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      1. 薛群基院士:打破國外技術壟斷 邁向海洋防腐高端
        2016-08-15 16:03:08 作者:王元 來源:中國腐蝕與防護網 分享至:

            自從黨的十八大提出建設海洋強國的國家戰略目標、“十三五”規劃提出“拓展藍色經濟空間”,海洋強國戰略已經成為我們國家時代發展的最強音。當前我國正處于經濟結構轉型的關鍵期,潛力無限的海洋經濟無疑將成為未來經濟發展的新增長點。發展海洋經濟離不開海工裝備的大規模應用,海工裝備功能的實現依賴于材料技術,然而海洋工程設施和裝備長期處于苛刻海洋環境中,引發的腐蝕問題給國民經濟建設和國防安全造成不可估量的損失。因此,加強防腐新材料、新技術的研究,加大腐蝕防控的實施,對于發展我國海洋經濟、建設海洋強國具有重要的意義!


            為響應國家“建設海洋強國”戰略的號召;掌握海洋工程材料科技發展前沿;共商海洋腐蝕防護新技術及新材料的研發大計,由中國腐蝕與防護學會主辦、中科院寧波材料技術與工程研究所合作承辦的2016第三屆海洋材料與腐蝕防護大會于9月19-21日在浙江寧波舉行。值此2016第三屆海洋材料與腐蝕防護大會來臨之際,記者有幸采訪到本屆大會主席薛群基院士。


            薛群基,我國材料化學和特種潤滑材料領域主要的學術帶頭人之一,中國工程院院士,中科院寧波材料技術與工程研究所科技委員會主任。多年從事特種潤滑材料及材料化學研究,為國家重點工程的實施做出了重要貢獻。

         

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        薛群基院士


           
        發展國家經濟建設  材料防護勢必先行


            隨著社會經濟的飛速發展,國家基礎建設的日新月異,我國對材料的需求不斷擴大,材料腐蝕問題也隨之凸顯。薛院士表示腐蝕造成的危害較大、不容忽視,實施材料設備的腐蝕控制迫在眉睫。中國工程院重大咨詢項目“我國腐蝕狀況及控制戰略研究”調查結果表明,2014年我國由腐蝕造成的損失達到2.1萬億元人民幣,約占當年GDP的3.34%。


            腐蝕是指材料因環境化學作用而逐漸破壞和損失現象。按機理可以分為電化學、力化學腐蝕和生物污損腐蝕;按腐蝕介質不同可以分為氣體、大氣、土壤、電解液和非電解液腐蝕;按破壞特點可以分為連續和局部腐蝕;根據其他因素影響還有外部電流腐蝕、接觸腐蝕、應力腐蝕、磨損腐蝕、生物腐蝕等等。腐蝕可以使材料損傷、性能降低,設施報廢。具有普遍性、環境依賴性、隱蔽性。腐蝕隨時隨地都存在,腐蝕速度取決于材料的特性和環境狀況,如在潮濕空氣中,材料腐蝕速度要高于干燥環境,而在海洋大氣環境中,腐蝕速率又要高于不同環境;當環境中有氯離子、硫化氫等情況下,材料腐蝕往往會加劇;當兩種活性不同的金屬相互接觸時,高活性金屬更容易腐蝕,而低活性金屬則受到保護。


            腐蝕發生過程雖緩慢,但一旦腐蝕發展到一定的程度,導致災難性后果令人痛心疾首。如1997年6月27日北京某化工廠18個乙烯原料儲罐發生火災(因硫化物腐蝕),停產達半年,直接經濟損失達2億多元,間接損失巨大;2000年6月16日廣東某石化廠焦化裝置由于高溫管線硫化物腐蝕發生重大火災,大火燒了25min。2013年山東青島發生的“11.22”東黃輸油管道泄露爆炸事故,就與管道受到的腐蝕有關。


            面對材料腐蝕危機,常用防腐工程技術包括:①改變材料的內部結構而提高材料防腐性能。例如,把鉻、鎳加入普通鋼中制成不銹鋼。②在金屬表面覆蓋保護層。例如,添加緩蝕劑、涂漆、電鍍、熱噴涂、陽極氧化或用化學方法形成致密耐腐蝕的表面膜等。③電化學保護法,包括外加電流的陰極保護法和犧牲陽極保護法。


            那么防腐蝕工程技術在國民經濟建設中扮演怎樣重要角色呢?


