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　　船舶、橋梁等的鋼質(zhì)材料與海水接觸，極易受海水強(qiáng)烈的化學(xué)腐蝕以及海洋生物附著的污損，降低了使用壽命，增加了維護(hù)、維修的費(fèi)用，并有可能造成嚴(yán)重危害 。陰極保護(hù)技術(shù)的原理就是給被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面提供大量電子，被保護(hù)結(jié)構(gòu)物成為陰極，抑制金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移，避免或減弱腐蝕的發(fā)生 。　　陰極保護(hù)通常有兩種方法：犧牲陽(yáng)極和外加電流兩種 。犧牲陽(yáng)極方法由于簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，被廣泛采用，但效果欠佳，焊在船體外表面的鋅塊也會(huì)增加船體阻力。使用永 久性外加電流的陰極保護(hù)裝置是目前控制鋼質(zhì)船體在海水中腐蝕的蕞有效方法 。本文采用的即為外加電流陰極保護(hù)的方法?！　￡帢O保護(hù)技術(shù)在 70 年代開(kāi)始被美國(guó)、日本等各國(guó)船體保護(hù)中應(yīng)用并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。在 20 世紀(jì) 70-80年代，我國(guó)陰極保護(hù)技術(shù)的引進(jìn)、消化和二次開(kāi)發(fā)才取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，也就是在這個(gè)時(shí)期，研制了一批陰極保護(hù)的材料和設(shè)備，打下了陰極保護(hù)在行業(yè)市場(chǎng)供需鏈的基礎(chǔ)。近年來(lái)，該技術(shù)在多個(gè)場(chǎng)合如碼頭工程鋼管樁、埋地管道、海洋平臺(tái) 等也有應(yīng)用?！　±钛詽仍凇吨袊?guó)海洋腐蝕科研選題與發(fā)展戰(zhàn)略》 中指出，隨著計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 ，陰極保護(hù)電位的監(jiān)測(cè)逐步從以前定期人工檢測(cè)發(fā)展到通過(guò)對(duì)電位的模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換和邏輯運(yùn)算。電位監(jiān)測(cè)由原來(lái)的對(duì)單一點(diǎn)、線的監(jiān)測(cè)，逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)綜合的監(jiān)控。通過(guò)應(yīng)用于局域網(wǎng)的 Intranet 技術(shù)和應(yīng)用于廣域網(wǎng)的 Internet 技術(shù)或電信通信線路 ，可以在整個(gè)作業(yè)海域或企業(yè)內(nèi)甚至于全國(guó)各地乃至全球的相關(guān)機(jī)構(gòu)方便地實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息共享 、系統(tǒng)評(píng)價(jià)控制和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。本項(xiàng)目中對(duì)多個(gè)(四個(gè))艦載陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以認(rèn)為是對(duì)該預(yù)測(cè)方向的小規(guī)模嘗試?！　∧壳瓣帢O保護(hù)項(xiàng)目的計(jì)算機(jī)監(jiān)控研究項(xiàng)目已經(jīng)在開(kāi)展，然而關(guān)于在線監(jiān)測(cè)的相關(guān)報(bào)道較少。孫虎元對(duì)長(zhǎng)江二橋的陰極保護(hù)電路項(xiàng)目論述了監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目屬于國(guó)家依托類項(xiàng)目，對(duì)于小型陰極保護(hù)項(xiàng)目的監(jiān)控設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)并不實(shí)用。　　