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侯保荣院士:愿做一辈子海洋“防腐卫士”

侯保荣院士:愿做一辈子海洋“防腐卫士”

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  • 发布时间:2023-04-07 09:25
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侯保荣在施工现场

侯保荣(左二)等开展长尺挂片实验

1999年,侯保荣在实验室 中科院海洋所供图

 

     大海,有着千里波涛滚滚来的雄浑壮阔,有着三万里河东入海的博大胸怀。大海,这片赋予我们无尽遐想的蓝色国土,是他五十余年来一直致力降服的“吃铁老虎”。

     他,就是中国海洋腐蚀与防护研究拓荒者、2021年度中国科学院杰出科技成就奖获得者——中国工程院院士、中国科学院海洋研究所研究员侯保荣。

 

     立志防腐 攻坚克难

     “我就是专心干好海洋腐蚀与防护研究这一件事。 ”侯保荣对《中国科学报》说。

     1970年3月,年轻的侯保荣带着一身朝气,正式入职中国科学院海洋研究所,开启了他成才报国的峥嵘岁月。

     资料少、基础弱、设备缺。来到海洋所,在老同志的帮助和指导下,侯保荣加入了这支专门的海洋腐蚀与防护研究队伍。

     那时,大家认为海洋环境划分为大气区、潮差区和海水区三个腐蚀区带。潮差区潮水忽高忽低,加上风吹日晒,人们都认为这部分腐蚀最严重。

     但事实果真如此吗?为了找出科学答案,团队在陈山码头海边临时构建了一个水池开展实海挂片实验。

     “我们的工作环境条件特别差,吃饭只能在露天,苍蝇‘嗡嗡’围着人转,一挥手‘呼’的赶走一大群。”侯保荣笑着描述,一幕幕仿佛还在眼前。

     功夫不负有心人,日复一日的实验得出结论,浪花飞溅区才是我国腐蚀防护产业忽视的“大老虎”,是海洋钢结构腐蚀最严重的区域,是真正的腐蚀防护“短板”和“痛点”。

 

     深耕防腐 攻克“短板”

     摸清海洋环境腐蚀规律后,如何降服浪花飞溅区这个“吃金属的老虎”,成为萦绕在侯保荣心头的一大难题。

     侯保荣发现,“在浪花飞溅区采用包覆防腐蚀技术效果理想。”而该技术在当时的中国尚属空白。

     “我就想啊,能否针对我国的腐蚀环境特点,研发针对性的包覆技术呢?”侯保荣带领研发小组,翻阅了大量外籍文献、专利等,每天做计划,每日一沟通,秉持着“一定能成功”的决心,干劲十足。

     “浪花飞溅区是造成严重腐蚀的‘罪魁祸首’,既然不能避免潮湿环境和海浪冲击,那就直面这一难题!”侯保荣坚定地提出。

     当时,润滑脂是有效的防腐方法之一,侯保荣先后运用数十种润滑脂进行实验,取得了一定效果,但是被润滑脂包覆的钢铁表面始终有少量腐蚀。这是为什么?侯保荣陷入了思考。

     实验、观察、思考、再实验……侯保荣终于发现:浪花飞溅区的钢结构表面一直有残留的海水,即使涂抹润滑脂,表面的海水也被一并包裹在里面,正是这些残留海水导致了点蚀的发生。

     但是,如何在不改变施工环境的前提下,把钢铁表面残余的水分去除呢?他请教了高分子专家,并与日本科学家合作,提出在有机大分子极性基团上增加水油置换基团,将金属表面的水分置换出来,只留下油性基团,避免腐蚀,这种改性防护脂的防护性能大大提高。

     有了这一点突破后,他又集中力量对防护脂配方、缓蚀剂成分进行改进,多层复配,最终形成了由矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和防蚀保护罩组成的复层矿脂包覆防腐蚀技术(PTC)。

     该技术表面处理简单,施工方便,可带水带锈施工,不但能隔绝海水,外层的密封缓冲层和玻璃钢防蚀罩还能有效抵御机械损伤和外界冲击,兼具防腐、水下施工、环保等多个优点。

 

