随着海洋资源的开发利用在国民经济中所占的比重越来越大，各种钢结构及钢筋混凝土结构设施在我国海洋油气田开发、港口建设、跨海大桥、海底隧道、船舶工程和深海勘探等领域被大量使用。

   然而，这些在海洋环境中“打拼”的钢铁巨人却时刻面临着海洋环境腐蚀的严峻挑战，这一挑战已经成为制约海洋经济发展的重要因素之一。

   作为我国最早开展海洋腐蚀防护技术研究的科研机构之一，如何降服吃钢铁的“海老虎”，成为海洋所义不容辞的责任。

海洋腐蚀研究刻不容缓

   腐蚀是材料和环境发生化学或电化学反应而导致的材料破坏现象，会造成装备设施结构损伤、服役寿命缩短，甚至引发灾难性事故、危及人们的生命财产安全。

   2013年11月22日，中石化东黄输油管道泄漏爆炸，造成62人遇难、136人受伤，直接经济损失高达7.5亿元。调查结果显示此次事故是输油管道与排水暗渠交汇处腐蚀减薄和破裂所致。

   腐蚀是世界各国共同面临的问题。为摸清家底，了解我国腐蚀成本情况，2015年中国工程院启动重大咨询项目“我国腐蚀状况及控制战略研究”，侯保荣院士任首席科学家。调查结果表明，2014年我国腐蚀成本超过2.1万亿人民币，约占当年国内生产总值（GDP）的3.34%，相当于人均承担1555元腐蚀成本，这个数据十分惊人。相关结果已在《自然》集团旗下刊物npj Materials Degradation上发表，并形成170余万字的项目总报告——专著《中国腐蚀成本》。此次全国腐蚀调查引起了各行业广泛关注，为我国重要基础设施运行安全、国家重大工程选材提供了科学依据及重要参考。

   海洋环境是腐蚀性最为严酷的自然环境，海洋腐蚀造成的经济损失约为腐蚀总损失的1/3以上。如何增强海洋环境下工程设施的耐久性和安全性，降低重大灾害性事故发生率，延长设施使用寿命，是需要迫切解决的重要问题。2013 年，以习近平同志为核心的党中央历史性地提出了“一带一路”倡议，为中国的改革开放注入新的生机活力，对我国基础设施、生产制造等领域的发展提出了新的要求，也对我国的海洋环境腐蚀研究和防护工作提出更高的要求。

   2011年，海洋所国家海洋腐蚀防护工程技术研究中心成立；2013年，中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室（以下简称实验室）在拥有海洋腐蚀与防护领域60余年研究积累的海洋所成立，实验室致力于建立开放的国内领先的海洋腐蚀与生物污损研究平台，培养海洋腐蚀与生物污损研究领域的高端人才，为海洋资源的开发利用、重大装备设施的防护提供重要技术支持和保障。

打造海洋“防护衣”

   “海洋环境腐蚀与生物污损引发的损失严重、形势迫切，但如果采取相应的防护措施加以控制，其中25%～40%的腐蚀损失可以避免，相当于每年节约5000~8400亿元的经济损失。”中国工程院院士、海洋所研究员侯保荣坦言。 

   海洋所自1960年开始进行海洋腐蚀防护研究工作，至今已有60多年的研究历史。在多年的研究积累下，2007年海洋所承担了海洋腐蚀领域第一个国家支撑计划——“十一五”国家科技支撑计划。项目联合国内20余家科研院所和企业，在钢结构浪花飞溅区腐蚀控制技术、海洋钢筋混凝土腐蚀防护与修复技术、海洋工程阴极保护监检测技术等方面，取得多项成果，并进行了工程示范应用。

   紧扣浪花飞溅区的腐蚀防护“短板”，侯保荣院士带领科研人员耗时近10年时间，历经数百次实验，放弃了许多与家人团聚的节假日，加班加点，终于将矿脂防腐蚀膏研发成功，并从实验室“手工作坊”到形成生产线，最终完全替代进口产品。“这项技术应用后，可保证30年没有腐蚀。”侯保荣院士信心满满。