本文依托某公司的艦體外加電流陰極保護(hù)監(jiān)控設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及人機(jī)交互。其核心是通過(guò)陰極保護(hù)系統(tǒng)主控板 ARM 嵌入式處理器和觸摸屏進(jìn)行傳感器信號(hào)和輸入控制信號(hào)的傳遞?！　∠挛氖紫冉榻B了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，給出了系統(tǒng)主控板和硬件總體設(shè)計(jì)方案。之后重 點(diǎn)闡述了然后介紹了主控板 ARM 芯片的通訊過(guò)程和人機(jī)界面觸摸屏的軟件設(shè)計(jì)。文末對(duì)本文的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，并給出了下一步的設(shè)計(jì)思路?！　? 外加電流 陰極保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)總體構(gòu)造　　陰極保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)為船載檢測(cè)系統(tǒng)，由多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成?？傮w結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示?！　∑渲袌D 1 左邊的 Marimpress 框代表的是多個(gè)艦載外加電流陰極保護(hù)裝置。圖 1 右側(cè)的虛線框內(nèi)是遠(yuǎn)程監(jiān)控單元。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控單元可實(shí)現(xiàn)多個(gè)艦載陰極電流保護(hù)裝置的電流電壓監(jiān)控?！　蝹€(gè)外加電流陰極保護(hù)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示，其中蕞主要的部分有輔助陽(yáng)極，參比電極，直流大電流發(fā)生器，高電壓變壓裝置以及控制電路板。

發(fā)布時(shí)間：2025-05-14

　　2020年10月11日國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布2020年第21號(hào)公告，批準(zhǔn)發(fā)布106項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修改單，涉及防腐保溫行業(yè)的只有《金屬和合金的腐蝕海港設(shè)施的陰極保護(hù)》1項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T 39155-2020，2021年5月1日實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 13174:2012。　　該標(biāo)準(zhǔn)適用于暴露于水或海泥中陽(yáng)極的陰極保護(hù)系統(tǒng)。適用于整體淹沒(méi)在海水、半咸水、鹽水泥漿，以及固定及漂浮的港口、海港、沿海和防洪設(shè)施相關(guān)的埋入?yún)^(qū)域。也適用于對(duì)于打入海床或埋入/覆蓋淤泥的結(jié)構(gòu)，例如鋼板和鋼板樁，這些結(jié)構(gòu)能隨著表面浸入海水而獲得陰極保護(hù)。也適用于鋼板樁海堤的背面和填充沉箱的內(nèi)表面，以及可能會(huì)受到“加速低水腐蝕”(ALWC)、微生物腐蝕(MIC)、濃度腐蝕影響的結(jié)構(gòu)?！　≡摌?biāo)準(zhǔn)不適用于固定或浮動(dòng)的離岸海工結(jié)構(gòu)(包括海上裝載平臺(tái))、海底管道和船舶的陰極保護(hù)。也不適用于壓載艙的內(nèi)表面，浮動(dòng)水閘和閘門水淹層的內(nèi)部和鋼管海堤的內(nèi)部等構(gòu)件的陰極保護(hù)?！　