专题 | 腐蚀成本与经济发展
2020-04-17 14:10:25 作者:中国工程院院士 侯保荣 来源:《腐蚀与防护之友》 分享至:

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我来自青岛市的中国科学院研究室,今天要给大家分享的内容是“腐蚀成本与经济发展”。腐蚀是我们每个人经常遇到的一个问题,也是一个牵扯到国计民生的大问题。下面,我代表研究院就腐蚀方面的研究工作给大家作一个简要的汇报。汇报内容主要分为两个方面 :一是腐蚀与经济发展,二是腐蚀控制策略研究。


腐蚀与经济发展

 

什么是腐蚀?腐蚀是金属和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀。腐蚀是一种悄悄在进行的破坏,全世界每 90秒就有 1 吨钢铁腐蚀成铁锈,等于原宝钢钢铁年产量的 1.7 倍。


腐蚀不仅具有破坏性,而且具有广泛性。腐蚀广泛存在于社会发展的各个领域,如基础设施、交通运输、能源、水环境、生产制造及公共事业等。小到生活中水龙头的生锈,大到管道腐蚀导致原油泄露引发爆炸,各类由腐蚀引起的事故触目惊心,严重地影响到社会经济的发展。


同时,腐蚀还具有很强的危害性。它能让码头、桥倒塌,缩短服役寿命。2013 年 11月,青岛市黄岛区的输油管线爆炸事件,就是由管道腐蚀减薄(7mm厚管壁,腐蚀减薄至 1mm),造成泄露,引发爆炸而导致的 ;2014 年7 月 31 日,台湾高雄多条街道发生可燃气体外泄并引发爆炸,28 人死亡,270 多人受伤,事故爆发的根源也是由腐蚀引起 ;2019 年 10 月 1日,台湾宜兰南方澳跨海大桥发生坍塌事故,经调查,事故为吊杆的腐蚀疲劳所导致。


近十年来,随着科技的进步和我国国民经济生产总值的急剧增长,各个行业的腐蚀与防护状况与过去有了明显的不同,尤其是随着海洋经济生产总值的增长和海洋经济生产总值占 GDP 的比重逐年增大,海洋腐蚀所造成的危害也是逐年攀升,十分有必要开展腐蚀状况及控制战略研究。为此,中国工程院于 2015 年启动重大咨询项目——“我国腐蚀状况及控制战略研究”。在中国工程院、中国科学院、工信部发文支持下,百余位院士和各领域专家成立了腐蚀调查专家组。本次腐蚀调查综合采用多种方法,通过发放问卷、实地调研、专家咨询、电话访谈、学术讨论、大会交流、查阅文献、国外考察等多种方式和途径,获得了大量可靠数据。在大量调查和分析研究 5 大领域、30 多个行业调查报告的基础上,专家组参考国内外分析计算经验,联合中国腐蚀防护学会进行了数据分析和计算,获得了我国经济社会发展的腐蚀成本。


此外,我院积极参与台湾腐蚀调查经验交流。2014 年 12 月 2 日,中国台湾防蚀工程学会原理事长蔡文达教授来海洋所商讨台湾腐蚀调查工作。积极参与日本腐蚀调查经验交流,于 2015 和 2016 年三次访问日本,学习调查经验,探讨调查方法。


经过深入调查研究和互动交流,初步得出我国经济社会腐蚀调查的结论,做了涉及“公路工程”“港口码头” “煤炭行业” “飞机运输” “轨道交通” “电子家电” “医用材料” “生物污损”等 30 个行业领域的腐蚀状况研究报告,并出版了专著《中国腐蚀成本》(中文版、英文版)和《中国腐蚀状况及控制战略研究丛书》36 部。2014 年,我国全行业腐蚀总成本为 21278.2 亿元,占国民生产总值(GDP)的 3.34%,平均每人需要承担的腐蚀成本 1555 元。


腐蚀控制策略研究

 

腐蚀防护关乎安全问题、经济问题、国计民生问题、生态文明问题、资源节约问题。仅青岛市,2018 年腐蚀损失就达到 400 多亿元。腐蚀调查20%是腐蚀成本调研,80% 是防腐蚀策略研究。腐蚀防护措施到位,25% ~ 40% 的腐蚀损失可以避免。腐蚀防护每年能够节约 5000-8000 亿的经济损失。因此,世界不同国家都在就腐蚀问题实施了相应的控制策略。对于事故隐患,正如我国古语所言,“宜未雨而绸缪,毋临渴而挖井”。为了减少腐蚀导致的损失,我们倡导主动防腐、科技防腐、绿色防腐、长效防腐。


