“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)作一點兒貢獻。

　　中國工程院院士、中國科學院海洋研究所研究員

　　侯保榮

　　弘揚科學家精神

　　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濟安全。

　　提起侯保榮，業(yè)內都稱這位中國工程院院士、中國科學院海洋研究所研究員為“海洋防腐衛(wèi)士”。自少年時，侯保榮就暗下決心，要用畢生精力把我國的海洋防腐技術提升至世界一流水平。50年來，他櫛風沐雨、披荊斬棘，理清了海洋腐蝕機理，研發(fā)出腐蝕防護技術，主持全面腐蝕調查，為中國海洋經濟的蓬勃發(fā)展提供了堅實保障。

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

　　把大海“搬”進實驗室

　　“我就專心干好海洋腐蝕防護這一件事。”侯保榮對科技日報記者說。

　　上世紀70年代，國內一般將海洋腐蝕環(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、風吹日曬，一度被認為是腐蝕最嚴重的區(qū)域。

　　然而，事實果真如此嗎？

　　年輕的侯保榮在實驗中發(fā)現，在同一根鋼樁上，位于潮差區(qū)上方的部分腐蝕嚴重，而真正位于潮差區(qū)的部分反而腐蝕較輕。為進一步確認，他又專門查閱了國外的相關文獻。這些資料表明：海洋潮差區(qū)腐蝕輕，而浪花飛濺區(qū)的腐蝕最為嚴重。

　　“我當時就決定，要徹底弄清到底哪個區(qū)域腐蝕最嚴重。”侯保榮回憶道。

　　為了找出答案，侯保榮等人在國內首次進行了外海長尺掛片實驗。結果顯示，浪花飛濺區(qū)是被忽視的“大老虎”，它才是海洋腐蝕最嚴重的區(qū)域，是真正的腐蝕防護短板。

　　“盡管外海長尺掛片能夠真實反映外海實際鋼樁的腐蝕情況，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，試驗難度很大。”侯保榮說。

　　當時，他萌生了一個大膽的想法：把大海“搬”進實驗室。這樣不僅樣品不會丟失，而且樣品處理起來也更精確。

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

　　實驗的過程是艱辛的。

　　“我要從實驗現場把那些金屬樣板背到中國科學院上海冶金研究所實驗室進行檢測分析，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。

　　侯保榮一個人背不動總重量達五六十斤的樣板，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，最后到實驗室時天都黑了。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，他最關注的還是實驗結果。功夫不負有心人，最終他們的實驗結果證明：模擬腐蝕實驗確實能夠反映外海的腐蝕規(guī)律。

　　攻克鋼鐵表面海水殘留難題

　　經過多次長尺實驗，侯保榮又開始思考：“為什么前人都認為潮差區(qū)海水腐蝕最嚴重？”仔細研究早前的文獻后，他發(fā)現，這是由于實驗方法不正確造成的。

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

　　搞清楚了這一點，侯保榮接著想：能否將處理好的試片用一根導線連接起來進行模擬實驗？這就是后來獲得中國科學院科技進步二等獎項目“電連接模擬海洋腐蝕試驗裝置和方法”的雛形。

　　而后，一系列的驗證結果顯示，“電連接模擬裝置”可以準確模擬海洋的腐蝕規(guī)律。1981年，中國科學院海洋研究所組織了鑒定會。專家鑒定認為，該試驗方法新穎可靠，可以同時再現海洋的不同腐蝕環(huán)境，對該試驗方法給予了高度肯定。

　　有了可信的方法，實海實驗與模擬實驗便開始進行。實驗結果表明：潮差區(qū)與全浸區(qū)會形成氧濃差電池，導致潮差區(qū)腐蝕較輕；而浪花飛濺區(qū)產生了獨特的腐蝕產物，存在自催化腐蝕過程，腐蝕最為嚴重。

　　那么，如何才能“降服”浪花飛濺區(qū)這只“吃”金屬的“老虎”呢？

　　侯保榮及其團隊成員翻閱了大量外文資料發(fā)現，在浪花飛濺區(qū)采用包覆防腐蝕技術的防護效果最理想，但相關研究當時在中國尚屬空白。

　　于是，侯保榮開始研發(fā)針對我國腐蝕環(huán)境的包覆技術。

　　潤滑脂是有效的防腐方法之一，侯保榮試驗了數十種潤滑脂，取得了一定效果，但被包覆的鋼鐵始終有少量腐蝕。

　　實驗、觀察、思考、再實驗……侯保榮最終發(fā)現，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，導致了點蝕的發(fā)生。

　　如何才能攻克鋼鐵表面海水殘留這一難題呢？

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

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

　　成果被應用于國家重大工程

　　為了促進科技成果轉化，侯保榮與青島迪恩特新材料科技有限公司建立穩(wěn)定合作關系，生產的設備從Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，到可批量穩(wěn)定生產的Ⅳ型，形成了一套完整的自動化生產線，打破了國外壟斷，生產能力滿足重大工程需要。產品性能達到國家標準GB/T32119-2015要求，具有中國計量認證機構(CMA)的合格檢測報告。

　　目前，PTC在青島港液體化工碼頭已使用近15年。此外，該技術還能夠有效抵御海冰碰撞。在冬季結冰期長達5個月的丹東華能電廠煤碼頭，該技術也經受住了考驗，至今已順利應用8年。

　　如今，PTC已經實現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個國家重大工程中都有應用。

　　此外，侯保榮還利用多片嵌合保護罩技術，解決了海上風電超大直徑塔筒的現場包覆、陸地預包覆以及橋梁錨室系統、埋地管道的防護難題，實現了PTC在多種場景的應用。

　　一鼓作氣，侯保榮及其團隊成員還研發(fā)出氧化聚合包覆防腐技術(OTC)、柔韌性鋼筋混凝土涂層技術(FCC)等，填補了國內技術空白，并實現產業(yè)化。

　　這些成果在110余項重大工程中得到成功應用，創(chuàng)造了巨大的經濟與社會效益。

　　在同事眼里，侯保榮仿佛是一臺“永動機”，始終堅守在科研第一線。“得到的成績只代表過去，我會繼續(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)作一點兒貢獻。”他說。

　　翟曉凡 本報記者 陸成寬