“防腐衛(wèi)士”侯保榮： 降住海中“吃”金屬的“老虎”

　　得到的成績只代表過去，我會(huì)繼續(xù)奮斗在腐蝕研究的第一線，盡自己最大的努力，為我國防腐事業(yè)作一點(diǎn)兒貢獻(xiàn)。

　　中國工程院院士、中國科學(xué)院海洋研究所研究員

　　侯保榮

　　弘揚(yáng)科學(xué)家精神

　　浩瀚無垠的大海，不僅是生命的搖籃，更是人類取之不盡、用之不竭的資源寶庫。然而，海洋的自然環(huán)境，也在侵蝕著海洋重大工程，悄無聲息地影響著海洋經(jīng)濟(jì)安全。

　　提起侯保榮，業(yè)內(nèi)都稱這位中國工程院院士、中國科學(xué)院海洋研究所研究員為“海洋防腐衛(wèi)士”。自少年時(shí)，侯保榮就暗下決心，要用畢生精力把我國的海洋防腐技術(shù)提升至世界一流水平。50年來，他櫛風(fēng)沐雨、披荊斬棘，理清了海洋腐蝕機(jī)理，研發(fā)出腐蝕防護(hù)技術(shù)，主持全面腐蝕調(diào)查，為中國海洋經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)保障。

　　近日，侯保榮獲2021年度中國科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)。此前，他還獲得了由聯(lián)合國世界腐蝕組織(WCO)頒發(fā)的首屆世界“腐蝕成就獎(jiǎng)”，該獎(jiǎng)全球僅他一人獲得。

　　把大海“搬”進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

　　“我就專心干好海洋腐蝕防護(hù)這一件事。”侯保榮對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說。

　　上世紀(jì)70年代，國內(nèi)一般將海洋腐蝕環(huán)境分為大氣區(qū)、潮差區(qū)和海水區(qū)。潮差區(qū)因潮水忽高忽低、風(fēng)吹日曬，一度被認(rèn)為是腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域。

　　然而，事實(shí)果真如此嗎？

　　年輕的侯保榮在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在同一根鋼樁上，位于潮差區(qū)上方的部分腐蝕嚴(yán)重，而真正位于潮差區(qū)的部分反而腐蝕較輕。為進(jìn)一步確認(rèn)，他又專門查閱了國外的相關(guān)文獻(xiàn)。這些資料表明：海洋潮差區(qū)腐蝕輕，而浪花飛濺區(qū)的腐蝕最為嚴(yán)重。

　　“我當(dāng)時(shí)就決定，要徹底弄清到底哪個(gè)區(qū)域腐蝕最嚴(yán)重。”侯保榮回憶道。

　　為了找出答案，侯保榮等人在國內(nèi)首次進(jìn)行了外海長尺掛片實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，浪花飛濺區(qū)是被忽視的“大老虎”，它才是海洋腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域，是真正的腐蝕防護(hù)短板。

　　“盡管外海長尺掛片能夠真實(shí)反映外海實(shí)際鋼樁的腐蝕情況，但海洋環(huán)境惡劣，樣品十分容易丟失，而且試樣處理方法繁瑣，試驗(yàn)難度很大。”侯保榮說。

　　當(dāng)時(shí)，他萌生了一個(gè)大膽的想法：把大海“搬”進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。這樣不僅樣品不會(huì)丟失，而且樣品處理起來也更精確。

　　于是，侯保榮等人在海邊臨時(shí)建了一個(gè)連通海水的水池，以開展模擬海洋腐蝕環(huán)境的掛片實(shí)驗(yàn)。而后，他們利用這個(gè)裝置進(jìn)行了1年的掛片實(shí)驗(yàn)。

　　實(shí)驗(yàn)的過程是艱辛的。

　　“我要從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場把那些金屬樣板背到中國科學(xué)院上海冶金研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測分析，其間要先坐火車趕到市區(qū)，再徒步行走大約一兩公里。”侯保榮回憶道。

　　侯保榮一個(gè)人背不動(dòng)總重量達(dá)五六十斤的樣板，只能把樣板分成幾份，先背一部分走上一段路，然后將其放下，再匆忙折回去背剩下的，最后到實(shí)驗(yàn)室時(shí)天都黑了。雖然很累很餓，但他心里美滋滋的。

　　侯保榮顧不上條件簡陋、吃苦受累，他最關(guān)注的還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果。功夫不負(fù)有心人，最終他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：模擬腐蝕實(shí)驗(yàn)確實(shí)能夠反映外海的腐蝕規(guī)律。

　　攻克鋼鐵表面海水殘留難題

　　經(jīng)過多次長尺實(shí)驗(yàn)，侯保榮又開始思考：“為什么前人都認(rèn)為潮差區(qū)海水腐蝕最嚴(yán)重？”仔細(xì)研究早前的文獻(xiàn)后，他發(fā)現(xiàn)，這是由于實(shí)驗(yàn)方法不正確造成的。

　　侯保榮解釋道，海洋中的鋼鐵設(shè)施上下是自然電導(dǎo)通的，而前人研究卻將多片試片分別懸掛于不同腐蝕區(qū)帶中，相互之間沒有電導(dǎo)通、是孤立的，差別就在這里。