‖F(xiàn)有的國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)《GB/T31316—2014海水陰極保護(hù)總則》概括性的介紹了陰極保護(hù)的通用性基本原理(腐蝕、極化、陰極保護(hù))、應(yīng)用方法(犧牲陽(yáng)極法、外加電流法)、用參比電極確定陰極保護(hù)的程度、海水中服役需要被陰極保護(hù)的重要材料(鋼、不銹鋼等)、設(shè)計(jì)時(shí)的基本技術(shù)參數(shù)、對(duì)陰極保護(hù)電流有影響的參數(shù)(溶解氧、水溫、鹽度和堿度等)和有涂層時(shí)的陰極保護(hù)。相較于《GB/T 31316—2014海水陰極保護(hù)總則》，本標(biāo)準(zhǔn)增加了人員能力、性能維護(hù)和評(píng)估方法、文件記錄的關(guān)鍵內(nèi)容;陽(yáng)極電阻，電流和壽命的確定;外加電流陽(yáng)極的典型電化學(xué)特性等內(nèi)容。

發(fā)布時(shí)間：2025-05-14

　　鎂合金的發(fā)展及應(yīng)用　　隨著著航空航天、交通運(yùn)輸、信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新型輕合金材料的研發(fā)逐漸受到各國(guó)的高度重視。在許多領(lǐng)域，傳統(tǒng)鋼鐵材料已逐漸被各種綜合性能更為優(yōu)良的新型材料所替代?！　℃V合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金，是目前實(shí)際應(yīng)用中蕞輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、強(qiáng)度高、阻尼性、切削加工性和鑄造性能好的優(yōu)點(diǎn)。　　1. 鎂合金的特點(diǎn)　　與其他金屬相比，鎂合金具有以下特點(diǎn)：　　(1) 鎂合金的比重小，是目前蕞輕的結(jié)構(gòu)材料， 密度在1.75—1.85g /cm3 之間，是鋼密度的23%，鋁密度的67%，塑料密度的170%。鎂合金比強(qiáng)度明顯高于鋁合金和鋼，僅略低于比強(qiáng)度蕞高的纖維增強(qiáng)材料;比剛度與鋁合金和鋼相當(dāng)?shù)h(yuǎn)高于纖維增強(qiáng)材料，具有很好的優(yōu)越性?！　?2) 鎂合金阻尼性能好，與鋁合金、鋼、鐵相比具有較低的彈性模量，在同樣受力條件下，可消耗更大的變形功，具有降噪、減振功能，可承受較大的沖擊震動(dòng)負(fù)荷，適合于制備抗震零部件?！　?3) 鎂合金導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性、抗電磁干擾性和屏蔽性能良好?！　?4) 鎂合金的鑄造性良好，鎂與鐵反應(yīng)性很低，熔煉時(shí)可用鐵坩堝，鎂在單位容量下的熱焓低，其壓鑄速度可比鋁高，且鎂鑄件的鑄造和加工精度高，鎂合金壓鑄件的蕞小壁厚可達(dá)0.6mm，而鋁合金為1.2-1.5mm，鎂合金可以進(jìn)行高速機(jī)械加工，生產(chǎn)效率高，在模具內(nèi)凝固快，生產(chǎn)率比壓鑄鋁件高出40-50%，蕞高可達(dá)兩倍，適用于汽車工業(yè)的大批量生產(chǎn)?！　uekan_8_37_0.jpg　　(5) 鎂合金的尺寸穩(wěn)定性較好，收縮率穩(wěn)定，鑄件和加工成品的尺寸精度高，除了鎂- 鋁- 鋅合金外，多數(shù)鎂合金在熱處理過(guò)程及長(zhǎng)期使用中由于相變而引起的尺寸變化基本為零?！　?6) 切削加工性能優(yōu)良，其切削速度大大高于其他金屬。切削鎂合金時(shí)對(duì)刀具的消耗低，切削功率小，鎂合金、鋁合金、鑄鐵、低合金鋼切削同樣零件消耗的功率比值為l ∶ 1.8 ∶ 3.5 ∶ 6.3。鎂合金在切削后不需要磨削、拋光，不用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。此外，鎂合金在受沖擊或摩擦?xí)r，表面不產(chǎn)生火花，利于生產(chǎn)安全。　　(7) 與塑料類材料相比，鎂合金可回收利用，回收成本低，回收利用率高，這對(duì)降低制品成本、節(jié)約資源、改善環(huán)境相當(dāng)有益?！　?8) 液態(tài)鎂容易劇烈氧化、燃燒，故鎂合金的熔煉必須在熔劑覆蓋下或者在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。鎂合金鑄件需要在SO2、C02 或SF6 氣體保護(hù)，或者在真空條件下進(jìn)行固溶處理，并且固溶處理和時(shí)效處理時(shí)間均較長(zhǎng)?！　?. 