海洋约覆盖了71％的地球表面，航海和海洋产业已经成为当今世界经济发展的重要支柱。国际贸易中90％以上的运力靠海洋运输。海洋平台是油气资源开发的重要支柱，海上风电是近年来大力发展的新能源。

 

    腐蚀是导致各种基础设施和工业设备破坏和报废的主要原因。我国每年由于腐蚀造成的损失约为GDP的5％，远高于美国的3.4％和日本的不足3％。国际公认，腐蚀损失超过所有自然灾害损失的总和。以2012年为例，按照GDP的5％估算，我国当年的腐蚀损失高达2.6万亿元，是所有自然灾害损失的6倍多。在2008年发生汶川大地震（损失为0.85万亿元）的特殊自然灾害情况下，当年的腐蚀损失（1.57万亿元）也高于所有自然灾害损失之和（1.18万亿元）。国内外公认，如累采取有效的腐蚀防护措施，25%~40%的腐蚀损失可以避免。

 

    在海洋环境中服役的基础设施和重要工业设施的腐蚀问题严重，特别是船舶与海洋平台的腐蚀问题更加突出，腐蚀已经成为影响船舶、近海工程、远洋设施服役安全、寿命、可靠性的最重要因素，引起世界各国政府禾鹾工业界的高度重视。因此，大力发展海洋工程防腐材料和技术，对于保障海洋工程和船舶的服役安全与可靠性，降低重大灾害性事故的发生，延长海洋构筑物的使用寿命具有重大意义。

 

 

     海洋污损的危害

 

    海洋中约有2000～3000种污损海生物，其中物性的约有600种，动物性的约有1300种，常见的海洋污损生物的约有50～100种，包括固着生物、黏附微生物和附着植物等。这些海洋生物附着在船底生长和繁殖会使船底污损和发生腐蚀，造成船底粗糙，摩擦力增大，从而降低船舶航行的速度，增加燃耗。

 

    据国外统计分析，海洋生物污损每年给全球造成的经济损失为：船舶燃料增耗40％以上，经济损失高达75亿美元；沿海发电厂的生物污损损失高达160亿美元；海洋养殖业的经济损失可达10亿美元。仅美国海军每年为应对海洋生物污损就要耗费约10亿美元。此外海洋生物污损还会对环境和健康造成严重的影响。据分析，其每年向海洋排放2000吨有毒固体污垢沉积物；每年污损船只的燃料将额外增耗约706万吨；每年产生CO2气体21000万吨、SO2气体560万吨；而中毒的牡蛎与发生性畸变的海洋生物对海洋生物链也会造成影响。

 

    海洋中耐腐蚀材料涉猎广

 

    海洋中使用的耐腐蚀材料包括耐海水腐蚀钢、耐腐蚀钢筋、双相不锈钢、钛合金、铜合金、复合材料、高分子材料、高性能混凝土。其中，金属和钢筋混凝土的使用量最大。

 

    耐腐蚀金属材料是通过调整金属材料中的化学元素成分、微观结构、腐蚀产物膜的性质，实现降低电化学腐蚀的反应速率，从而可以显著改善金属材料的耐腐蚀性。

 

    美国从1936年开始研制耐海水腐蚀钢，到1951年研制成功了“Mariner”钢。法国研制出Cr-Al系的耐海水腐蚀钢APS系列。日本的几大钢厂研制出不同的系列，包括新日铁Mariloy系列钢、JFE海洋系列钢、三菱制钢NEP-TEN50与60、神户制钢所TAICOR M50 A.B.C。德国研发出HSB55C钢（Ni-Cu-Mo系）。我国从1965年起就开始研制耐海水腐蚀钢，主要有Cu系、P-V系、P-Nb-Re系和Cr-A1系等类型，如08PV、08PVRe、10CrPV等，但与国外比较，我国的耐海水腐蚀钢还有待进一步研发。

 

    近年来日本已经在船舶上使用免涂装的耐蚀钢，已有20多艘船采用了耐蚀钢，日本在极力推荐使之成为国际标准用钢。此外，运动部件还需要考虑耐腐蚀性与耐磨损性能的相互协调，同时具有耐腐蚀磨损的能力。

 

    在众多防腐材料中，钛合金无疑是最佳的选择之一。钛合金强度高，质量轻，耐海水腐蚀性好。我国在钛合金的研究、生产和加工制造方面也都有丰富的经验。特别是近年来，钛合金的价格趋于下降，日本已将钛合金应用于羽田机场跑道钢桩的浪花飞溅区保护。通过进一步对钛合金保护罩在材质、模具和耐蚀性等方面的深入研究，发现其完全有可能应用于复层矿脂包覆防腐技术。此外，也初步研发了一种防污胶带材料，这种防污胶带可以直接贴到船舶等设施表面，替代防污涂料。

 

    我国海洋材料防腐能力面临诸多问题

 

    当前，我国海洋工程材料防腐还处于初级阶段。首先我国海洋涂料市场几乎完全被国外占领，特别是远洋船只涂料、海洋平台涂料、防污涂料等完全采用国外涂料。就技术水平而言，国内的部分涂料技术已达到可应用的水平，但缺少实际工程应用的机会，这不仅影响国内相关关键技术的发展，同时也影响我国建造的海洋平台在国外的应用。海洋平台的管节点防腐技术长期采购国外；海洋平台立管飞溅区防腐采用国外的氯丁橡胶相当昂贵，每平方米达万元以上。此外，传统防腐涂料含有重金属和一些难降解的有机物，无论在生产过程，还是使用过程中，都会危害环境。

 

    二是船舶与海洋平台的电化学保护方法中，我国在常规牺牲阳极中占世界份额的绝对优势，但高档稳定化牺牲阳极仍然在进口，这对深海防护尤其重要。大电流阴极保护系统完全在进口，我国目前没有生产这类装备的能力。

 

    三是海洋工程与船舶材料的表面改性等特殊防护技术，特别是关键重要部件的防护技术我国严重缺乏，从设备、材料到技术，几乎全部依赖进口，受到国外工业发达国家的制约。目前，国内部分国产化技术只限于较低端的应用，缺乏系统的基础研究和高端开发，长寿命表面改性技术被国外占领，特别是表面处理装备几乎大多是从国外进口。我国在陆地和航空行业中取得很大成功的表面处理技术应该在海洋工程中有推动的潜力。

 

    四是我国海洋油气田及船舶用缓蚀剂大多属于国内提供，但由于缺乏严格的评判体系，造成了巨大的腐蚀损失浪费。

 

    五是我国海洋工程结构健康监测与检测系统主要依靠国外，国内的相关系统只有在近海桥梁和海底隧道有初步应用，使用量很低。

 

    六是我国海洋工程和船舶设计中关于材料选择、防护方法选择的评价系统和软件几乎完全依靠国外。在保障海洋平台、海底管道等安全可靠工作的评价技术方面有不少研究结果，急需研究与应用部门有机结合，加速其应用以改变应用方法也完全依靠国外的局面。

 

    七是我国许多海洋防护相关标准缺失。例如：目前海上风电的防腐技术大多采用其他海洋环境下设备及设施的标准参考执行，针对海上风电的国家标准尚未建立，在我国首台海上风电设备运行过程中相关的防腐蚀数据也未建立。

 

    八是国内缺乏海洋防腐涂层的工业适应性检验权威机构，目前应用部门都送国外进行检测评定，国外不仅收费相当昂贵，而且对国内产品的应用带来很大隐患。