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中国工程院院士侯保荣:驯化“吃铁老虎”

2020-12-13   经济日报   阅读量:78

    提到大海,你会想到什么?

    是千里波涛滚滚来的雄浑壮阔,还是浪花有意千重雪的自由洒脱?是茫茫东海波连天的浩瀚无垠,还是三万里河东入海的博大胸怀?

    对于中国工程院院士、中国科学院海洋研究所研究员侯保荣来说,大海这片赋予了我们普通人无尽诗意的蓝色王国,更像是一只顽劣而执拗的“老虎”。唯一不同的是,别人家的老虎吃肉,这只,吃铁。

    “我不会干别的,这辈子就想干好海洋腐蚀与防护这一件事。”作为中国海洋腐蚀与防护研究“拓荒者”,侯保荣经常这样说。

    1970年3月份,侯保荣被分配到中国科学院海洋研究所。从那一天起,他便与海洋腐蚀与防护结下了不解之缘。在海洋腐蚀与防护领域,中国起步晚,科研基础极为薄弱,研究几乎从零开始,可侯保荣并没有退缩。

    当时,正值上海要建设金山石油化工总厂,需要从大庆输送原油,因而建设一个码头成为当务之急。可是,码头建设的主要材料就是钢铁,如何防腐蚀成了摆在大伙面前的重要课题。

    “码头防腐蚀最好采用阴极保护技术。可在当时,别说阴极保护这种高精尖技术,我国连难度低不少的‘牺牲阳极板’技术都不过关。没办法,研究组只能采用外加电流的‘笨办法’,用高硅铸铁做阳极,在平台上一住就是1个多月,没日没夜地做试验。”侯保荣说。

    一块铁,分五段,一段暴露在大气中,一段要经受海浪拍打,一段随潮汐涨落时隐时现,一段浸在海水里,一段埋在泥沙里,在海洋环境中究竟哪个部分腐蚀最严重?这是侯保荣在接触海洋腐蚀研究后遇到的第一个难题。

    为彻底搞清楚海洋环境腐蚀规律,侯保荣与上海钢铁研究所、上海第三钢铁厂等合作伙伴在国内开展了首次钢材外海长尺挂片实验。

    1972年,一个模拟水池在陈山码头建立起来。有了这个水池,研究组终于可以模拟潮涨潮落,得到相对准确的研究数据了。现场试验结束后还需要取样,侯保荣得从试验现场把那些金属样板背到中科院冶金研究所作检测。

    “先要坐火车赶到市区,再徒步走上几公里路程。那些样板加在一起得有五六十公斤,一次可背不动。每次我都会把样板分成几份,背上一份走上一段路,放下,再回来背上另一份,再走上一段路。”侯保荣回忆说。

    就这样,侯保荣绘制出了我国第一条钢材在海洋环境中的腐蚀规律曲线。数据表明,腐蚀最严重的区域是受海浪拍打的部分——浪花飞溅区。这一结果为准确认识海洋腐蚀机理及提升腐蚀防护技术奠定了坚实基础。

    摸清海洋环境腐蚀规律后,就可以着手解决腐蚀防护短板问题了。侯保荣说,当年他与其他几位院士一起提出了“我国海洋工程设施浪花飞溅区防腐蚀工作亟待加强”的建议。这份建议得到了国家有关部门的高度重视,“十一五”“十二五”国家科技支撑计划连续给予支持。

    在此后的日子里,针对腐蚀最为严重的海洋浪花飞溅区,团队经过多年攻关,自主研发出复层矿脂包覆防腐蚀技术(PTC)。该技术于2007年应用于青岛港液体化工码头钢桩。回访结果显示,直到今天,钢桩上包覆的4层材料依然完好保持着当初的状态与性能,内部金属表面没有发生任何腐蚀。目前,该技术已成功应用于胜利油田、龙源风电等40项重大工程,为我国海洋经济蓬勃发展保驾护航。

    在此基础上,侯保荣再接再厉,带领团队研发出适用于大气区各类异型结构的氧化聚合包覆防腐蚀技术(OTC)、能够延长海洋钢筋混凝土结构使用寿命的海洋柔韧型钢筋混凝土表面防护技术(FCC)、应用于海洋石油平台的阴极保护监测技术等多项专利成果。截至目前,这些成果已累计服务于110余项重大防腐蚀工程。

    多年来,侯保荣一直积极推动海洋腐蚀平台建设。从成立专门的教研组,到建立起青岛市、山东省重点实验室,再到今天的国家海洋腐蚀防护工程技术研究中心、青岛海洋科学与技术试点国家实验室开放工作室,一系列平台为我国海洋腐蚀研究提供了强大的科技支撑。

    侯保荣曾经在不同场合多次强调这样一个数据关系:“在结构新建时,如果节省了1元的腐蚀防护费用,在腐蚀刚发生时维护工作大约会花掉5元,在发生轻度腐蚀时修复工作需要花费25元,如果腐蚀严重威胁安全时修复工作就需要125元。”这些话,他不厌其烦地强调了一次又一次,因为他希望用毕生所学,为国家基础设施及重大装备穿上一件有效的腐蚀防护“外衣”。

    2019年,侯保荣荣获全球国际腐蚀组织(NACE)科技成就奖,成为国内唯一获此殊荣的科学家。2020年,他领导的国家海洋腐蚀与防护工程技术研究中心又荣获NACE卓越组织奖。

    时至今日,侯保荣仍然奋战在科研第一线,身体力行地推广海洋腐蚀防护研究成果转化工作。