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耐蚀新材料的研发取决于 腐蚀数据的积累和研究
2015-07-01 00:00:00 来源:《腐蚀防护之友》
    本刊记者| 王 元 刘 娟
 

 
  李晓刚教授与董俊华研究员
    在泰国阿育塔雅火车站考察与本地人留影
 
        近日,中国腐蚀与防护学会与泰国腐蚀与防护学会启动了一年一度的学术交流会,双方就海洋、大气、土壤环境腐蚀以及预防高铁腐蚀问题展开深入讨论。并且就腐蚀环境调查、腐蚀规律研究、实质性项目合作等方面,决定了实施逐步开展的长远计划。
 
        值此中泰合作之际,《腐蚀防护之友》记者对中国腐蚀与防护学会副理事长兼秘书长、国家材料环境腐蚀平台主任李晓刚教授和中科院金属所董俊华研究员进行了以中泰合作的现实与未来意义为主题的专访。笔者整理如下:
 
 “一带一路”风头正盛,中泰首次合作具有什么意义?
 
      (1) 学术意义:对我们在更严酷的腐蚀环境下腐蚀数据的积累、腐蚀规律的研究、材料寿命的记录与研究,具有现实的学术、学科方面的意义。李老师说:“众所周知,越往南,腐蚀环境越恶劣,高温、高湿、高压的海洋环境越来越典型。像在我国西沙群岛试验站,我们积累过大量的腐蚀数据群,但西沙群岛并不是最苛刻的腐蚀环境;南沙地区腐蚀环境更严酷:高温、高湿、高压、高盐雾;泰国试验地区的腐蚀环境苛刻与我国的南沙地区相当。 腐蚀环境越严酷,腐蚀数据越有意义。因此这次中泰合作,学术意义重大”。
 
     (2) 现实意义:利于“一带一路”的战略发展。他说:“随着我国”一带一路“战略的推进,所处的环境基本都是西部高温、高湿的那种严酷的自然环境,因此材料的筛选、安全的评定、数据的录入都至关重要。材料尤为关键,腐蚀势必先行。在国家的经济建设中,纳入腐蚀因素的研究可以保证我们的装备构件在”一带一路“的自然环境下高效、安全、长寿命的运转!”
 
       据了解,历史上,日本、美国已经在很多年前展开了腐蚀环境的调查研究,并且这些调查研究的结果已经为他们的产品提供了技术上和学科上的支持。而我国在以前并没有进行完整的腐蚀环境调查和掌握相关的调查情况。因此这次中泰合作,可以说是首次,现实意义较大。

启动与泰国方面一年一度的学术交流会、学科交流长远计划,将做哪些方面的工作?
 
      (1) 中泰合作项目的启动。一年一度中泰双方腐蚀学科方面的交流、中泰学会、学科长远计划的推进、实施。
 
      (2) 中泰双方实质性项目的合作。国家材料环境腐蚀平台与泰国金属材料研究中心、泰国科技部材料技术研究所一起进行实质性项目的合作。李老师说:“我们的腐蚀调查就是合作的第一个项目;第二个项目计划于年底就在第一个项目的基础上进行逐步推开。在泰国各地环境比较酷热的地方建立暴晒试验基地,各种材料、涂镀层材料、金属材料在泰国的自然环境下、印度洋的自然环境下进行试验,进行腐蚀数据的积累、腐蚀规律的研究。而且这种工作上的合作是长期的”。
 
在泰国的腐蚀调查对在海外进行腐蚀数据的搜集只是一个开端,以后将会在哪些地区进行腐蚀环境下的数据积累?
 
        李老师说:“我们的科学工作在泰国只是一个开端,得到了泰方的大力支持,并取得了阶段性的成果。接下来我们将在马来西亚、印度尼西亚、越南、新加坡、沙特阿拉伯等东南亚地区展开双边的合作。总体来说,从学科角度来讲,越到南边,腐蚀越严重。从国家经济建设来讲,”一带一路“的扩展,即是往南扩展、往西扩展,这两方面动力促进我们在东南亚、欧亚大陆、西部地区腐蚀材料环境数据的积累是理所当然的事情。这也是学科方面的需要和建设方面的需要”。
 
周期浸润腐蚀试验箱作为一种测量腐蚀加速的装置,泰方如果建立腐蚀方向数据试验站,会不会运用我们这种产品和技术
 
       李老师向我们科普道:“周期浸润腐蚀试验箱不是在暴晒场用,暴晒场上取得的数据是在某个环境下的试验数据。比如说, 我们要评估一个构件、一个装备在某个环境下的腐蚀寿命,最简单的方法就是进行暴晒试验。这种方法在短期内可行,但是长期来说行不通,因为构件如果要求使用30 年或者更长,我们不可能就这个构件做30 年的暴晒试验。因此真正的科学材料腐蚀寿命的评估是在室内与室外联合进行的,我们就需要用到周期浸润腐蚀试验箱来评估材料的安全性和使用寿命。第一,室外积累这个试验材料的数据规律,然后在实验室里加速试验重现这个规律。这就是我们所说的利用周期浸润腐蚀试验箱获得腐蚀数据的方法, 周浸箱对腐蚀材料的安全评估、使用寿命的评估是一种最科学、最正确的方法,它所取得数据比在暴晒场取得的数据更科学!第二,周期浸润腐蚀试验箱是在室内使用的,周浸箱能够使室内短期加速腐蚀试验结果和户外长期暴露试验结果保持良好的相关性, 从而进行材料的大气腐蚀寿命的预测”。

 用周期浸润腐蚀试验箱去测量和不用周期浸润腐蚀试验箱去测量有什么不同?
 
