創建試驗與檢測先進平臺 促進防腐與防污技術發展
——鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所

鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所(青島鋼研納克檢測防護技術有限公司)成立于1975年，隸屬于中國鋼研科技集團，專業從事環境腐蝕研究與實驗以及防腐防污技術與產品的研發、設計、生產、工程施工及服務。研究開發的陰極保護技術及產品、船舶及海洋平臺電解防污技術及產品、電解制氯技術和成套裝置等廣泛應用于海洋工程、港工設施、船舶平臺、埋地管線及能源電力、石油化工、市政等多個領域。常年承擔國家科技基礎條件平臺建設項目、國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)項目、國家自然科學基金重大項目、國家科技支撐計劃項目等國家科研項目。

—— 國家水環境腐蝕試驗網站組長單位 —— 國家大氣腐蝕網站重點站

—— 擁有3個國家野外科學觀測研究站—— 國家鋼鐵材料分析測試中心青島實驗室

—— 建有海水腐蝕/大氣腐蝕的數據庫—— 具有建設部頒發的防腐保溫工程專業承包貳級資質

—— 擁有達到國際領先水平的綜合性海水腐蝕試驗設施和先進的測試儀器與裝置

1 平臺建設

中國船級社耐蝕鋼實驗室認可證書

鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所(以下簡稱海腐所)建設有海水腐蝕試驗場、海洋大氣曝曬場及鹽湖腐蝕試驗場等室外實驗條件，配備有海流計、海水介質測試儀、氣象綜合測試系統等完備的現場試驗條件測量設備。可滿足海洋大氣區、飛濺區、潮差區、全浸區以及鹽湖區等不同海洋環境下材料的腐蝕試驗要求。同時擁有適于海洋水環境和大氣環境腐蝕試驗的各項室內模擬腐蝕加速設備，包括周浸腐蝕試驗箱、鹽霧腐蝕試驗箱和高流速海水腐蝕試驗裝置等水環境模擬腐蝕加速設備；以及SO2腐蝕試驗箱、氙燈老化試驗箱等大氣環境模擬腐蝕加速設備。配備有齊全的2273電化學綜合測試儀、多通道自動記錄電偶腐蝕計、微機控制慢拉伸應力腐蝕試驗機、各類涂層分析檢測儀等分析測試儀器。

經過3年多堅持不懈的努力，于2013年成功研制了符合國際海事組織IMO標準的貨油艙上甲板耐蝕鋼腐蝕檢測設備，實現了IMO標準耐蝕鋼腐蝕檢測關鍵技術的突破和全套裝備的國產化。2013年4月，海腐所貨油艙耐蝕鋼腐蝕檢測實驗室通過了CMA和CNAS認證。2014年4月，通過了中國船級社試驗能力認證，正式具備為各類耐蝕鋼產品進行IMO標準耐蝕性能認證的第三方檢測資質。

2 代表性研究成果

材料海洋環境腐蝕綜合評價技術通過海洋環境現場暴露試驗，可獲得材料在實際海洋全浸區、潮差區、飛濺區及大氣環境中的腐蝕數據；通過室內加速腐蝕試驗，可在較短時間內獲得材料在模擬海洋環境下的腐蝕數據。海腐所綜合運用海洋環境現場暴露試驗技術及室內模擬加速腐蝕試驗技術，以長期大量的腐蝕數據積累為基礎，結合現代分析手段，獲得了材料在海洋環境中耐腐蝕性能的綜合評價結果，研究開發了多項材料在海洋環境中的腐蝕試驗方法和腐蝕評價技術，制定了GB 5776-2005《金屬材料在表面海水中常規暴露試驗方法》等國家標準，其中“材料大氣腐蝕及規律性研究”和“鋼鐵材料及其制品大氣腐蝕數據積累、規律和共享服務”分獲機械工業科學技術一等獎和國家科學技術進步二等獎；“冰凍海域全壽命周期的橋梁結構耐久性關鍵技術研究”獲公路學會科學技術一等獎；近年來與海軍裝備研究院等海軍單位合作開展了30余項在役、在建、在研裝備的腐蝕防護課題的試驗研究，為各類型號的艦體及艦上的管路、設備等提供防腐蝕設計科研成果，為保證艦船裝備的設計壽命和正常維護提供了理論保障。“新型氣墊登陸艇防腐蝕關鍵技術研究及工程應用”獲軍隊科技進步二等獎。

