我国海洋防腐产业亟待发展

杨 瑾

（山东社会科学院海洋经济研究所 青岛266071）

我国海洋防腐产业亟待发展

杨 瑾

（山东社会科学院海洋经济研究所 青岛266071）

在我国建设蓝色经济的同时，海洋腐蚀也在无时无刻威胁着海洋工程、船舶等的安全。文章通过对我国海洋腐蚀状况的分析及海洋工程防腐技术研发、实用的报道，提出在浪花飞溅区防腐刻不容缓以及我国海洋防腐产业亟待发展。

海洋经济；防腐涂料；海洋腐蚀；浪花飞溅区

2011年中旬，世界上最长的跨海大桥——山东高速胶州湾大桥已通过交工验收通车。胶州湾大桥工程自开工建设以来，海水腐蚀是建设技术最大的难题之一，桥体浸入水中的部分极易被海水腐蚀，而大桥所处海域含盐量是国内其他跨海大桥含盐度的2倍。支撑大桥的5 127根桩基及大桥的桥体为克服海水腐蚀，采取了一系列我国自行研发的海洋防腐技术及海洋防腐涂料，这些防腐技术及涂料的使用，确保了大桥的设计基准期为100年。

1 浪花飞溅区防腐刻不容缓

浪花溅起，银珠雪沫，美不胜收。然而，正是这柔弱无骨的碧海波涛，却成为当今海洋工程结构的头号杀手。据国际权威统计，全球每年由于全部腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的3%左右，据此估算，2010年我国的全部腐蚀损失超过1万亿元人民币。由于海水中含有大量的盐类，是一种强电解质溶液，造成的海洋腐蚀损害情况极为严重。每年我国在全部腐蚀损失中，海洋产业腐蚀的损失约占相当大的一部分比例。海洋工程结构浪花飞溅区的腐蚀控制、监测和维护工作的优劣直接关系到我国海洋工程建设的百年大计。

海洋腐蚀事故触目惊心。1980年3月，在北海大埃科菲斯克油田作业的亚历山大·基定德号钻井平台，在海浪的反复冲击下，5根巨大桩腿中的D号桩腿因6根撑管先后断裂，万余吨重的平台在25min内倾倒，123人遇难，造成近海石油钻探史上罕见的灾难。调查表明，此次事故是腐蚀疲劳所致。美国东部的一座铁桥，由于应力腐蚀开裂而塌落在俄亥俄河中，46人丧生……

我国的海洋腐蚀损害情况也不容乐观。在我国部分地区水利程工、港口工程的腐蚀情况较为严重，如华南地区18座海岸码头、引桥使用7～25年，腐蚀破坏占89%；国内22座使用年限在7～15年的混凝土水闸，腐蚀破坏占56%；使用年限在23年的61座混凝土水闸，腐蚀破坏占87%。我国南方城市湛江港于1956年建成了一座码头，建成后于1963年对其进行调查时发现桥底部分有顺筋裂缝，虽然于次年进行了一次修补，但使用20年后发现钢筋锈蚀更为严重，底板混凝土因钢筋锈蚀而大面积脱落，因码头耐久性的严重不足以及码头继续向前位移可能会导致的安全问题，而不得不予以拆除。

这些屹立在蔚蓝大海中、甚至成为海上一景的庞然大物通常都拥有着一个共同的特点——由钢铁或钢筋混凝土打造的“钢躯铁干”。然而在海洋温和的表面下，却是一个十分严峻的自然腐蚀环境，一道道美丽飞溅的浪花竟成为“吃金属的老虎”。海洋工程结构设计寿命一般为几十年甚至上百年，这些重大工程设施如果不能得到很好的腐蚀防护，将导致巨大的腐蚀破坏和经济损失。

据专家介绍：从腐蚀的角度看，海洋环境在纵向上分为海洋大气区、浪花飞溅区、海洋潮差区、海水全浸区和海底泥土区5个不同区带。国内外科学研究和工程实践表明，在各种腐蚀区带中，位于浪花飞溅区部位的钢铁和钢筋混凝土工程设施腐蚀破坏最为严重。我们曾做过一个实验，在这样的环境中放一块铁片，它受腐蚀的速度是陆地上的3～10倍。这是因为在这一区域海水飞溅、干湿交替，氧的供应最充分。同时，光照和浪花冲击破坏金属的保护膜，造成腐蚀最为强烈。由于钢铁及钢筋混凝土设施在海洋环境中的腐蚀很不均匀，在浪花飞溅区腐蚀的深度最为严重，一般为每年0.3～0.5mm，最高可达1mm，约是全浸区的3～5倍。一旦在这个区域发生严重的局部腐蚀破坏，那么整个设施的承载能力就会大大下降，使用寿命大大缩短，极大地影响着安全生产，导致设施提前报废。在浪花飞溅区的腐蚀是最大的安全隐患，如不采取有效防腐措施，及时防腐修补，可使海洋工程毁于一旦。