     院企合作 打破垄断

     侯保荣先后走访了二十多个沿海城市的港口及上百家企业,始终坚持在一线。

     “实验室制备只是第一步,科学技术要服务于社会工程必须扩大生产。”侯保荣又指向了新的目标。

     没有正式的中试实验平台,侯保荣就借用合作公司“四面漏风”的废弃大院,加工了简易的生产设备,热火朝天地做起实验来。

     条件艰苦,设备调试困难重重,但侯保荣从未想过放弃。“世上无难事,只怕有心人”——这种信念鼓舞他继续向前。

     侯保荣提交的“我国海洋工程设施浪花飞溅区防腐蚀工作极待加强”的院士建议,得到“十二五”国家科技支撑计划项目的支持,由此完成了PTC技术扩大生产的关键一步。

     数十年的探索,侯保荣与高新技术企业青岛迪恩特新材料科技有限公司建立稳定合作,共同研发了从Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,到可以批量稳定生产的Ⅳ型包覆技术生产设备,设计建立了一套完整的自动化生产线,打破国外技术垄断,生产能力最终满足了防腐工程需要。

     他们合作实现了该技术在国内的首次规模化、标准化生产,保障了产品性能达到国家标准GB/T32119-2015要求,产品质量稳定,具有中国计量认证机构(CMA)的合格检测报告。

     “是时候真正将PTC包覆防腐技术服务于中华大地了!”侯保荣兴奋的表示。

     目前,该技术在青岛港液体化工码头已使用近十五年,至今保护状态完好,无任何破损现象,检查内部钢结构无任何腐蚀且光亮如新,预计防护寿命可达30年以上。

     就算在我国东北的极寒极恶劣服役环境下,PTC技术也能够有效抵御海冰碰撞,经受住恶劣环境的考验。在冬季结冰期长达5个月之久的丹东华能电厂煤码头,该成果至今已顺利应用8年。

     目前,PTC技术已经实现了我国全纬度的适用性,扎根我国防腐工程。产品在大连北良港码头、上海洋山深水港LNG码头、杭州湾大桥等近五十项国家重大工程中应用,全部为优良工程。

     针对不同工程的特殊性,侯保荣又进行了个性化PTC技术升级。利用多片嵌合式防蚀保护罩技术,解决了海上风电超大直径塔筒的现场包覆和陆地预包覆防腐难题,同时还解决了几十座桥梁锚室系统和埋地管道的防护难题,实现了PTC技术在多种场景的应用。

     “随着近年来技术产品的逐渐成熟,我们注册了商标和防伪标识。基于产品优异的防腐性能和合作方的认可,我们投保商业综合责任险,由太平洋保险公司承保,保额可达1000万元。”侯保荣与时俱进的迈出了向市场探索的步伐。

 

     矢志不渝 砥砺前行

     科研的脚步是不停歇的。

     针对海洋大气区异型钢结构的腐蚀防控难题、海工钢筋混凝土的腐蚀防控难题,侯保荣率团队成功研发出氧化聚合包覆防腐技术(OTC)、柔韧性钢筋混凝土涂层防腐技术(FCC)等一系列成果,填补了国内技术空白,并实现产业化。

     这些成果在110余项重大工程中得到成功应用,创造了巨大的经济与社会效益,侯保荣也因此被大家称作海洋的“防腐卫士”。

     侯保荣常说,PTC技术是其众多成果中最偏爱的一朵“浪花”,承载着自己与浪花飞溅区的不解情缘,是他进入腐蚀领域的“萌芽”,也见证着他服务于我国多项防腐工程的“开花”“结果”……

     对侯保荣来说,2021年是个丰收年。他获得了中国科学院杰出科技成就奖,还获得了联合国世界腐蚀组织(WCO)首届世界“腐蚀成就奖”——全球仅一人获奖。这不仅是对侯保荣在世界腐蚀防护领域突出贡献的高度总结,更是对侯保荣产学研结合、科研成果实际应用的充分认可。

     多年来,侯保荣先后承担国家重大科研计划30余项,出版专著9部,主编论文集10部,发表SCI论文500余篇,授权专利100余项,制定国家和地方标准10余项;主持“我国腐蚀状况及控制战略研究”重大咨询项目,完成我国最全面系统的腐蚀调查,出版170余万字的《中国腐蚀成本》,英文专著The Cost of Corrosion in China全球发行;获国家科技进步奖二等奖、山东省科学技术奖最高奖、山东省技术发明奖一等奖、山东省科技进步奖一等奖、中国腐蚀与防护最高工程成就奖、何梁何利科技进步奖、美国腐蚀工程师协会(NACE)科技成就奖及NACE卓越组织奖等。

     工作中的侯保荣仿佛一台永动机,始终坚守科研第一线,3年的出差里程中,仅飞行距离就超过33.3万公里,相当于绕地球8圈多。

     侯保荣对《中国科学报》表示:“荣誉仅仅是工作的开始,得到的成绩也只代表过去,我会继续奋斗在腐蚀研究第一线,尽自己最大努力,为我国防腐事业做出一点贡献!”

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