　　搞清楚了這一點(diǎn)，侯保榮接著想：能否將處理好的試片用一根導(dǎo)線連接起來進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)？這就是后來獲得中國科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)項(xiàng)目“電連接模擬海洋腐蝕試驗(yàn)裝置和方法”的雛形。

　　而后，一系列的驗(yàn)證結(jié)果顯示，“電連接模擬裝置”可以準(zhǔn)確模擬海洋的腐蝕規(guī)律。1981年，中國科學(xué)院海洋研究所組織了鑒定會(huì)。專家鑒定認(rèn)為，該試驗(yàn)方法新穎可靠，可以同時(shí)再現(xiàn)海洋的不同腐蝕環(huán)境，對(duì)該試驗(yàn)方法給予了高度肯定。

　　有了可信的方法，實(shí)海實(shí)驗(yàn)與模擬實(shí)驗(yàn)便開始進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：潮差區(qū)與全浸區(qū)會(huì)形成氧濃差電池，導(dǎo)致潮差區(qū)腐蝕較輕；而浪花飛濺區(qū)產(chǎn)生了獨(dú)特的腐蝕產(chǎn)物，存在自催化腐蝕過程，腐蝕最為嚴(yán)重。

　　那么，如何才能“降服”浪花飛濺區(qū)這只“吃”金屬的“老虎”呢？

　　侯保榮及其團(tuán)隊(duì)成員翻閱了大量外文資料發(fā)現(xiàn)，在浪花飛濺區(qū)采用包覆防腐蝕技術(shù)的防護(hù)效果最理想，但相關(guān)研究當(dāng)時(shí)在中國尚屬空白。

　　于是，侯保榮開始研發(fā)針對(duì)我國腐蝕環(huán)境的包覆技術(shù)。

　　潤滑脂是有效的防腐方法之一，侯保榮試驗(yàn)了數(shù)十種潤滑脂，取得了一定效果，但被包覆的鋼鐵始終有少量腐蝕。

　　實(shí)驗(yàn)、觀察、思考、再實(shí)驗(yàn)……侯保榮最終發(fā)現(xiàn)，浪花飛濺區(qū)鋼鐵表面海水難以去除，海水殘留在潤滑脂里，導(dǎo)致了點(diǎn)蝕的發(fā)生。

　　如何才能攻克鋼鐵表面海水殘留這一難題呢？

　　為此，侯保榮請(qǐng)教了高分子專家，并與日本相關(guān)學(xué)者合作，利用接枝水油置換基團(tuán)技術(shù)將金屬表面的水分置換出來，只留下油性基團(tuán)，這樣就大大提升了包覆技術(shù)的防腐性能。

　　而后，侯保榮經(jīng)多次攻關(guān)，研制出復(fù)層礦脂包覆防腐蝕技術(shù)(PTC)。“該技術(shù)表面處理要求低，能有效隔絕海水并抵御機(jī)械損傷，后期應(yīng)用起來施工方便，可帶水、帶銹施工。”他說。

　　成果被應(yīng)用于國家重大工程

　　為了促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，侯保榮與青島迪恩特新材料科技有限公司建立穩(wěn)定合作關(guān)系，生產(chǎn)的設(shè)備從Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，到可批量穩(wěn)定生產(chǎn)的Ⅳ型，形成了一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，打破了國外壟斷，生產(chǎn)能力滿足重大工程需要。產(chǎn)品性能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T32119-2015要求，具有中國計(jì)量認(rèn)證機(jī)構(gòu)(CMA)的合格檢測報(bào)告。

　　目前，PTC在青島港液體化工碼頭已使用近15年。此外，該技術(shù)還能夠有效抵御海冰碰撞。在冬季結(jié)冰期長達(dá)5個(gè)月的丹東華能電廠煤碼頭，該技術(shù)也經(jīng)受住了考驗(yàn)，至今已順利應(yīng)用8年。

　　如今，PTC已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了我國全緯度的適用性，在大連北良港碼頭、上海洋山深水港LNG碼頭、杭州灣大橋等近50個(gè)國家重大工程中都有應(yīng)用。

　　此外，侯保榮還利用多片嵌合保護(hù)罩技術(shù)，解決了海上風(fēng)電超大直徑塔筒的現(xiàn)場包覆、陸地預(yù)包覆以及橋梁錨室系統(tǒng)、埋地管道的防護(hù)難題，實(shí)現(xiàn)了PTC在多種場景的應(yīng)用。

　　一鼓作氣，侯保榮及其團(tuán)隊(duì)成員還研發(fā)出氧化聚合包覆防腐技術(shù)(OTC)、柔韌性鋼筋混凝土涂層技術(shù)(FCC)等，填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　這些成果在110余項(xiàng)重大工程中得到成功應(yīng)用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

　　在同事眼里，侯保榮仿佛是一臺(tái)“永動(dòng)機(jī)”，始終堅(jiān)守在科研第一線。“得到的成績只代表過去，我會(huì)繼續(xù)奮斗在腐蝕研究的第一線，盡自己最大的努力，為我國防腐事業(yè)作一點(diǎn)兒貢獻(xiàn)。”他說。

　　翟曉凡 本報(bào)記者 陸成寬