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| 基础设施腐蚀已成焦点问题 |
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[ 2006-6-19 8:32:50 | By: 洪乃丰 ] |
基础设施腐蚀已成焦点问题
——浅议腐蚀科学发展中的相关热点问题
洪乃丰
腐蚀科学总体上属于应用科学，与国家经济发展紧密相连。腐蚀控制技术，在世界范围内越来越得到重视。随着我国经济的迅速发展，腐蚀科学及其应用的重要性，也逐渐凸现出来。国内外腐蚀防护科学家、工程师，也更加关注此技术、学术领域内发展，并努力探求解决对国民经济有重大影响的热点问题。
美国俄亥俄州大学弗伦科（G.S Frankel）教授，曾就美国腐蚀科学未来的发展中的几个重点问题提出自己的见解；在国际腐蚀会议上、中国腐蚀调查中、腐蚀防护刊物上，也可看到学者们对腐蚀科学的未来与发展发表的观点，并以不同形式讨论腐蚀科学发展中的热点问题，这是很有意义的。
尽管不同国家、不同发展阶段，对“热点”问题的认识不尽相同，但作者认为，以下几点是值得注意和思考的。
1． 表面工程与与高性能涂层的创新
表面工程涵盖众多内容，包括电镀、浸镀、渗镀、化学转化层等，是工业、民用、国防设备与装备的主要防腐蚀技术之一；涂层防护更是量大面广。用Uhlig防法统计腐蚀成本，在国际、国内的计算中，表面工程与与涂层两项可占到总成本的80%以上，可见此两项技术在整个腐蚀控制领域内的地位与作用。
这两方面技术的新发展和创新性突破成为热点和焦点之一，主要关键体现在“高效能”和“无（低）公害”方面，同时也要求能源、资源和价格的相适应性。
以涂层、涂料为例，国内外已经形成庞大的行业、产业，品种不下数百种。然而，时代发展，呼唤“高性能”品种。其中“耐久性”和“环境友好”成为主要期望与要求。以我国的桥梁防护为例，我国公路桥梁已达33万座，要求百年寿命的跨江、跨海特大型桥已有数百座。不论钢结构还是混凝土结构的桥梁，涂层防护都是不可缺少的技术选择，而真正能够保证30年防护能力的涂层还是不多见。有些桥梁（如跨海桥）或其他结构物，很难实施再涂装，提高涂层自身的耐久性成为焦点。因此，30-50年寿命、环境友好的涂层，是国内外努力探求的目标。
2． 基础设施腐蚀的控制技术发展与创新
基础设施可涵盖公路、铁路、桥梁、建筑、海港、机场、水电、核电、输水输气输热系统、公共设施等。在世界范围内，20世纪后期，基础设施的腐蚀危害和对国民经济的影响逐渐凸现出来。美国采用Hoar方法腐蚀统计的结果表明，建筑、交通、公共设施的腐蚀损失，占到总腐蚀损失的一半以上（而一座桥梁腐蚀破坏，其间接损失可能是直接损失的10倍！）。基础设施是国家的经济命脉，可影响国家的可持续发展。因此，基础设施腐蚀控制技术，成为当今世界关注热点，此方面的技术发展与突破也是焦点之一。
我国正在进行空前规模的基础设施建设，世界上土木工程项目的一半以上是在中国进行。三峡工程、高速公路工程、大型跨海桥、西气东输工程、南水北调工程、亚运工程等，都是世界瞩目、规模宏大的基础设施建设项目。国外经验表明，大规模建设之后，随之而来的是不间断地修复工程（修复规模与经费，可能超过初建投资)。因此，对于新建工程和修复工程，都需要腐蚀控制的新技术。鉴于国外的经验教训，我国基础设施腐蚀危害及经济影响，不可轻视。其腐蚀控制技术的应用、发展与创新，必须从现在着手抓起，迎头追赶世界先进水平和用创发性新技术，解决我国逐渐凸现的基础设施的腐蚀问题。
3． 腐蚀检测、评估、寿命预测
腐蚀科学需要理论创新，更需要科学方法创新；需要试验室技术、设备、仪器、方法的创新，更需要现场实测技术、设备、仪器、方法的创新。在此基础上的腐蚀评估、寿命预测，成为当今世界的热点。
腐蚀检测、评估、寿命预测的重要性是不言而喻的。对于航空、航天器和核电等，腐蚀事故可能是灾难性得，必须做到“万无一失”。靠的就是检测、评估、寿命预测的可靠性；重要基础设施（如跨海桥），如何保证百年寿命，也必须在建设过程中、使用维护中，实施检测、评估、寿命预测。此领域内，存在许多难点和广阔的创新空间，方法的创新是基础。检测方法、评估方法、寿命预测方法（模型），正成为研究的焦点。“方法”、“模型”的核心价值在于其可靠性、实用性。方法不正确，可能会误导、误事。国内外以往的经验表明，这方面的创新必须最大限度地结合实际、以大量数据为基础（依靠“假设”或很少的数据制定的“方法”或“模型”，是没有多大实际用途的，甚至是有害的）。我国已经有不少人力、物力资源，投入此领域内的创新行动，期望有可靠性、实用性的创新成果出现。
4． 管理创新——系统控制与全寿命经济分析
腐蚀科学和腐蚀控制技术有其系统性、完整性、整体性，实际中的腐蚀防护问题可能是复杂的、多因素、综合性的，很难用一项单一技术解决综合问题。比如，一项基础设施工程的防护（保证寿命与安全）可能是一个体系，并由不同部门、人员共同完成。包括腐蚀环境评估、设计、选材、施工、管理、维护等众多环节，需要整体性系统控制。“管理也是科学”，通过系统控制的创新（也包括法规、技术规范等），提高国家整体水平和防腐蚀能力，使是十分重要的。
以基础工程为目标的“全寿命经济分析法”，首先在美国创立与推行，世界已经有20多个国家执行。在桥梁等防腐蚀措施的选择方面广泛采用。它既是一项法律，又是一个方法，其核心是“在保证寿命的前提下，总花费最少”。而工程项目的总花费包括初建费加寿命期内的进一步费用（维护、修复等）。据悉，美国基础设施的维护费，已经超过初建费（对于桥梁可能超过4倍）。前期采取合理的防护措施，就可以省掉后期的大量花费。因此，采用“全寿命经济分析法”，对国家的长远利益是意义重大的。然而“全寿命经济分析法”中许多技术问题需要解决与创新。况且，国家不同、条件不同，不便于“生搬硬套”。在此方法，一些国家都有创新性发展。
我国国务院已经颁布政府令，要求对重大工程保证其使用寿命。这就需要从技术和经济两个方面，以可操作的系统控制，对设计、施工、维护、管理等全过程进行监控，以达到保证寿命的目的。腐蚀的系统控制和寿命——经济分析的结合，对我国更是意义重大的。
5．“腐蚀”的利用
腐蚀科学工作者，除了与腐蚀危害做斗争之外，还有“利用腐蚀为民造福”的一面。比如，腐蚀科学的理论基础之一就是电化学，即化学能与电能的相互转变。电池工业的创新和新能源的开发与利用，也成为注意的问题。
还有其他方面的热点、焦点问题。以上几点，仅供探讨与参考。
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