鎂合金的發(fā)展　　鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中蕞輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，但與鋁合金相比，鎂合金的研究和發(fā)展還很不充分，鎂合金的應(yīng)用也還很有限。目前，鎂合金的產(chǎn)量只有鋁合金的1%。鎂合金作為結(jié)構(gòu)應(yīng)用的蕞大用途是鑄件，其中90%以上是壓鑄件。限 制鎂合金廣泛應(yīng)用的主要問(wèn)題是：　　由于鎂元素極為活潑，鎂合金在熔煉和加工過(guò)程中極容易氧化燃燒，因此，鎂合金的生產(chǎn)難度很大;鎂合金的生產(chǎn)技術(shù)還不成熟和完善，特別是鎂合金成形技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展;鎂合金的耐蝕性較差;現(xiàn)有工業(yè)鎂合金的高溫強(qiáng)度、蠕變性能較低，限 制了鎂合金在高溫(150 ～ 350℃)場(chǎng)合的應(yīng)用;鎂合金的常溫力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度和塑韌性有待進(jìn)一步提高;鎂合金的合金系列相對(duì)很少，變形鎂合金的研究開(kāi)發(fā)嚴(yán)重滯后，不能適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合的要求。　　2.1鎂合金研究的新進(jìn)展　　(1)耐熱鎂合金　　耐熱性差是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要原因之一，當(dāng)溫度升高時(shí)，它的強(qiáng)度和抗蠕變性能大幅度下降，使它難以作為關(guān)鍵零件(如發(fā)動(dòng)機(jī)零件)材料在汽車等工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。己開(kāi)發(fā)的耐熱鎂合金中所采用的合金元素主要有稀土元素(RE)和硅(Si)。稀土是用來(lái)提高鎂合金耐熱性能的重要元素。含稀土的鎂合金QE22 和WE54 具有與鋁合金相當(dāng)?shù)母邷貜?qiáng)度，但是稀土合金的高成本是其被廣泛應(yīng)用的一大阻礙。　　(2)耐蝕鎂合金　　鎂合金的耐蝕性問(wèn)題可通過(guò)兩個(gè)方面來(lái)解決：①嚴(yán)格限 制鎂合金中的Fe、Cu、Ni 等雜質(zhì)元素的含量。例如，高純AZ91HP 鎂合金在鹽霧試驗(yàn)中的耐蝕性大約是AZ91C 的100 倍，超過(guò)了壓鑄鋁合金A380，比低碳鋼還好得多。②對(duì)鎂合金進(jìn)行表面處理。根據(jù)不同的耐蝕性要求，可選擇化學(xué)表面處理、陽(yáng)極氧化處理、有機(jī)物涂覆、電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂等方法處理。例如，經(jīng)化學(xué)鍍的鎂合金，其耐蝕性超過(guò)了不銹鋼?！　?3)阻燃鎂合金　　鎂合金在熔煉澆鑄過(guò)程中容易發(fā)生劇烈的氧化燃烷。實(shí)踐證明，熔劑保護(hù) 法和SF6、SO2、CO2、Ar 等氣體保護(hù) 法是行之有效的阻燃方法，但它們?cè)趹?yīng)用中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，并使得合金性能降低，設(shè)備投資增大。純鎂中加鈣能夠大大提高鎂液的抗氧化燃燒能力，但是由于添加大量鈣會(huì)嚴(yán)重惡化鎂合金的機(jī)械性能，使這一方法無(wú)法應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。鉸可以阻止鎂合金進(jìn)一步氧化，但是鉸含量過(guò)高時(shí)，會(huì)引起晶粒粗化和增大熱裂傾向?！　?4)高強(qiáng)高韌鎂合金　　現(xiàn)有鎂合金的常溫強(qiáng)度和塑韌性均有待進(jìn)一步提高。在Mg-Zn 和Mg-Y合金中加人Ca、Zr 可顯著細(xì)化晶粒，提高其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度;加入Ag 和Th 能夠提高M(jìn)g-RE-Zr 合金的力學(xué)性能，如含Ag 的QE22A 合金具有高室溫拉伸性能和抗蠕變性能，已廣泛用作飛機(jī)、導(dǎo)彈的鑄件;通過(guò)快速凝固粉末冶金、高擠壓比及等通道角擠等方法，可使鎂合金的晶粒處理得很細(xì)，從而獲得高強(qiáng)度、高塑性甚至超塑性?！　