   此外，实验室针对海洋钢筋混凝土结构的腐蚀问题研发了海洋钢筋混凝土结构防腐涂料、耐久性和涂层性能评价技术。同时还开发了海洋钢铁设施阴极保护监测系统，将信息技术与腐蚀工程控制技术实现有机融合。这几项技术的研发与应用，成功为海洋工程装备穿上“防护衣”，对延长装备设施服役寿命、减少安全事故发生、节约防腐费用起到积极作用。

   针对海洋环境中的生物腐蚀与污损问题，实验室承担了海洋微生物腐蚀领域唯一的973课题“海洋污损生物腐蚀的关键过程、机理和防护技术”，实验室张盾研究员团队和段继周研究员团队探讨了环境微生物与工程材料的相互作用过程与机理，进而提出从源头抑制微生物附着进而防控微生物腐蚀与污损的策略，如构建典型腐蚀微生物检测传感器，开发基于表面润湿性调控、有机复合镀层、光催化、电催化技术的生物腐蚀污损防护技术等。

   针对不同海洋环境因子对腐蚀作用的过程和机理，实验室黄彦良研究员团队和陈卓元研究员团队研究了腐蚀疲劳过程中氢渗透行为、应力腐蚀开裂机理以及海洋工程材料在不同海域区带的腐蚀规律与机制，揭示了紫外辐射对于金属大气腐蚀过程的影响机制，并开发了太阳能驱动的光电化学阴极保护新技术。王鹏研究员等人从荷叶效应和液滴自弹跳效应两个层面揭示了超疏水表面的海洋大气腐蚀防护机制，为基于超疏水表面的设计构建提供了理论指导。

   此外，2016年，“青岛土壤腐蚀试验站建设及数据积累”专项暨“青岛土壤环境腐蚀国家野外科学观测站”示范站也顺利通过了由国家材料环境腐蚀平台组织的专家验收，其获得的青岛地区典型土壤腐蚀数据填补了国家材料环境腐蚀平台在该地区的数据空白。

加强产业化 寻找合作机会

   实验室在完成科研项目的同时，也积极投身新型防腐技术的产业化推广与应用。承担国家多项重大发射任务的文昌发射基地也曾留下海洋腐蚀团队的身影。2015年，实验室在文昌发射基地进行大气区异型结构包覆防腐大气曝露实验和现场实验，经过3年多的实践验证，氧化聚合型包覆防腐材料的防腐效果得到发射场的认可。

   2018年，实验室完成发射场一期4个避雷塔异型节点的防腐应用，2019年又完成二期4个避雷塔的防腐应用。历经15个月的应用，经受1次火箭发射气流冲击，防腐层依然完好。2020年1月，发射场组织专家现场验收，专家认为应用全面达到发射场建筑标准，为优良工程。

   这样的案例不胜枚举。

   近5年来，实验室在全国60多项工程设施上进行了防腐成果应用与工程示范，为企业节支防腐费用、延长工程设施寿命，产生间接经济效益超过30亿元。

   为响应“一带一路”倡议，实验室率先推动技术产品走出国门，选派科研人员到斯里兰卡进行现场项目对接，共同解决港口腐蚀防护难题，并筹建了中国—斯里兰卡联合科教中心腐蚀实验站。

   侯保荣院士表示：“在国家扩大内需、促进经济增长的大环境下，我国的防腐蚀产业应遵循主动防腐、绿色防腐、长效防腐、科学防腐的原则，减少腐蚀造成的国民经济损失，促进资源节约、提高资源利用率。同时增强自主创新能力，掌握具有自主知识产权的核心技术，带动中国海洋腐蚀防护产业走上做强之路。”

   70年风雨兼程，海洋所海洋腐蚀与防护研究队伍一直在路上，从无到有、从小到大、从弱到强。随着我国国际地位的不断提高，海洋所也将努力造就与我国国际地位相适应的海洋腐蚀与防护研究团队，为我国海洋强国战略的顺利实施保驾护航。