海洋大氣環境中的現場暴露試驗 海水環境中的現場暴露試驗 海洋環境綜合評價技術在海灣大橋的應用

海洋平臺外加電流陰極保護及延壽技術我國自升式鉆井平臺升降裝置多采用液壓插樁式和齒條/齒輪箱式結構，樁腿與船體間隙狹小，犧牲陽極保護方式受到限制，須采取外加電流腐蝕控制方式。海腐所自2005年始開展外加電流陰極保護技術與成套設備研制，2006年第一套設備在中油海5號平臺獲得應用。2007年～2010年，依據國家科技支撐計劃《海洋工程復雜鋼結構腐蝕控制監測技術及示范工程》，進一步完善并形成了自升式鉆井平臺外加電流陰極保護技術及成套設備。該技術與設備在中油海5、6、7和8號及勝利4、5、7和10號等數10個自升式海洋平臺成功應用。2012年，海腐所“自升式平臺外加電流腐蝕控制技術” 通過山東省科技廳項目成果鑒定，達到國際先進水平。導管架平臺外加電流陰極保護延壽技術是海腐所研究開發的又一項處于國內絕對領先地位的新技術，可以滿足渤海海域任一導管架平臺腐蝕控制需要。該成套設備最大工作水深可達200 m，并開發了多種形式的單套設備發生電流達600 A外加電流陰極保護系統，實現了我國在役導管架平臺工作海域的全覆蓋。目前，該成套設備已進行了近2年的實海工程應用，系統運行穩定，成套技術水平、各項技術指標可與國際同類產品相媲美。

安裝外加電流陰極保護成套設備的中油海8號平臺 針對在役導管架平臺開發的兩種外加電流陰極保護 用輔助陽極單元

耐蝕鋼檢測參數自動記錄儀

油輪耐蝕鋼腐蝕檢測技術油輪貨油艙傳統的防腐保護方法是對貨油艙進行涂層保護。日本最早提出了用不需涂層保護的耐蝕鋼制造貨油艙，以降低油船的建造、維護周期及成本。2010年5月，國際海事組織(IMO)MSC289(87)號決議通過《原油油船貨油艙防腐保護替代方法性能標準》，原油油船貨油艙使用耐蝕鋼成為貨油艙涂層保護的惟一替代方案。為了確保耐蝕鋼的產品質量，IMO標準明確規定了耐蝕鋼的性能指標，并嚴格規定了其耐蝕性的檢測方法。掌握IMO標準貨油艙耐蝕鋼腐蝕檢測技術，不僅能為國產耐蝕鋼研發和生產提供檢測技術支持，也是耐蝕鋼產品認證和推廣的必備條件。目前，貨油艙耐蝕鋼腐蝕檢測實驗室已開始為鞍鋼等大型鋼鐵企業的第一代耐蝕鋼產品進行標準腐蝕性能的認證服務，這也是我國首批進行IMO標準認證的耐蝕鋼產品。

濱海電廠管道陰極保護

濱海電廠腐蝕污損控制技術濱海電廠一般采用海水作為循環水，導致循環水系統管道及設備的腐蝕及生物污損。1987年，海腐所開發了防腐防污雙防控制技術，20多年來，通過不斷研究完善及工程應用，于1992年獲冶金部科技進步三等獎。隨后又開展了電廠大型循環水泵陰極保護優化技術、小口徑海水管道外加電流保護技術、濱海電廠防腐及防污調研等研究工作，開發了復合雙參比電極、線性輔助陽極等配套產品，其中“濱海電廠防腐防污綜合治理”獲2003年度教育部科技進步二等獎。自1987年以來，先后完成了5大發電公司及國華電力等數10個濱海電廠的防腐防污工程項目，同時為上海電氣、哈電站、西北電力設計院等承擔的國外濱海電廠項目提供技術支持和產品配套，推動了我國濱海電廠防腐防污技術的發展。隨著國家對環境要求的提高，部分濱海電廠采用海水二次循環，自2005年始，海腐所針對濱海電廠特大型海水冷卻塔開展了結構材料及防腐蝕研究，先后完成了國華寧海發電廠、西南電力設計院、西北電力設計院及河北電力勘察設計院等的相關研究課題，形成了海水冷卻塔結構材料及防腐蝕成套技術，其中參與的“13 000 m2海水冷卻塔研究及應用”獲2011年度國家能源科技進步二等獎。