2 海洋防腐科技研发新进展

中国科学院海洋研究所是我国海洋防腐蚀行业的科研机构，侯保荣院士已从事海洋腐蚀与防护研究工作40余年，是研究海洋防腐界唯一的院士，在海洋腐蚀与防护领域取得了突出的科学成就。据他介绍：面对海洋腐蚀，如何开展必要的防护和控制措施，中国科学院海洋研究所早在50年前就开始了防腐蚀技术的研究。目前队伍不断扩大，成果不断增加，承担着国家“十一五”支撑计划，重点进行海洋构筑物的腐蚀防护研究，解决在浪花飞溅区腐蚀最严重的问题。2007年，侯院士作为首席科学家承担了“海洋工程结构浪花飞溅区腐蚀控制技术及应用”科技部支撑计划项目，联合国内20余家高校、科研单位和企业共同研究解决浪花飞溅区的严重腐蚀问题，并做出了多项示范工程。2011年2月，该项目通过了专家组验收。

海洋工程结构浪花飞溅区腐蚀控制技术及应用项目，是以我国海洋石油平台、海港码头和跨海大桥等重大海洋工程设施为研究对象，通过科研院所、高等院校和企业的联合攻关，研究现役和新建钢结构、钢筋混凝土结构设施的浪花飞溅区腐蚀防护与修复关键技术、腐蚀检测技术、腐蚀安全性评价和寿命预测技术以及腐蚀损伤数据库与数字仿真技术，从而显著提高海洋重大工程设施的腐蚀防护和控制技术水平，建立了海洋工程设施浪花飞溅区腐蚀风险评价标准和相关的技术规范。项目旨在为我国重大海洋工程建设和工程设施腐蚀控制提供技术支撑和保障，同时带动一批相关海洋防腐蚀产业的发展。针对海洋环境中腐蚀最为严重的钢结构浪花飞溅区，该课题建立了浪花飞溅区钢结构矿脂复层包覆防护技术，分矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、缓冲层和防蚀保护罩4层配套形成了一个完整的技术体系，并成功应用于青岛海湾大桥，像一个“盔甲”一样保护着大桥［1］。

包覆防腐蚀技术不但用于新建海洋工程，还可用于海洋工程的腐蚀修补。专家说：“包覆防腐蚀技术和牙医补牙很像，就是先把破洞磨掉，然后在洞内填补上材料。在外面包裹上一层‘烤瓷牙’。这样做，就具有长效经济的防腐蚀效果，对暴露于浪花飞溅区部位的钢铁设施，包括各种重腐蚀区的钢结构和钢筋混凝土设施，如跨海大桥、钻采平台和港口码头等具有广泛的效用，而且至少能用30年”。

该防护体系已有3项国家发明专利，一项实用新型专利于2009年获得国家专利局的授权证书，从而使该防护技术得到国家法律的保护。制定了防护产品的制造、品质检验等5项标准，形成了一套完整的防护方案和施工工艺。该技术表面处理简单，施工方便，可带水施工，绿色环保，适用于规则和不规则形状钢结构的腐蚀防护修复。

该课题组的科研人员还成功开发了低成本、低表面处理要求的混凝土涂层防护涂料，在青岛胶州湾大桥、日照港煤码头及原油码头、深圳大铲湾集装箱码头、厦门海沧大桥等国家重大工程设施完成了9项示范工程，防腐保护面积达5万m2余；建立了牺牲阳极阴极保护材料、钢筋混凝土专用防护涂料、浪花飞溅区防腐蚀使用的矿脂带、矿质防腐蚀膏及防蚀保护罩等3条生产线。

该项目针对海洋工程结构浪花飞溅区所面临的腐蚀防护和监检测问题开展了系统的研究，分别在腐蚀防护、监检测与评价、腐蚀数据库建立等方面取得了一系列创新性成果，项目编制完成了标准、规范23项；获得国内专利授权22项；已经发表了10余本专著和几百篇论文；通过对项目的研究，凝聚和培养了一支高水平的海洋工程腐蚀防护领域的科技队伍。

3 海洋防腐产业迎来发展新契机

现代的腐蚀控制技术并不同于人们简单理解的“除锈”。作为一门专业学科，腐蚀控制已有着现代化的作业机械和严格的作业规范，被广泛地应用于建筑工程、航天航空、储罐管道、水利电力和医药卫生等各个领域。

人们最熟悉的海洋防腐，可能就是渔船的保护了。我们经常可以看到一些渔船的底部黏满了很多海蛎子、海藻等生物，这会使得船体增加自身重量，增大船舶航行时的前行摩擦阻力，降低航行速度，也就增加了船舶动力燃料的消耗。近年来，已经研究出一种新型的低毒涂料，可谓是“环境友好型”的，既可实现对海蛎子的“精确打击”，消灭附着在其上的幼虫，又不伤害其他生物，不污染海水。这只是用作船外壳的防腐涂料［1］。

侯保荣院士说：“从目前世界防腐蚀技术的发展来看，有25%～40%的腐蚀损失是可以避免的”。他表示，在国家扩大内需、促进经济增长的大环境下，我国的防腐蚀产业遵循“绿色防腐”“科学防腐”的原则，对减少腐蚀造成的国民经济损失，促进资源节约、提高资源利用率方面可大有作为。

