走進(jìn)廣東腐蝕科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院的展廳，一個(gè)巨大的中空?qǐng)A柱形防腐蝕鋼管樁呈現(xiàn)在面前。港珠澳大橋的每個(gè)橋墩都由這些附著特殊防腐涂層的鋼管樁來(lái)支撐，這些涂層能有效抵御海水、空氣的腐蝕以及紫外線的照射老化，從而保障大橋?qū)崿F(xiàn)120年的設(shè)計(jì)使用壽命。

而今，在廣東腐蝕科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院科技成果轉(zhuǎn)化的助推下，這些曾服務(wù)于國(guó)家重大工程的防腐蝕技術(shù)，正加速“飛入”大灣區(qū)的各行各業(yè)與尋常百姓家。讓我們一起走近這項(xiàng)神奇技術(shù)，了解它如何讓身邊的器物更加經(jīng)久耐用。

廣東腐蝕科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院 圖源：廣州日?qǐng)?bào)

聯(lián)合防護(hù)技術(shù)

為大橋防腐蝕上了“雙保險(xiǎn)”

腐蝕對(duì)社會(huì)造成的危害常常被忽視，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占GDP的3%。而防腐是一門(mén)交叉學(xué)科，幾乎涉及我們生活的方方面面——從高精尖的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、半導(dǎo)體芯片，到尋常的家電、門(mén)窗，都離不開(kāi)防腐技術(shù)的支持。

廣東腐蝕科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“防腐院”）是由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、國(guó)家金屬腐蝕控制工程技術(shù)研究中心和廣州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)聯(lián)合舉辦的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)。

在港珠澳大橋設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中，防腐院團(tuán)隊(duì)參與研發(fā)的“新型涂層與陰極保護(hù)聯(lián)合防護(hù)技術(shù)”在大橋的防腐蝕領(lǐng)域起到了重要作用，滿足了大橋的耐久性設(shè)計(jì)要求。

這項(xiàng)聯(lián)合防護(hù)技術(shù)為大橋防腐蝕上了“雙保險(xiǎn)”。

第一道“防線”由團(tuán)隊(duì)采用SEBF/SLF重防腐環(huán)氧體系新型涂層的鋼管樁構(gòu)筑，該涂層具有高致密性、耐劃傷、低吸水率等特性，能有效減緩腐蝕介質(zhì)的滲透。

第二道“防線”則是陰極保護(hù)技術(shù)，它能在涂層破損處主動(dòng)提供電化學(xué)保護(hù)，抑制金屬溶解，為橋墩提供雙重保障。

港珠澳大橋采用聯(lián)合防護(hù)技術(shù)為大橋防腐蝕上了“雙保險(xiǎn)” 圖源：廣州日?qǐng)?bào)

新型涂層與陰極保護(hù)技術(shù)兩者?協(xié)同，可實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的防腐蝕效果?，特別是在橋墩的潮差區(qū)、海泥區(qū)等復(fù)雜腐蝕環(huán)境中，防護(hù)效能遠(yuǎn)超單一技術(shù)。相關(guān)技術(shù)人員透露：“大橋上的每個(gè)橋墩使用7個(gè)鋼管樁。防腐蝕的重中之重集中在潮差區(qū)和海泥區(qū)——海泥區(qū)是橋墩與海底直接接觸的部分，橋墩要打進(jìn)泥里，必須打得結(jié)實(shí)，這就要求涂層必須致密包裹鋼材，不能在受力條件下破損剝落；潮差區(qū)則因漲潮時(shí)被海水淹沒(méi)、退潮時(shí)暴露于空氣和陽(yáng)光下，腐蝕最為嚴(yán)重。因此，我們對(duì)這兩個(gè)區(qū)域做了最周密的防護(hù)。”

據(jù)介紹，正是在新型防腐蝕技術(shù)的支撐下，港珠澳大橋大大節(jié)省了鋼材的使用，“我們的橋樁鋼管用鋼量與國(guó)外同類(lèi)型跨海大橋相比，節(jié)約鋼材約2/3，這大大節(jié)約了建設(shè)成本。”

為監(jiān)測(cè)防腐蝕技術(shù)的成效，港珠澳大橋的橋墩鋼管樁內(nèi)部安裝了監(jiān)測(cè)裝置，現(xiàn)場(chǎng)還設(shè)有腐蝕監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。同時(shí)，防腐院團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)程終端監(jiān)測(cè)軟件，可智能監(jiān)測(cè)大橋的腐蝕狀況。

腐蝕控制技術(shù)：包括涂料涂層、表面改性、耐腐蝕材料研發(fā)、電化學(xué)保護(hù)、水質(zhì)穩(wěn)定劑、監(jiān)測(cè)技術(shù)、服役安全評(píng)定與壽命預(yù)測(cè)等，多項(xiàng)技術(shù)的融合將大大提高器物的防腐蝕性能。

