維護，并對犧牲陽極輸出電流公式進 了修正。外加電流混合陰極維護技術，使維護率達90%以上，大大延伸了冷凝塔的服役壽命。隨著海洋經濟的飛速開展，我國渤海、黃海、南海及勝利油田先后建造了大量的石油、天然氣開發平臺，渤海在未來5年內將建立50余座海上平臺，1100口消費井，原油產量將突破2000萬噸。這些平臺，大部分是用鋼鐵作為主要資料制造的。但由于鋼鐵資料在海洋環境中極易被腐蝕，運用壽命遭到嚴重影響，從而呵斥資源、資料和能源的宏大浪費，不但成為成為災禍性事故的隱患，還有能夠由于管線設備的破裂，呵斥更為嚴重的海洋環境污染，甚至呵斥人身傷亡和更大的經濟損失。因此，海上石油、油氣田等的石油平臺、保送管線等海洋鋼鐵設備的腐蝕及其檢測問題成為科學界和石油界關注的熱點。為理處