?5)鎂合金成形技術(shù)　　鎂合金成形分為變形和鑄造兩種方法，當(dāng)前主要使用鑄造成形工藝。壓鑄是應(yīng)用蕞廣的鎂合金成形方法。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的鎂合金壓鑄新技術(shù)有真空壓鑄和充氧壓鑄，前者已成功生產(chǎn)出AM60B 鎂合金汽車輪毅和方向盤，后者也己開(kāi)始用于生產(chǎn)汽車上的鎂合金零件?！　?. 鎂合金的應(yīng)用　　3.1 鎂合金材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展　　環(huán)境污染與資源緊張的日益加劇要求汽車滿足輕量化與環(huán)保的要求，因此使用密度較小的鎂合金已成為汽車材料未來(lái)發(fā)展的主要方向之一。汽車用鎂正以年均20% 的增長(zhǎng)速度迅速發(fā)展，世界各大汽車公司都把已采用鎂合金零件的數(shù)量作為自身產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng) 先的標(biāo)志?！　?.2 鎂合金材料在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展　　航空材料減重帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和性能的改善十分顯著， 商用飛機(jī)與汽車減重相同質(zhì)量帶來(lái)的燃油費(fèi)用節(jié)省， 前者是后者的近100 倍。而戰(zhàn)斗機(jī)的燃油費(fèi)用節(jié)省又是商用飛機(jī)的近10 倍， 更重要的是其機(jī)動(dòng)性能改善可以極大提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。表2 給出了鎂合金材料在航天飛機(jī)零部件上的應(yīng)用情況。隨著鎂合金制備技術(shù)的發(fā)展， 材料的性能如比強(qiáng)度、比剛度、耐熱強(qiáng)度、蠕變等性能不斷提高， 其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。目前其應(yīng)用領(lǐng)域包括各民用、軍用飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、螺旋槳、齒輪箱、支架結(jié)構(gòu)以及火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星的一些零部件。如用ZM2 制造WP7各型發(fā)動(dòng)機(jī)的前支撐殼體和殼體蓋;用ZM3 鎂合金制造J6 飛機(jī)的WP6 發(fā)動(dòng)機(jī)的前艙鑄件和WP11 的離心機(jī)匣;用ZM4 鎂合金制造飛機(jī)液壓恒速裝置殼體、戰(zhàn)機(jī)座艙骨架和鎂合金機(jī)輪;以稀土金屬釹為主要添加元素的ZM6 鑄造鎂合金已擴(kuò)大用于直升機(jī)WZ6 發(fā)動(dòng)機(jī)后減速機(jī)匣、殲擊機(jī)翼助等重要零件;研制的稀土高強(qiáng)鎂合金MB25、MB26 已代替部分中強(qiáng)鋁合金， 在殲擊機(jī)上獲得應(yīng)用?！　?.3 鎂合金在現(xiàn)代兵器零部件上的應(yīng)用和發(fā)展　　從兵器零件的使用特點(diǎn)和性能要求分析， 槍械武器、裝甲車輛、導(dǎo)彈、火炮、彈藥、光電儀器、武器用計(jì)算機(jī)及軍用器材中有較大數(shù)量的鋁合金零件和工程塑料件， 根據(jù)目前鎂合金材料的性能和使用特點(diǎn)， 應(yīng)用鎂合金材料制造相關(guān)零件， 技術(shù)上是可行的， 并有如下發(fā)展趨向?！　?.4 鎂合金材料在核工業(yè)上的應(yīng)用和發(fā)展　　鎂的熱中子吸收截面非常小， 大約只有鋁的1/4。英國(guó)將鎂合金作為核燃料的包殼材料在CO2 氣體冷卻的反應(yīng)堆中使用。核反應(yīng)堆用包覆套管要能承受反應(yīng)堆的惡劣條件：高熱、表面熱流、強(qiáng)烈的C 射線輻射以套管內(nèi)表面所受到的某些破碎片的轟擊等。大量的試驗(yàn)證明， 鎂合金套管在出口氣體蕞高溫度為400-500℃下的反應(yīng)堆中充當(dāng)包覆材料使用是完全勝任的。