中国工程院院士侯保荣：为海洋设施披上防腐蚀“外衣”

靶诘主 · 发表于每日资讯 2022-11-26 10:29:05

跨海大桥、海上航船、作业平台、科考设备……对于任何工业材料来说，腐蚀都是一名悄悄的破坏者。这种破坏，在海洋环境中则更为严重。中国工程院重大咨询项目“我国腐蚀状况及控制战略研究”调研结果表明，2014年我国腐蚀成本约为21278.2亿元，约占当年国内生产总值的3.34%。
随着海洋活动越来越频繁，怎样预防和减少海洋腐蚀带来的损失，提高我国海洋防腐意识和科技水平，显得尤为重要。

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侯保荣在海上风电施工现场中国科学院海洋研究所供图

“我就是想专心干好海洋腐蚀与防护这一件事。”80岁的中国工程院院士、中国科学院海洋研究所研究员侯保荣这样说。由他主持研发的复层矿脂包覆防腐蚀技术，仿佛为海洋设施披上了防腐蚀的“外衣”。
1月20日，中国科学院召开2022年度工作会议，侯保荣获得2021年度中国科学院杰出科技成就奖。

剑指“浪花飞溅区”
1970年3月，年轻的侯保荣正式入职中国科学院海洋研究所，加入了海洋腐蚀与防护研究队伍。

那时，大家认为海洋环境划分为大气区、潮差区和海水区三个腐蚀区带。潮差区潮水忽高忽低，加上风吹日晒，被认为是腐蚀最严重区域。
但事实果真如此吗？研究团队在上海石油化工总厂陈山原油码头海边临时构建了一个水池开展挂片实验。
“我们的工作环境、条件特别差，吃饭只能在露天，苍蝇围着人转，一挥手‘呼’地赶走一大群。”侯保荣笑着描述。
功夫不负有心人，日复一日的实验得出结论，浪花飞溅区是腐蚀防护忽视的“大老虎”，它才是海洋钢结构腐蚀最严重的区域，是真正的腐蚀防护“短板”和“痛点”。
摸清海洋环境腐蚀规律后，如何降服浪花飞溅区这个“吃金属的老虎”，成为萦绕在侯保荣心头的一大难题。
侯保荣带领研发小组，翻阅了大量外籍文献、专利等，发现在浪花飞溅区采用包覆防腐蚀技术效果理想，在中国尚属空白。
当时，润滑脂是有效的防腐方法之一，侯保荣先后运用数十种润滑脂进行实验，取得了一定效果，但是被润滑脂包覆的钢铁表面始终有少量腐蚀。这是为什么呢？侯保荣陷入了思考。
实验、观察、思考、再实验……侯保荣终于揭秘：浪花飞溅区的钢结构表面一直有残留的海水，即使涂抹润滑脂，表面的海水也被一并包裹在里面，是这些残留海水导致了点蚀的发生。
但是，如何在不改变施工环境的前提下，把钢铁表面残余的水分去除呢？他专程请教了高分子专家，并与日本专家合作，提出在有机大分子极性基团上增加水油置换基团，将金属表面的水分置换出来，在金属表面只留下油性基团，避免腐蚀。这种改性防护脂的防护性能大大提高。
在此项突破的基础上，侯保荣集中精力对防护脂配方、缓蚀剂成分同时改进，多层复配，最终形成了由矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和防蚀保护罩组成的复层矿脂包覆防腐蚀技术（PTC）。
该技术表面处理简单，施工方便，可带水带锈施工，既能够隔绝海水，外层的密封缓冲层和玻璃钢防蚀罩还能有效抵御机械损伤和外界冲击，兼具防腐、水下施工、环保等多个优点。

生产线上做科研
“实验室制备只是第一步，科学技术要服务于社会工程必须扩大生产。”侯保荣先后走访了20多个沿海城市的港口及上百家企业，始终坚持在一线。

没有正式的中试实验平台，侯保荣就借用四面漏风的废弃大院，加工了简易的生产设备，热火朝天地做起实验来。
尽管条件艰苦，但侯保荣从未想过放弃。
他提交了“我国海洋工程设施浪花飞溅区防腐蚀工作亟待加强”的院士建议，作为首席科学家承担了“十一五”“十二五”国家科技支撑计划，获得连续项目支持，由此完成了 PTC技术扩大生产的关键一步。
数十年的探索，侯保荣与高技术企业青岛迪恩特新材料科技有限公司合作，共同研发包覆技术生产设备，从Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，到可以批量稳定生产的Ⅳ型，设计建立了一套完整的自动化生产线，打破国外技术垄断，生产能力最终满足了防腐工程需要。
院企合作，实现了该技术在国内的首次规模化、标准化生产，保障了产品性能达到国家标准要求，产品质量稳定，具有中国计量认证机构（CMA）的合格检测报告。
目前，该技术在青岛港液体化工码头已使用近15年，至今保护状态完好，无任何破损现象，检查内部钢结构无任何腐蚀，光亮如新，预计防护寿命可达30年以上。
在我国东北的极寒极恶劣环境下，PTC技术也能够有效抵御海冰碰撞，经受住考验，在冬季结冰期长达5个月之久的丹东华能电厂煤码头，成果已顺利应用8年。
目前，PTC技术已经实现了我国全纬度的适用性，扎根我国防腐工程建设。产品在大连北良港码头、上海洋山深水港液化天然气码头、杭州湾大桥等近50项国家重大工程中应用。

永不停歇的脚步
科研的脚步是不停歇的。

针对不同工程的特殊性，侯保荣又进行个性化 PTC技术升级。利用多片嵌合式防蚀保护罩技术，解决了海上风电超大直径塔筒的现场包覆和陆地预包覆防腐难题；解决了几十座桥梁锚室系统和埋地管道的防护难题，实现了PTC技术在多种场景的应用。
针对海洋大气区异型钢结构的腐蚀防控难题、海工钢筋混凝土的腐蚀防控难题，侯保荣率团队研发出了氧化聚合包覆防腐技术（OTC）、柔韧性钢筋混凝土涂层防腐技术（FCC）等一系列成果，填补了国内技术空白，并实现产业化。
这些成果在110余项重大工程中得到成功应用，创造了巨大的经济效益与社会效益。
对侯保荣来说，2021年是个丰收年。他获得了中国科学院杰出科技成就奖，还获得了联合国世界腐蚀组织（WCO）首届世界“腐蚀成就奖”。这不仅是对侯保荣在世界腐蚀防护领域突出贡献的高度肯定，更是对侯保荣产学研结合、科研成果应用实际的充分认可。
侯保荣表示：“得到的成绩只代表过去，我会继续奋斗在腐蚀研究的第一线，尽自己最大的努力，为我国防腐事业做出一点贡献。”
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