腐蝕:悄悄的“破壞者”
當(dāng)你手表上的秒針轉(zhuǎn)過一圈半,世界上就有1噸的鋼鐵被腐蝕成鐵銹。與地震、海嘯等“驚天動地”的自然災(zāi)害相比,腐蝕同樣破壞力極強,卻因悄然無息,容易被人忽視。今年6月,“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目啟動,將針對基礎(chǔ)設(shè)施、交通運輸?shù)?大領(lǐng)域30多個行業(yè)部門進行腐蝕調(diào)查研究。這個由中國工程院、中國腐蝕與防護學(xué)會、中國工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會共同開展的“重磅”項目意義何在?
腐蝕損失大于各類災(zāi)害總和
中國工程院主席團名譽主席、中國工程院原院長徐匡迪院士介紹說,根據(jù)世界上宏觀的統(tǒng)計和調(diào)查,所有材料每年因腐蝕損失約1%的重量,這種損失在熱帶、海洋的環(huán)境中更加嚴(yán)重。從世界上來看,腐蝕帶來的經(jīng)濟損失約占國家經(jīng)濟總量的3%到4%?!斑@是一個巨大的問題,但長期以來沒有引起我們足夠的重視?!毙炜锏显菏空f。
“腐蝕是金屬和周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的一種破壞性侵蝕,它是一種悄悄在進行的破壞。腐蝕的危害非常巨大,它使珍貴的材料變?yōu)閺U物,如鐵變成鐵銹,它使生產(chǎn)和生活設(shè)施過早報廢,并因此引起生產(chǎn)停頓,甚至著火爆炸,誘發(fā)出多種環(huán)境災(zāi)害,危及人類的健康和安全?!薄拔覈g狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目負(fù)責(zé)人,中國科學(xué)院海洋研究所研究員侯保榮院士說,腐蝕具有普遍性、隱蔽性、漸進性和突發(fā)性的特點,它給人類造成了巨大的損失,不僅消耗資源,污染環(huán)境,而且造成了大量的工業(yè)事故。
侯保榮舉例說,2013年,山東省青島市發(fā)生的“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸重大事故,直接原因正是輸油管道與排水暗渠交匯處管道腐蝕減薄、管道破裂,引發(fā)爆炸。2014年8月1日臺灣高雄發(fā)生的燃?xì)獗ㄊ鹿?,原因是管道老舊造成的接縫泄漏,或是雨水造成的管道腐蝕,從而造成燃?xì)獾男孤?,引起爆炸?/span>
侯保榮告訴記者:“這些因腐蝕發(fā)生的慘重事故應(yīng)該引起我們的重視,它可能就潛伏在我們的身邊,一旦發(fā)生,就會危害我們的生命,給國家造成巨大的經(jīng)濟損失?!睋?jù)侯保榮課題組統(tǒng)計,2014年全國自然災(zāi)害經(jīng)濟損失為3373.8億元,而腐蝕造成的損失,按照占當(dāng)年GDP的3%計算,年損失約為兩萬億人民幣,是各種自然災(zāi)害所造成損失總和的數(shù)倍。腐蝕問題已經(jīng)成為影響國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。
腐蝕也是各國共同面臨的難題。侯保榮介紹說,英國是最早進行腐蝕調(diào)查的國家。1922年,英國推算1920年鋼鐵銹蝕損失為2900萬噸。1969年,劍橋大學(xué)Hoar博士開始對200個企業(yè)進行腐蝕損失調(diào)查,結(jié)果表明,英國年腐蝕損失為13.65億英鎊,占英國GNP的3.5%。為此英國政府加大了腐蝕防控力度,于1972年成立腐蝕防護中心,次年建立英國腐蝕科技學(xué)會,在1975年8月成立國家腐蝕服務(wù)部承擔(dān)全國腐蝕咨詢。
美國同樣重視腐蝕控制。1919年,美國麻省理工學(xué)院Uhlig教授在天然資源保護會上提出,美國每年腐蝕直接損失為55億美元。1975年,美國推算年腐蝕損失為825億美元。美國1998年總腐蝕損失為2760億美元,占其GDP的3%以上,相當(dāng)于每年每人約支出1000美元。
科技創(chuàng)新讓防腐有計可施
面對悄悄來襲的腐蝕,不少人會覺得無計可施。事實上,科技創(chuàng)新已經(jīng)在多領(lǐng)域的腐蝕防控中立下汗馬功勞,讓人們對付腐蝕有計可施。
我國再制造專家、中國工程院院士徐濱士介紹說,再制造技術(shù)可以有效降低由于管道腐蝕泄漏造成的污染事故,并通過節(jié)能減排降低環(huán)境污染風(fēng)險。他舉例說,廢舊油管再制造技術(shù)已經(jīng)廣泛參與到吉林油田、長慶油田、大慶油田等的廢舊油管再制造項目中,取得了不錯的效果。以吉林油田為例,將9505噸廢舊油管再制造成7967噸金屬陶瓷復(fù)合油管,在7個采油廠300多口油水井中應(yīng)用3年多未發(fā)現(xiàn)腐蝕、磨損、結(jié)垢,使用壽命是新油管的5倍以上。