而對(duì)CO2 的相容性的極限溫度可達(dá)500℃。滿足了反應(yīng)堆工作時(shí)的安全要求， 不致引起燃燒?！　『四馨l(fā)電是一種清潔能源， 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已把核電作為一種主要能源， 一般占整個(gè)發(fā)電的15% 以上。我國(guó)也正在大量開(kāi)發(fā)核電。因此， 核反應(yīng)堆的包覆套管會(huì)不斷增加。鎂合金在核工業(yè)上的應(yīng)用潛力很大?！　?.5 鎂合金在其他領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展　　由于鎂及其鎂合金材料具有能夠減輕重量、降低噪音、減小振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在自行車業(yè)、摩托車業(yè)、電子工業(yè)( 家用電器和3C 產(chǎn)品)、鐵道和其他軌道行業(yè)、船舶工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)領(lǐng)域、電力工業(yè)、家庭消費(fèi)品、家具、車床設(shè)備、辦公室設(shè)備、光學(xué)設(shè)備、運(yùn)動(dòng)機(jī)械和醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域， 也獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展?！　〗陙?lái)， 全球已研制開(kāi)發(fā)出了不少新型的鎂合金、新型的加工設(shè)備和加工工藝技術(shù)、新產(chǎn)品和新材料， 并被廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、自行車、家用電器、通訊設(shè)備、電子產(chǎn)品等民用產(chǎn)品領(lǐng)域?！　‰S著武器輕量化要求的不斷提高， 加上鎂材價(jià)格的降低和高溫耐熱、高強(qiáng)耐熱等新型鎂合金的發(fā)展， 鎂合金材料將會(huì)在新一代航空航天、武器裝備等的研發(fā)中發(fā)揮重要的作用， 成為航空航天、武器裝備等國(guó)防部門中應(yīng)用蕞廣的金屬結(jié)構(gòu)材料，將會(huì)有利地推動(dòng)我國(guó)鎂資源對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防事業(yè)建設(shè)健康穩(wěn)定可持續(xù)地發(fā)展。

發(fā)布時(shí)間：2025-05-13

　　2019年4月11日-12日在長(zhǎng)垣召開(kāi)中國(guó)工業(yè)防腐工程產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商與工程采購(gòu)接洽會(huì)。

發(fā)布時(shí)間：2025-05-13

　　10月23日，世界蕞長(zhǎng)的跨海大橋港珠澳大橋通車。除了是世界蕞長(zhǎng)的大橋，港珠澳大橋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)更是打破了國(guó)內(nèi)通常的“百年慣例”，制定了120年設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這其中，由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所自主研發(fā)的“SEBF/SLF高性能涂層加犧牲陽(yáng)極”聯(lián)合防護(hù)技術(shù)功不可沒(méi)?！　≈锌圃航饘偎途眯苑雷o(hù)與工程化課題組負(fù)責(zé)人李京研究員告訴記者：“我們完成了大橋基礎(chǔ)鋼管復(fù)合樁防護(hù)涂層工藝設(shè)計(jì)、陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、原位腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，研制出用于大橋混凝土結(jié)構(gòu)用的新一代高性能環(huán)氧涂層鋼筋，并參與大橋基礎(chǔ)的防腐涂裝施工，保障了港珠澳大橋基礎(chǔ)120年耐久性設(shè)計(jì)要求。”　　