港珠澳大橋總工蘇權(quán)科：

向數(shù)字化大橋進(jìn)發(fā)

近期，中央宣傳部、中國(guó)科協(xié)向全社會(huì)發(fā)布“最美科技工作者”先進(jìn)事跡。在10位“最美科技工作者”中，香港科技大學(xué)（廣州）教授、港珠澳大橋工程總工程師蘇權(quán)科光榮入選。

港珠澳大橋定下的設(shè)計(jì)使用壽命是120年。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，蘇權(quán)科踏遍十幾個(gè)國(guó)家跨海工程現(xiàn)場(chǎng)，反復(fù)論證修改了數(shù)百本設(shè)計(jì)研究方案，扎根一線研究復(fù)雜惡劣的海洋條件，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了一個(gè)個(gè)世界橋隧建造史上的難題。

蘇權(quán)科主持研究攻克了海洋環(huán)境橋島隧工程長(zhǎng)壽命建造與安全運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)。他從結(jié)構(gòu)質(zhì)量與壽命關(guān)系這一重大科學(xué)問(wèn)題入手，歷時(shí)20年，探明了使用年限與設(shè)計(jì)指標(biāo)間的關(guān)系，構(gòu)建了基于可靠度的耐久性設(shè)計(jì)理論，實(shí)現(xiàn)海洋腐蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計(jì)突破。同時(shí)，他創(chuàng)建了“腐蝕風(fēng)險(xiǎn)—防護(hù)效果—全壽命成本”的附加防腐蝕措施綜合設(shè)計(jì)方法，有效降低了建養(yǎng)成本。此外，他還構(gòu)建了跨海橋隧結(jié)構(gòu)耐久性“監(jiān)（檢）測(cè)——評(píng)估——再設(shè)計(jì)”一體化全壽命維護(hù)技術(shù)體系。

蘇權(quán)科和團(tuán)隊(duì)攻克了一系列難題，形成數(shù)百項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和一系列科技成果，構(gòu)建起跨海集群工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)體系；編寫(xiě)了63本建設(shè)運(yùn)維技術(shù)手冊(cè)和規(guī)范，貢獻(xiàn)了首批粵港澳大灣區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，很多內(nèi)容成章節(jié)轉(zhuǎn)化成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。

“未來(lái)，我們要把港珠澳大橋建設(shè)成世界一流的數(shù)字化大橋。”蘇權(quán)科說(shuō)，要通過(guò)當(dāng)前數(shù)字化、智能化的運(yùn)維管理，力爭(zhēng)使大橋的使用壽命達(dá)到更長(zhǎng)。

相關(guān)腐蝕控制技術(shù)

被應(yīng)用于多項(xiàng)重點(diǎn)工程

近年來(lái)，防腐院的相關(guān)腐蝕控制技術(shù)被應(yīng)用于大灣區(qū)乃至全國(guó)的多項(xiàng)重點(diǎn)工程。

相關(guān)技術(shù)人員舉例，針對(duì)設(shè)計(jì)壽命達(dá)100年的國(guó)務(wù)院重大輸水工程——珠三角水資源配置工程，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了耐久性防護(hù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究、鋼管接口犧牲陽(yáng)極聯(lián)合保護(hù)技術(shù)研究、鋼管耐久性防護(hù)涂裝技術(shù)研究、內(nèi)襯鋼管腐蝕防護(hù)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)研究、雜散電流排流技術(shù)研究、百年壽命評(píng)定技術(shù)研究等一系列科研攻關(guān)，并將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)工程的管網(wǎng)中。

“我們不僅給管網(wǎng)加自主化防腐涂層，還個(gè)性化地提供具體解決方案。每段管網(wǎng)面臨的情況不同，有的埋在土里，有的泡在水中，我們會(huì)針對(duì)不同的環(huán)境提供相應(yīng)的解決方案。這些供水管網(wǎng)的直徑為4.5米至6米，原先的預(yù)期壽命是50年，在各類(lèi)防腐蝕技術(shù)的助力下，現(xiàn)已提升至100年。”

展廳中的各種防腐材料、工藝展示 圖源：廣州日?qǐng)?bào)

據(jù)介紹，這項(xiàng)工程還起到了很好的示范作用，它所使用的全壽命周期服役飲用水管道納米功能粉末涂料，目前正在環(huán)北部灣供水工程中推廣使用，“我們?cè)诠┧艿婪矫娴南嚓P(guān)防腐技術(shù)，打破了國(guó)外對(duì)該技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷。”

而在西氣東輸、污水管網(wǎng)、商用核電站等特殊管網(wǎng)的維護(hù)上，不僅團(tuán)隊(duì)的防腐蝕技術(shù)大顯身手，各類(lèi)腐蝕監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)技術(shù)也獲得了很好的應(yīng)用，“核電站的安全保障工作非常重要。在這些服役環(huán)境條件苛刻的管網(wǎng)內(nèi)，無(wú)法進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)。因此，我們建立了先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了潛在風(fēng)險(xiǎn)的提前防范，保障了核電站的安全運(yùn)行。”