海洋設(shè)備在海洋環(huán)境中服役一兩年就可能出現(xiàn)腐蝕問題。針對這一問題,中科院寧波材料所研制成功高固厚膜有機涂料。以往防護涂層一般要達到500微米以上才可以達到防腐要求,但固體粉末防腐涂料噴涂施工程序繁瑣,而且在運輸和安裝過程中受到?jīng)_擊很容易脫落。這種新型的高固厚膜有機涂料,能一次性施工到500微米厚度,防腐壽命提高到20年以上。它還能實現(xiàn)水下固化,可在海洋鋼結(jié)構(gòu)的修補維護中發(fā)揮重要作用。
據(jù)統(tǒng)計,我國每年因鋼鐵腐蝕造成的經(jīng)濟損失達上千億元人民幣。以前,我國在鋼鐵防腐上多采用油漆涂料、熱浸、電鍍等技術(shù),難保障防腐時間和效果,而且加工過程會產(chǎn)生廢氣、廢渣等污染。目前,由我國企業(yè)和高校合作研發(fā)的微納米粉末復(fù)合滲鋅防腐技術(shù)通過專家鑒定,有效防腐時間能達到50年,在大大提高鋼鐵防腐時間和效果的同時,沒有污染排放,真正實現(xiàn)低碳環(huán)保。
新技術(shù)的產(chǎn)生正是因為瞄準(zhǔn)了新問題,如果能對我國目前腐蝕狀態(tài)進行全面摸底,了解腐蝕領(lǐng)域出現(xiàn)的新問題、新情況,必然能夠催生更多腐蝕防控新技術(shù),服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展。相比世界上工業(yè)先進國家對腐蝕損失與腐蝕控制的系統(tǒng)研究,我國腐蝕調(diào)查工作起步晚,發(fā)展較慢。
侯保榮說,近10年來,各個行業(yè)的腐蝕與防護狀況與過去有了明顯不同,迫切需要展開全國層面的腐蝕成本經(jīng)濟性分析與防腐策略的調(diào)查,全面摸清我國的腐蝕及控制狀況。正因為此,“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目應(yīng)運而生,將針對基礎(chǔ)設(shè)施、交通運輸、能源、水環(huán)境、生產(chǎn)制造及公共事業(yè)等五大領(lǐng)域的30多個行業(yè)部門進行腐蝕成本和防護策略的調(diào)查研究,總結(jié)先進的腐蝕控制技術(shù)及管理經(jīng)驗,研究我國腐蝕控制領(lǐng)域存在的問題及制約其發(fā)展的主要因素,提出可行的腐蝕控制戰(zhàn)略建議。
維護資金缺乏是道坎
徐匡迪院士在“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目啟動會上與大家分享了一個小故事——
那年,他在瑞典公司工作時,接到的第一個任務(wù)就是參與挪威和英國之間的北海油田輸油管線建設(shè)項目的競標(biāo)。當(dāng)時的“勁敵”有英國、日本等國的團隊。徐匡迪院士跟團隊沒有按照傳統(tǒng)思路將關(guān)注點放在鋼材強度上,而是聚焦在海水、泥沙、石油、天然氣等對管線的腐蝕問題上。因為天然氣中硫化氫含量高,他們就進行抗硫化氫腐蝕的實驗,最終發(fā)現(xiàn)“硫化氫誘導(dǎo)腐蝕是在鋼的硫的含量里邊”,他們就把主攻方向確定為鋼里邊的硫含量要低于5ppm,通過技術(shù)攻關(guān)最終實現(xiàn),繼而中標(biāo)。
徐匡迪想通過這個例子說明,對付腐蝕問題的策略一是要防止,也就是做表面的防腐;二是要研究腐蝕介質(zhì);三是要弄清材料本身如何應(yīng)對腐蝕,只有這樣才能在防控腐蝕上目的明確。
我國的腐蝕情況比較復(fù)雜,涉及青藏高原的高寒地區(qū),內(nèi)蒙古、新疆的風(fēng)沙區(qū)域,以及高濕高溫高鹽的南海等諸多環(huán)境狀態(tài)?!耙虼耍@個項目非常有意義。也希望我們國家根據(jù)這個項目的調(diào)研情況,在防控腐蝕方面有一些立法和規(guī)定,不是說僅僅做一個科研項目,而是要變成可操作性的條例?!毙炜锏险f。
“我們到歐洲去看,一百年、二百年的房子都很漂亮,一點都沒事。而我國70年代建造的房子現(xiàn)在都得拆掉了重建?!毙炜锏险J(rèn)為,造成這種差異的一個重要原因就是,現(xiàn)有的法規(guī)及機制“允許買皮鞋,不允許買皮鞋油”,也就是房子建完以后就沒有什么維護費用了。在歐洲則是反過來的,城市住房如果3年不刷油漆,不防腐蝕,房地產(chǎn)稅就從1.5%增加到3%,而刷漆的話只要0.3%。相關(guān)管理人員會在規(guī)定期限前提前通知房主,詢問是否刷漆。房主可以選擇自己刷,也可以付費讓社區(qū)里專門的工作隊刷。
對此,徐匡迪說:“我們國家則缺少這樣的機制,甚至在工業(yè)裝備方面也沒有這樣的機制。比如我們購買新設(shè)備,技術(shù)改造,可以申請到一些錢,但卻沒有維護使用的資金。這跟我們過去計劃經(jīng)濟下的財政制度有關(guān)。我希望這次戰(zhàn)略咨詢項目的結(jié)果,不僅僅是技術(shù)、工程咨詢,還是政策性的咨詢,希望能讓我國今后所有的裝備、裝置、建設(shè)項目長壽化、有效化?!?/span>
據(jù)《經(jīng)濟日報》記者了解,我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究重大咨詢項目的調(diào)查結(jié)果將免費向社會公布,腐蝕成本調(diào)查占全部工作的20%,提出防腐蝕方法占全部工作的80%。
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