            薛院士表示,防腐工程技術在國民經濟建設中不可或缺。并在礦山機械、化工石油、橋梁建造、輪船制造及其他生產和生活中都有著重要意義。適當的防腐措施可減少25-50%的腐蝕損失。


            防腐工程技術可有效提高材料的使用壽命,減少腐蝕事故發生率。如四川輸氣干線于1972年2月,首次在威成線加注緩蝕劑,至今已40年多,使局部腐蝕得到有效控制,取得了良好的效果。鉆井泥漿泵缸套,采用涂層防護后,其壽命由700小時提高到1200-1500小時,大大節約了成本,提高了生產效率。跨海大橋其設計使用壽命要達到100年,必須采用涂層、犧牲陽極等多種防護措施。


           
        “重點實驗室”勇擔重任  為國建設保駕護航


            中科院海洋新材料與應用技術重點實驗室,主要從事海洋新材料及腐蝕和損傷防護相關方面工作。薛院士表示他們團隊近幾年承擔了國家973計劃“海洋工程裝備材料腐蝕與防護關鍵技術基礎研究”、中科院先導計劃“海洋環境行為”、國家十三五重點研發計劃“高強度、大規格、易焊接海洋工程用鋼及應用”等國家重大課題;旨在研究材料在海洋環境中的損傷機理,開發適合于各種腐蝕環境的防腐與防護技術。如他們為寧波港碼頭、象山港大橋研制的高固厚膜重防腐涂料,有效解決的鋼管樁的防護問題;研制的防腐、耐磨一體化涂層,在國防涉海高技術領域得到應用。

         

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        中科院海洋新材料與應用技術重點實驗室

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            海洋大氣環境掛片試驗

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            石墨烯重防腐涂料產品

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            大尺寸海上溢油應急處理關鍵材料

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            沿海油罐重防腐涂層


           
        潛心科研五十載  為國發展鑄良劍


            薛院士回憶,他自1965年大學畢業,考取中科院蘭州化學物理研究所的研究生開始,在導師陳紹澧先生的指導下,開始從事材料的表面界面和新型材料的研究。80年代初,從美國進修回國,在黨鴻辛先生的支持下,開始了摩擦表面化學的基礎研究和特種潤滑材料在空間等高技術領域的應用研究,同時對材料的磨損等損傷防護開展研究工作。


            多年來,他和他的團隊做專心致力于這幾方面的研究工作:一是建立并完善了我國潤滑材料及摩擦化學研究的體系和平臺,提高了我國在這一領域的國際影響力;二是緊扣國家需求,研發了系列航天、海洋等高技術用的特種潤滑材料,在摩擦化學的基礎研究,納米材料在潤滑材料中的應用,他們團隊的工作處于國際前列;三是練就了一支有國際競爭力的團隊。


            薛院士認為,要帶領一個學科走向國際舞臺,獨立思考很重要,不能人云亦云,應注重學科交叉與融合,摩擦化學就是這樣一個領域。做材料研究,須緊密結合國家需求,做好實際應用,沒有成功被應用的物質,不應為材料。


           
        打破國外壟斷  開發高端防腐技術


            相比于內陸環境,海洋環境具有高濕度、高鹽分等特征,腐蝕性更強,尤其是在南海地區的高濕熱環境,造成的腐蝕更為嚴重。此外,材料在服役過程中,可能同時受到生物附著、腐蝕、磨損、疲勞等損傷。跨海大橋、港口碼頭、船舶、集裝箱等的制造都離不開防腐與防護,材料在海洋環境服役中需要更為嚴格的防護措施。