海洋涂料的两大基础系列产品是海洋防污涂料与海洋防腐涂料。按防腐对象材质和腐蚀机理的不同，海洋防腐涂料可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料。非钢结构海洋防腐涂料主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。

我国海洋防腐、防污涂料的开发从“四一八”船舶涂料攻关起步至今，历经两代人的艰苦奋斗，目前已经开发出一些海洋防腐、防污涂料的品种，主要集中在青岛、上海、大连、天津、常州、广州及厦门等几家油漆厂生产。近年来，虽然我国建立了一些质量管理监督机构，但整体技术水平仍落后于先进国家，高端的产品生产依靠国外。目前我国海洋防腐涂料市场呈现十分激烈的竞争态势，国外大涂料公司的合资或独资企业几乎占领了我国海洋涂料的主要市场。在海洋防腐、防污涂料的船舶涂料领域，全球十大船舶涂料公司在2003年就已全部进驻中国，并建有生产基地。

4 “蓝色经济”催生防腐涂料市场

“十二五”期间海洋开发上升为国家发展战略，沿海各地区掀起发展“蓝色经济”的高潮。随着我国蓝色经济的发展，我国将在下面几个方面推动海洋防腐涂料市场的快速增长。

4.1 船舶和集装箱制造业

我国2010年造船已达到2000多万t，赶上或超过韩国、日本，成为世界第一造船大国。涂料在造船中的费用仅次于钢板。在集装箱制造方面，我国现已崛起成为世界上最大的集装箱出口国，占据了全球集装箱吞吐量的1／3。2010年我国集装箱产销量约为256万TEU，市场占有率达95%以上，连续18年蝉联世界第一集装箱产销大国。

4.2 跨海大桥的兴建

随着海洋开发规模的不断扩大，作为海洋开发基础设施的跨海大桥和临海大桥将不断新建。如，宁波杭州湾大桥、青岛胶州湾大桥等，目前国内主要有近10座跨海大桥。这些海洋构造物都需要有较长的防腐年限，这将为海洋防腐涂料带来巨大市场。

4.3 海上石油平台及海底管线建设

我国正在服役的海洋石油平台约有160多座，同时大量船舶及海底输油管线为海上石油开采服务。而且我国在未来5年内，将投资500多亿元在渤海建设50个采油平台，1 100口生产油井。

4.4 沿海港口的兴建

预计将来的5～10年内，我国每年都将投入300亿～400亿元进行沿海港口建设，这将为海洋防腐涂料带来数10亿元的市场，将有效地刺激海洋防腐涂料市场的快速增长。

在我国，海洋混凝土防腐涂料则处于起步阶段。混凝土作为一种非金属材料广泛地应用于跨海桥梁和沿海工程中，并且在海水中的腐蚀相当严重。所以，在海洋条件下使用的混凝土结构应该加以保护，以延长其使用寿命，以达到建筑物的“持久性”。国家海洋局和交通部已经决定对在建和待建的海洋工程中的混凝土涂覆专用保护涂料，研发海洋混凝土防腐涂料将是我国海洋防腐涂料的重点发展方向之一。

除此之外防腐涂料还将呈现以下发展趋势：①品种由单一转向多功能。开发出许多性能优良的高温防腐、抗静电、高弹性、无毒等多功能防腐涂料。②档次由传统型转向环保型。用节能、低耗、环保型的防腐涂料替代传统的溶剂型防腐涂料已势在必行。③防腐技术由专用性转向适应性。

我国的涂料防腐过去是以防锈、耐油、耐温为主，专用性较强。随着涂料防腐技术的发展，其应用适应性引起了人们更多的重视：一是要施工方便，着色性好，适应性强，不受设备结构、形状的限制，重涂和修复方便，费用低；二是可与其他防腐措施配合使用，获得较好的防腐效果。

2010年11 月，“海洋防腐蚀产业技术创新战略联盟”在青岛举行了正式签约仪式，联盟的成立标志着青岛市在“十二五”期间将努力打造从海洋科研、工程示范、产业化基地为主线的海洋防腐科技创新产业链［2］。力争到“十二五”末，青岛市海洋防腐产业产值突破20亿元，海洋腐蚀损失减少200亿元，国内市场占有率超过40%，争取各类科研经费过亿元。该联盟的签约标志着我国海洋工程设施表面防护技术研究基地在逐渐形成。

近年来，我国海洋经济迅猛发展，海洋腐蚀的防护已成为我国经济发展中亟须解决的重要课题。随着我国沿海各地蓝色经济区的建设，“十二五”期间，全国将在海洋资源开发、海上交通运输等领域建设大量的基础性设施、船舶及海洋工程装备，由此催生了海洋防腐产业巨大的市场需求。作为涂料市场重要组成部分的海洋防腐涂料也将快速发展着，预计在2012年，我国海洋防腐涂料市场规模可超过100亿元。

［1］巩合生.贴“面膜”不让海蛎子爬满船底，穿“外套”防止浪花伤海湾大桥［N］.青岛晚报，2011－04－12（A4）.

［2］廖洋.浪花飞溅区防腐刻不容缓四载攻关终获累累硕果［N］.科学时报，2011－03－05（A3）.