       我们知道,耐蚀材料的选择原有一个比较粗糙的国家标准(进行盐雾试验的标准),但依赖这个标准不可能完全覆盖指导先进耐蚀材料的研发,这个标准是一个临界线。
 
       李老师说:“一种耐蚀新材料的研发实际上取决于环境,并且针对环境来研发所需要的耐蚀材料。从某意义上讲,周期浸润腐蚀试验箱的试验装置决定耐蚀材料的好坏。只有周浸箱相关的评估方法越科学,研发的耐蚀材料的性能会越高;反之就起不到多大作用。以日本为例,前几年,日本建议国家海事组织,为避免原油对海洋的危害,将全球所有邮轮由单壳改为双壳,因为双壳损坏可以再造,单壳一旦开裂,必然污染海洋。国家海事组织最终规定,所有的邮轮全是双壳。这里,就存在一个邮轮钢的研究, 日本人附带提了一个腐蚀环境下邮轮钢的试验装置,并报给了国家海事组织,因为这种新的游轮钢耐蚀材料的研发取决于这个试验装置。目前各个国家都在发展这个装置,但这个装置需要国海事组织授权才是合法的。”
 
       因此从某种意义上讲,周期浸润腐蚀试验箱的这种装置非常的重要!不仅决定了耐蚀新材料的研发,还会促进产业的发展。
 
      泰国腐蚀调查已然开始,近日,《腐蚀防护之友》致电中国科学院金属研究所董俊华研究员,董老师向我们介绍了腐蚀技术在泰国严酷的腐蚀环境下,即将开展的情况,及我们下一步的工作。

1 对于这次泰国腐蚀调查,请谈谈您的感受?
 
        董老师说:“正如李晓刚教授所讲, 这次赴泰国开展腐蚀调查,是我国腐蚀工作者第一次在我国疆域范围以外进行腐蚀调查,与泰方专家携手合作,了解了包括印度洋、泰国湾、泰国中部等低纬度地区的腐蚀概况,对我国与东南亚国家开展腐蚀合作研究具有里程碑式的意义。泰国气候的典型特点是高湿高热和紫外线强度高。南方泰国湾地区海岸线长,工业集中;北方多山地,农业较发达。较为明确的印象是南方的金属结构腐蚀和高分子材料老化普遍严重,北方的金属结构腐蚀稍弱但高分子材料老化依旧严重。由于ISO9223- 9227 对大气腐蚀性等级划分标准中没有考虑到温度的影响,这使得其腐蚀的严重程度与环境等级划分存在较大差异,这样的气候特点为我国大气腐蚀研究拓宽了环境范围和认知深度。本次考察获得了泰方专家的鼎力支持和帮助,结下了深厚的友谊, 为中泰双方在腐蚀领域开展密切合作奠定了基础。前不久在青岛召开的首届中泰双边腐蚀与防护交流会就是通过这次腐蚀调查所结出来的一项成果。此外,通过这次考察,我们还与中车集团建立了联系”。
 
2 将来,中国的高铁技术运用到泰国环境,会遇到哪些挑战?中国现有的技术中,哪些方面可以帮助泰国改善其腐蚀问题?
 
        泰国因其地理位置和气候的特殊性, 导致一些地区环境腐蚀性等级异常严酷,对我国高铁装备的安全运行将形成严重威胁。众所周知,基础设施和结构材料的服役寿命与环境腐蚀性密切相关。可以预测,在泰国, 铁路路基系统可能遭遇洪水考验;混凝土结构将长期处于潮湿状态导致钢筋腐蚀;供电电缆将长期面临高湿度造成的露水凝结而导致缝隙腐蚀和应力腐蚀的联合作用; 涂装漆和橡胶等高分子材料必将经受强紫外线和高温的考验;此外, 车体结构也将面临各种考验。我国的腐蚀研究长期受到国家和政府的关注和重视,培养并锻炼出了专业化素质较高的专门从事腐蚀防护工作的队伍,拥有了很多传统的和新型的产品和技术,尤其在耐蚀材料、阴极保护、涂料以及缓蚀剂等方面形成了很大的规模和产业。这些都可以为中国高铁在泰国的安全运行提供保障和支持。

3 对泰国进行腐蚀调研后, 请谈谈下一步的工作?
 
       第一次泰国考察时间较短,只了解了从泰国中部城市阿育塔雅到南方普吉岛和攀牙府区间的腐蚀情况。我们期待能再有机会从中泰高铁线路的起点(朗开)到终点(曼谷) 开展实地的腐蚀情况调查,为我国高铁提供更具体的第一手数据。另外,我们将根据现场调研的情况,与泰方在实场曝晒和实验室环境模拟开展密切合作,以获取腐蚀演化规律方面的结果。

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