            薛院士認為腐蝕控制是海洋作業、海洋運輸、海洋裝備和海洋平臺設計首要考慮的問題之一。海洋環境中的腐蝕控制主要包括犧牲陽極和涂料兩大類,以涂料為主。但很遺憾,目前為止,我國海洋用高端防腐防污涂料及犧牲陽極等方面大多是依靠進口,且這些材料和技術基本上被國外大公司壟斷。他和團隊希望開發出具有自主知識產權的海洋材料和防護技術,打破這種壟斷。


           
        引領海洋材料技術前沿   共創防腐行業交流平臺


            習近平總書記在十八大報告中闡述了建設海洋強國的國家戰略。二十一世紀是海洋的世紀,提高我國海洋資源的開發利用能力,堅決維護國家海洋權益和安全,對于擁有1.8萬公里海岸線,300多萬平方公里管轄海域的海洋大國,具有十分重要的戰略意義。


            薛院士認為,堅定不移地推進國家海洋戰略,保護海洋安全,發展海洋經濟是我國目前的首要任務。海洋經濟的高速發展強烈依賴于先進的海洋工程裝備。海洋工程裝備的發展已列入國家高端裝備制造業“十三五”發展規劃。國家發改委也已組織實施2013年海洋工程裝備開發及產業化專項。由于海洋工裝備服役環境的特殊性和苛刻性,海洋材料是海洋裝備、海洋科技和海洋開發的物質基礎。多種因素導致材料在海洋環境中更容易失效和損傷。


            針對以上問題,中國腐蝕與防護學會于2014年開始,每年舉辦一次“海洋材料與腐蝕防護大會”,集聚國內外本領域專家與企業家,共同討論海洋材料、腐蝕防腐領域的發展方向,為企業家和科研人員提供交流的平臺,促進產學研結合,為我國海洋經濟的發展進盡全面之力。


            浙江省是國家推進建設的海洋大省,舟山是國家唯一的海洋新區,寧波在海洋經濟發展方面有著十分廣闊的前景和十分雄厚的基礎。本次海洋大會在寧波召開,正是天時、地利、人和。


            薛院士希望以后每屆的海洋材料與腐蝕防護大會進一步擴大規模、提高層次,邀請更多的國際知名專家、企業家參會。


           
        后記:隨著海洋污染程度的不斷增加,使得海水環境更加復雜化,也使得海水環境中的金屬材料腐蝕問題更加突出。未來,國家必然對海洋裝備的防腐蝕性提出更高的要求。大家攜手共進,譜寫海洋裝備防腐新篇章!


           
        人物簡介


            薛群基,材料化學和潤滑材料專家。1942年11月28日出生于山東沂南。1965年畢業于山東大學化學系。1968年中國科學院蘭州化學物理研究所研究生畢業。1997年當選為中國工程院院士。 中科院寧波材料技術與工程研究所研究員,所科技委主任;現任中科院海洋新材料與應用技術重點實驗室學術委員會主任;中科院蘭州化學物理研究所研究員,所學委會主任,曾任蘭州化學物理研究所所長。


            上世紀70年代開始材料結構與性能、特別是摩擦表面和界面的研究,80年代初在美國密執安大學研究潤滑失效機理,80年代中期建立了固體潤滑材料實驗室(蘭州),開始潤滑材料摩擦化學及航天、航空、海洋工程等高技術領域用固體潤滑材料的研究,他和團隊做出的成果得到國際同行的廣泛認可,并為國家重點工程的實施做出了貢獻。近年來,他又組建了中國科學院海洋新材料及應用技術重點實驗室(寧波),并在海工裝備損傷和防護、流體減阻及海洋防污方面做出了有影響的重要進展。


            他獲得3項國家自然科學和發明二等獎及10余項院省級獎勵。發表學術論文近400篇,專著4部,授權發明專利30余件。


            2002年獲得何梁何利科學與技術獎,2009年獲(中國)摩擦學最高成就獎,2009年獲中國化學會化學貢獻獎,2010年獲中國機械工程學會創新貢獻獎,2011年獲國際摩擦學金獎。

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