管線陰極保護技術施工

油氣管道陰極保護與雜散電流防護技術為延長油氣管道的使用壽命，通常采用管道涂層及陰極保護聯合保護措施。1996年始，海腐所承擔了國內山西省地市間天然氣管網、河北省地市天然氣管網、山東省地市天然氣管網、華南藍天長輸航油管道等大量典型長輸管道的陰保工作。目前主要承擔新奧燃氣、中國燃氣、港華燃氣、華潤燃氣等城市管網陰極保護項目。由于地理因素的限制，采用高性能涂層管道不可避免的穿越公共走廊，遭受土壤中沿規定路徑之外途徑流動的雜散電流的影響日益突出，它能在短時間內導致管道腐蝕穿孔。另外，雜散電流也會干擾管道現有陰極保護系統的正常運行，導致管道上犧牲陽極的極性逆轉，加速管道防腐層的剝離，甚至還會危及管道操作人員的人身安全。為此，針對直流雜散電流的干擾，主要采用強制排流站或對管道原有陰保系統進行極性升級改造等措施來抵消雜散電流的影響；對于交流雜散電流的干擾，主要采用比管道電位負的金屬材料安裝成接地地床或者使用固態去耦合器與其它金屬接地裝置串聯等措施抵消。所開發的雜散電流排流防護技術已成功應用于珠三角某天然氣長輸管道、華南某干線機場的長輸和機坪航油管道、華東某城市高壓燃氣管道、湖南某長輸天然氣長輸管道等項目。

石油裝置腐蝕調查與評估

石油化工裝置、設備、管道腐蝕監檢測及綜合治理技術石油化工上中下游涵蓋了油氣田、集輸系統、長輸管線及儲罐等儲運設施、化工裝置等。針對不同的系統、不同的腐蝕環境，海腐所開展了針對性腐蝕監檢測技術及綜合治理技術研究。針對油氣田油井管及套管的腐蝕，研究開發了專用犧牲陽極保護裝置；針對原油儲罐罐底沉積水變成大量沉積油泥的狀況，研究開發了油泥環境中保持電流效率的犧牲陽極等。長輸管線管道完整性管理越來越顯示出安全運行的重要性，但完整性管理離不開專業大數據的支持；海腐所在外防腐層檢測現場技術應用、管道沿線土壤腐蝕系統性評估及雜散電流現場監檢測技術及排流技術等領域作了大量的研究和數據積累，并先后應用到超過1 000 km的油氣埋地管道的監檢測項目中。結合停工檢修期開展定期、不定期的腐蝕調查與評估，結合對特定部位的失效分析，尋找早期發現石油化工裝置安全隱患的有效途徑。先后完成了中石化、中石油、中海油多套裝置的腐蝕調查與評估工作，針對石化裝置中腐蝕特別嚴重的水冷交換設備，研發了涂層加專用犧牲陽極保護的解決方案，經多個煉化企業推廣應用，取得了良好的效果。

3 成果及合作交流

海腐所現有職工80余人，各類研究技術人員60余人，國家“千人計劃”專家1人，教授級高工2人，高級工程師15人，二級以上建造師12人，注冊咨詢師1人。近年來獲國家和省部級科技進步獎16項，其中獲國家科技進步二等獎 2項、三等獎1項；獲得專利21項，其中發明專利10項；主持及參與制定國家標準6項；出版和參與編寫專著各2部；發表論文400余篇。相繼與美國金屬學會、英國涂料協會、日本物質材料研究機構、瑞典腐蝕研究所等建立了學術交流和專家互訪機制，參加了法國第六屆鈦合金會議、國際腐蝕大會、亞太腐蝕大會、NACE東亞與太平洋地區研討會及國際海洋工程腐蝕防護研討會等國際性專業會議，與各國代表進行廣泛的接觸和交流。其中與法國腐蝕研究所在“特種金屬材料腐蝕與防護”領域開展了5年的合作，與日本冶金株式會社合作開展了為期10年的“超耐蝕材料水環境中腐蝕行為研究”項目。同時加強與國內大專院校、設計部門、科研部門及企業的聯合，優勢互補，助推我國海洋材料防腐與防污技術快速發展。