海洋工程装备防腐技术获突破

  10月17日,国家“973”计划“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目课题结题验收会在中国科学院宁波技术与工程研究所召开。与会专家认为,各课题已经取得了一些重要成果,提升了我国在海工装备材料腐蚀防护研究方面的国际地位,同意通过验收。

  “腐蚀是装备设施安全性和服役寿命的重要影响因素之一。”宁波材料所所长黄政仁表示,该项目是宁波市首次牵头承担的国家“973”项目,其研究目的是揭示海洋材料腐蚀和防护机制,提出特色鲜明的海洋环境耐蚀和防护材料的设计理论和制备方法,满足我国实施海洋战略对高性能海洋环境防护材料的需要。

  项目首席科学家、北京科技大学教授李晓介绍说:“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目是以中科院宁波材料技术与工程研究所为项目依托单位,北京科技大学、中科院金属所、上海海事大学、中科院海洋所、钢铁研究总院、中船重工第725研究所和中科院宁波材料所等多家单位联合,承担的国家重大基础研究计划(“973”项目)。

  经过5年的研究积累,该项目在多重海洋环境因素下材料腐蚀及损伤的力学—电化学交互作用机理与规律、高温高湿海洋环境下材料腐蚀的化学—电化学相互作用机理与规律、海洋环境中生物在材料表面的粘附与微生物腐蚀机理、深海和高湿热环境下新型耐蚀耐磨金属和防护材料的结构与性能调控等基础研究方面取得了重要研究成果,发表了多篇高水平论文,发现了许多新奇的现象和规律,从更深层次揭示了海工装备材料的腐蚀与防护机理,极大推动了我国腐蚀防护领域的长远发展。

  理论上取得突破之外,宁波材料所在实际应用方面也取得了成果。黄政仁表示,重防腐涂料是减小腐蚀破坏力度、保障苛刻腐蚀环境下装备和设施可靠性和服役寿命的关键材料。他们经过大量基础研究,研制成功了石墨烯改性重防腐涂料,并首次应用于380米世界第一高的输电铁塔防腐工程中。

  “这是全球首次实现石墨烯改性重防腐涂料工程化全链条,囊括材料开发、自然环境考核、工程示范乃至大规模生产和应用。”项目组成员、中科院宁波材料所研究员王立平研究员介绍,该石墨烯改性重防腐涂料已通过了中国腐蚀与防护学会组织的成果鉴定,其关键技术指标——耐盐雾寿命超过9000小时,处于国际领先水平。传统重防腐涂层的盐雾寿命普遍在2000小时左右,且存在资源浪费和环境污染问题,远无法满足“一带一路”沿线,特别是远海、深海以及高湿热南海环境下装备和设施长期防腐耐候的安全服役要求。

  宁波材料所研究员蒲吉斌告诉记者,有了石墨烯涂层后,水渗透速率会下降10万倍以上,铜的腐蚀速率会下降4倍,镍的腐蚀速率也会下降20倍。石墨烯重防腐涂料的使用寿命比传统涂料要高2~3倍,特别适合在对安全性要求高、再喷涂难度又大的高塔上使用。

  据介绍,该项目组已经联合宁波银亿集团有限公司实现了成果产业化,相关定型产品除了在输电铁塔上获得了规模化应用以外,还在储油罐、配电网设施、桥梁工程、船舶和南海海洋设施等领域实现了规模化应用。目前,我国已经布局的七大石化基地,几乎都是地处沿海地区。这一新型石墨烯改性重防腐涂料实现工程化、工业化应用后,对于确保新兴的海洋工程、海岛工程等重大工程和装备的可持续发展,以及濒海的石油和化工装置的安全、服役寿命具有十分重要的意义。

  由中国工程院院士、上海交通大学教授、轻合金精密成型国家工程研究中心主任丁文江,中国工程院院士、大连理工大学教授蹇锡高,中国工程院院士、中科院兰州化学物理研究所研究员、中科院宁波材料技术与工程研究所学术委员会主任薛群基和宁波材料所所长黄政仁等15位专家组成的验收组,对该项目所属6个课题进行了审查验收,并对该项目其中一项重要应用成果——舟山基地380米世界最高输电塔防腐工程进行了实地观摩。

  据王立平介绍,腐蚀对一个国家造成的经济损失约占其国内生产总值的3%~5%,这是得到国际公认的数据。2014年,我国各行业腐蚀总成本约占GDP的3.34%,总额超过21000亿元。据美国腐蚀工程师协会(NACE)统计,全球腐蚀成本估算为2.5万亿美元/年。

关键字:涂料
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