推動(dòng)尖端防腐技術(shù)

服務(wù)于百行千業(yè)

如今，防腐院依托自有技術(shù)，已孵化出近十家產(chǎn)業(yè)化公司，推動(dòng)尖端防腐技術(shù)服務(wù)于百行千業(yè)。

由防腐院自主技術(shù)培育的廣東傲博新材料有限公司，其團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于功能粉末涂料的高新技術(shù)研發(fā)和制造。這些涂料可以直接用于汽車(chē)、3C產(chǎn)品、家電、五金建材等的表面噴涂，還能根據(jù)客戶需求進(jìn)行個(gè)性化定制。

該公司目前還牽頭了一項(xiàng)與海洋重防腐相關(guān)的省重點(diǎn)項(xiàng)目。在填海造島，建設(shè)海上鉆井平臺(tái)、海上風(fēng)電等領(lǐng)域，都需要使用鋼筋等金屬材料，這些材料的表面必須經(jīng)過(guò)涂料特殊處理，否則會(huì)很快銹蝕，公司負(fù)責(zé)人表示：“有了港珠澳大橋這樣的國(guó)家重大工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，我們積累了很多原創(chuàng)的硬科技，因此在這些領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展非常迅速。”

該系列防腐涂料不僅能實(shí)現(xiàn)VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）零排放，還可根據(jù)客戶需求設(shè)計(jì)為具有導(dǎo)電或絕緣功能，并提供不同的顏色、阻燃效果等。此外，其附著力比普通油漆高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，幾乎難以剝落。

防腐涂料產(chǎn)品 圖源：廣州日?qǐng)?bào)

鐵太脆銅太貴？

高分子耐腐蝕材料“真香”

石油、石化、化工領(lǐng)域，以及變電站、高層建筑等易遭雷擊，一旦發(fā)生雷擊，需要迅速將電能傳導(dǎo)至地下，以避免火災(zāi)等次生災(zāi)害。這時(shí)，高性能的接地材料就顯得尤為重要。

在防腐院自主技術(shù)培育的廣東和通科技有限公司，有一款高分子耐腐蝕材料。“如果用鐵來(lái)做接地材料，土壤會(huì)很快腐蝕它，壽命非常短。因此更多人愿意用耐腐蝕和導(dǎo)電性強(qiáng)的銅，但隨著銅價(jià)猛漲，很多業(yè)主方也感到‘壓力山大’。為此，我們研發(fā)了一種特殊的高分子材料，它導(dǎo)電性能很好，硬度強(qiáng)，又不容易被土壤腐蝕降解，有望成為理想的接地材料，服務(wù)于電網(wǎng)或高層建筑等眾多防雷場(chǎng)景。”

目前，茂名供電局、海南原油庫(kù)、汕頭供電局、澳門(mén)輕軌設(shè)計(jì)等項(xiàng)目采用了防腐院的新型防雷接地系統(tǒng)產(chǎn)品，保障了在沿海地區(qū)鹽漬土壤、廣東地區(qū)酸性土壤、石化設(shè)備下高腐蝕性土壤等環(huán)境中接地系統(tǒng)能夠高安全長(zhǎng)壽命運(yùn)行。

從船舶到風(fēng)電

緊盯重防腐蝕領(lǐng)域

防腐院自主技術(shù)培育的九州新材料（廣東）有限責(zé)任公司，主要開(kāi)發(fā)制造船舶涂料及重防腐涂料，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出聚硅氧烷面漆技術(shù)、有機(jī)硅防污技術(shù)、纖維增強(qiáng)環(huán)氧技術(shù)、納米活化鋅提高防腐蝕技術(shù)，為船舶、海洋工程裝備、化工、電力、新能源風(fēng)電等領(lǐng)域提供特殊涂料。

目前，防腐院已服務(wù)企業(yè)超過(guò)1000家，覆蓋全國(guó)一半以上的省份，其中半數(shù)企業(yè)位于粵港澳大灣區(qū)。該院正努力推動(dòng)在大灣區(qū)逐步打造千億級(jí)腐蝕控制產(chǎn)業(yè)集群。該院相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“我們研制的新型7系鋁合金及其熱處理技術(shù)已形成專(zhuān)利，并規(guī)模化應(yīng)用于廣東省內(nèi)某上市公司汽車(chē)防撞梁制造，產(chǎn)品良率從70%提升至95%，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。以該鋁合金防撞梁年產(chǎn)1萬(wàn)噸計(jì)算，此項(xiàng)技術(shù)每年可為公司節(jié)省成本1000萬(wàn)元。”

參考來(lái)源

廣州日?qǐng)?bào)《太實(shí)用了！讓港珠澳大橋能扛120年的黑科技，正走進(jìn)千家萬(wàn)戶》

https://mp.weixin.qq.com/s/8bUx7oIoguMLhDkTfLvj2w