在海洋腐蝕中,危害重大的是海洋鋼結(jié)構(gòu)工程在浪花飛濺區(qū)的腐蝕。雖然目前還無法對其完全根除,但如能采取有效措施就可以有效控制海洋腐蝕。隨著沿海省、市掀起發(fā)展藍色經(jīng)濟的高潮,浪花飛濺區(qū)防腐技術(shù)的發(fā)展和突破越來越受到重視,將為我國藍色經(jīng)濟的發(fā)展建設(shè)起到保駕護航的作用。
近年來由淺海向深海大洋挺進,開拓新的生存與發(fā)展空間,成為我國與其他海洋大國共同的戰(zhàn)略選擇。而在這一過程中,我們面臨的最大障礙不是臺風、海嘯這些看得見的災害,而是一種靜悄悄的“災難”———海洋腐蝕。不久前通車的世界上最長的跨海大橋———山東高速膠州灣大橋,自開工建設(shè)以來,海水腐蝕就是其建設(shè)技術(shù)中最大的難題之一。為防止海水腐蝕,支持大橋的樁基及大橋的橋體采用了一系列我國自行研發(fā)的海洋防腐技術(shù),這些高科技防腐技術(shù)的運用,確保了大橋的設(shè)計基準期為100年,也為我國海洋開發(fā)起到了保駕護航的作用。
海水中含有大量的鹽類,是一種強電介質(zhì)溶液,再加上凍融、海霧、臺風、暴雨、工業(yè)排放物等多重腐蝕環(huán)境的綜合作用,造成了海洋腐蝕現(xiàn)象。我國海洋腐蝕損害情況極為嚴重。據(jù)測算,在我國被海洋浸泡的鋼鐵中,每1秒鐘就有1.5噸鋼鐵被腐蝕。在海洋腐蝕中危害重大的是海洋鋼結(jié)構(gòu)工程在浪花飛濺區(qū)的腐蝕。雖然目前還無法根除海洋腐蝕,但如果采取有效措施就可以對其進行有效控制。
由于鋼鐵及鋼筋混凝土設(shè)施在海洋環(huán)境中的腐蝕很不均勻,在浪花飛濺區(qū)腐蝕的深度最為嚴重,一般為每年0.3毫米~0.5毫米,最高可達1毫米,約是全浸區(qū)的3倍~5倍,造成我國部分水工、港工工程腐蝕嚴重。
有專家表示,從腐蝕的角度看,海洋環(huán)境在縱向上分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、海洋潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海底泥土區(qū)5個不同區(qū)帶。國內(nèi)外科學研究和工程實踐表明,在各種腐蝕區(qū)帶中,位于浪花飛濺區(qū)部位的鋼鐵和鋼筋混凝土工程設(shè)施腐蝕破壞最為嚴重,這是由于在這一區(qū)域海水飛濺、干濕交替,氧氣供應最充分。同時,光照和浪花沖擊破壞了金屬的保護膜,造成腐蝕最為嚴重。一旦在這個區(qū)域發(fā)生嚴重的局部腐蝕破壞,那么整個設(shè)施的承載能力就會大大下降,整個工程使用壽命大大縮短,將極大地影響安全生產(chǎn),導致設(shè)施提前報廢。中外歷史上已有過多起因浪花飛濺區(qū)的腐蝕使得海洋工程結(jié)構(gòu)坍塌的事故。海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)的腐蝕控制、監(jiān)測和維護工作的優(yōu)劣也直接關(guān)系到我國海洋工程建設(shè)的百年大計。
中國科學院海洋研究所是我國海洋防腐蝕行業(yè)的科研機構(gòu)之一,該院侯保榮院士已從事海洋腐蝕與防護研究工作40余年,是我國海洋防腐界唯一的院士。據(jù)他介紹,面對海洋腐蝕,需要開展必要的防護和控制措施。中科院海洋所早在上世紀50年代就開始了防腐蝕技術(shù)的研究。目前隊伍不斷擴大,成果不斷增加,承擔著國家“十一五”支撐計劃,重點進行海洋構(gòu)筑物的腐蝕防護研究,解決在浪花飛濺區(qū)腐蝕最嚴重的問題。2007年,侯保榮院士作為首席科學家承擔了海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)及應用項目,聯(lián)合國內(nèi)20余家高校、科研單位和企業(yè)共同研究解決浪花飛濺區(qū)的嚴重腐蝕問題。今年2月該項目通過了專家組驗收,并應用于多項示范工程。
海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)及應用項目,是以我國海洋石油平臺、海港碼頭和跨海大橋等重大海洋工程設(shè)施為研究對象,通過科研院所、高等院校和企業(yè)的聯(lián)合攻關(guān),研究現(xiàn)役和新建鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)施的浪花飛濺區(qū)腐蝕防護與修復關(guān)鍵技術(shù)、腐蝕監(jiān)檢測技術(shù)、腐蝕安全性評價和壽命預測技術(shù)以及腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫與數(shù)字仿真技術(shù),從而顯著提高海洋重大工程設(shè)施的腐蝕防護和控制技術(shù)水平,建立了海洋工程設(shè)施浪花飛濺區(qū)腐蝕風險評價標準和相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。針對海洋環(huán)境中腐蝕最為嚴重的鋼結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū),該課題還建立了浪花飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)礦脂復層包覆防護技術(shù),分礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶、緩沖層和防蝕保護罩4層配套,形成了一個完整的技術(shù)體系。這種如同盔甲一般的“復合衣”保護著海洋工程的安全。
據(jù)悉,包覆防腐蝕技術(shù)不但可用于新建海洋工程,還可用于海洋工程的腐蝕修補。包覆防腐蝕技術(shù)和牙醫(yī)補牙很像,就是先把破洞磨掉,然后在洞內(nèi)填補上材料。在外面包裹上一層“烤瓷牙”。這樣做,就具有長效、經(jīng)濟的防腐蝕效果,對暴露于浪花飛濺區(qū)部位的鋼鐵設(shè)施,包括各種重腐蝕區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土設(shè)施,如跨海大橋、鉆采平臺和港口碼頭等具有廣泛的效用,而且至少能用30年。
該防護體系已有3項國家發(fā)明專利,1項實用新型專利于2009年獲得國家專利局的授權(quán)證書,從而使該防護技術(shù)得到國家法律的保護。這一研究工作還制定了防護產(chǎn)品的制造、品質(zhì)檢驗等5項標準,形成了一套完整的防護方案和施工工藝。該技術(shù)表面處理簡單、施工方便,可帶水施工,適用于規(guī)則和不規(guī)則形狀鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護修復。
課題組的科研人員還開發(fā)了浪花飛濺區(qū)防腐蝕使用的礦脂帶、礦脂防腐蝕膏及防蝕保護罩等3條生產(chǎn)線,不但在青島膠州灣大橋上得到了應用,還在日照港煤碼頭及原油碼頭、深圳大鏟灣集裝箱碼頭、廈門海滄大橋等國家重大工程設(shè)施上完成了9項示范工程,防腐保護面積達5萬多平方米。日前,各項工程、生產(chǎn)均達到了預期的效果。(楊瑾)
來源:中國海洋報
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