为了控制腐蚀、减少腐蚀带来的损害,我们在研究基础上提出了“海洋钢结构浪花飞溅区解决方案——复层矿脂包覆防腐技术(PTC)”“大气区异型钢结构防腐解决方案——氧化聚合型包覆防腐技术(OTC)”等技术策略。“海洋钢结构浪花飞溅区解决方案——复层矿脂包覆防腐技术(PTC)”可对容易腐蚀的钢铁结构形成四层保护层,一是矿脂防蚀膏——以矿物质为原料的膏状防蚀材料 ;二是矿脂防蚀带——以无纺布为载体的带状防腐材料 ;三是密封缓冲层——安装于防蚀保护罩内侧的缓冲材料 ;四是防蚀保护罩——高强度外壳,四重密封保障。同时,我们就“海洋钢结构浪花飞溅区解决方案——复层矿脂包覆防腐技术”发布实施国家标准 4 项、山东省地方标准 6项,授权专利 14 项,在海洋工程强腐蚀区腐蚀防护技术领域处于国际先进水平,部分技术达到国际领先水平。以青岛海域黄岛油码头为例,码头投入使用不到 5 年时间,钢管桩因缺乏有效保护措施,经检测,钢管桩的潮差区和平均潮位以下 1m 左右的部位产生了 2 ~ 3mm的大面积腐蚀坑,最大腐蚀坑深度达 4mm 以上。通过采用“海洋钢结构浪花飞溅区解决方案——复层矿脂包覆防腐技术(PTC)”技术策略,2008 年 12 月底至 2009 年 8月完成了对青岛港液体化工码头续建二期钢桩的防腐修复工程。2017年,经现场防护效果验证(历经约 10 年),防蚀带整洁如新,表面有丰富防腐油脂包覆,带间油脂丰富,防蚀膏下无浮锈,显露金属本色。2019 年,对青岛港现场考察(12年应用效果对比),未采取保护的钢桩锈迹斑斑,出现铁皮剥落现象;采取保护的钢桩,防腐油脂依然如新,钢桩表层几乎没有锈迹。不仅如此,“海洋钢结构浪花飞溅区解决方案——复层矿脂包覆防腐技术(PTC)”还应用于“丹东华能电厂煤码头海水钢桩防腐工程”“胜利油田现役海洋采油平台防腐工程”“福建 LNG 码头钢桩防腐工程”“龙源海上风电桩基塔筒防腐工程”“东营港终端埋地管道”“广西红光大桥桥梁锚碇防腐”等多项工程实践,取得不错的防腐蚀效果。“腐蚀控制策略研究——氧化聚合型包覆防腐技术 OTC”主要由防蚀膏、防蚀带、外防护剂等部分组成,具有“表面可以带锈施工”“良好粘着、柔韧性”“结构位移追随性好”“耐高温,消防难燃”“环保无毒、无污染”“耐老化,保护寿命 30 年以上”等技术优势。基于此项技术,我们发布实施了国家标准 1 项,授权专利 5 项,在海洋工程强腐蚀区腐蚀防护技术领域处于国际先进水平,部分技术达到国际领先水平。该项技术在“天津港 LNG 码头地脚螺栓防腐工程(2013)”“文昌发射基地异型节点包覆工程”“华能日照电厂钢结构防腐”“华能威海电厂钢结构防腐”“海南三亚腐蚀试验站”“青岛高新区国家材料腐蚀站”等项目实践上取得了很好的成效。


腐蚀防护是国家文明和繁荣程度的重要反映,也是我国发展“一带一路”战略的重要内容。我们建议,将重大基础设施腐蚀防控纳入国家战略建立健全腐蚀防护法律法规及标准体系,强化防腐学科建设和专业人才培养教育,加强科普宣传力度提高全民防腐蚀意识,通过腐蚀防护,护航“一带一路”。


(本文系根据 PPT 和速记整理的作者在首届海峡两岸暨港澳青年企业家创新创业发展论坛开幕式上的主旨报告)

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