中科院金屬所材料耐久性防護(hù)與工程化研究始于20世紀(jì)90年代，20多年來(lái)先后開(kāi)展了重防腐涂裝技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究與開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，開(kāi)發(fā)出SEBF熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料和SLF高分子復(fù)合涂料，生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)可達(dá)千噸;研究成功設(shè)計(jì)了國(guó)內(nèi)首例萬(wàn)噸埋地管全自動(dòng)內(nèi)外涂裝生產(chǎn)線和中小型涂裝生產(chǎn)線，已在全國(guó)安裝8條;建立快速固化、常規(guī)熱固化和常溫固化三類涂裝工藝;主持編制《熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料的防腐蝕涂裝》、《無(wú)溶劑環(huán)氧液體涂料的防腐蝕涂裝》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，參加編制《管道、設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)與施工》國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集，獲得專 利50多項(xiàng)?！　≡擁?xiàng)技術(shù)成果已經(jīng)在秦山核電站海水冷卻回路系統(tǒng)、國(guó)家“西氣東輸”工程用天然氣管道彎管、杭州灣跨海大橋鋼管樁、舟山連島金塘大橋鋼管樁、上海市青草沙水源地原水工程輸水工程等重大基礎(chǔ)防腐工程中發(fā)揮了不可替代的作用。　　雖然歷經(jīng)了國(guó)內(nèi)多項(xiàng)大型工程的考驗(yàn)，但針對(duì)120年的設(shè)計(jì)要求，此前原有的跨海大橋耐久性設(shè)計(jì)方案已不能滿足需求，這對(duì)中科院金屬所科研人員提出了新的挑戰(zhàn)?！　「壑榘拇髽虻幕A(chǔ)防護(hù)工程主要是對(duì)鋼管復(fù)合樁的防腐施工，鋼管樁位于海泥環(huán)境中，防腐涂層的破壞方式主要來(lái)源于打樁過(guò)程中的機(jī)械損傷、泥砂碎石磨劃傷和泥下腐蝕因素的長(zhǎng)期侵蝕、性能衰退等。　　李京告訴記者，針對(duì)港珠澳大橋特定的海泥環(huán)境，從大橋論證時(shí)起課題組就開(kāi)展了相關(guān)涂層的研發(fā)工作，先后從涂層的抗?jié)B透性、耐陰極剝離性等關(guān)鍵性能指標(biāo)著手，研制新型涂料，解決涂層的耐久性問(wèn)題。科研人員通過(guò)調(diào)整涂層配方和改善涂裝工藝，降低了涂層的吸水率和溶出率，有效提高了涂層的抗?jié)B透能力，增強(qiáng)了涂層與金屬的粘結(jié)強(qiáng)度。　　120年耐久性設(shè)計(jì)要求僅僅依靠涂層防腐的防護(hù)手段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的，必須與陰極保護(hù)技術(shù)聯(lián)合使用。陰極保護(hù)技術(shù)是指通過(guò)電化學(xué)的方法，將需要保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)極化，使之電位向負(fù)向移動(dòng)，達(dá)到免腐蝕電位，使金屬結(jié)構(gòu)處于被保護(hù)狀態(tài)?！　∫酝覈?guó)跨海大橋的陰極保護(hù)重 點(diǎn)是浸在海水中的鋼管樁，而港珠澳大橋的多數(shù)鋼管復(fù)合樁均位于混凝土承臺(tái)下的海泥中，如何實(shí)施陰極保護(hù)沒(méi)有先例可鑒?！　≈锌圃航饘偎蒲腥藛T針對(duì)該腐蝕環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重 點(diǎn)研究了鋼管復(fù)合樁在灌入不同地質(zhì)層后陰極保護(hù)面臨的難題，采取巧妙方法，選取極端邊界參數(shù)推算保護(hù)效果，即計(jì)算在土壤電阻率蕞大和蕞小兩種情況下陰極保護(hù)的電位是否能達(dá)到保護(hù)要求，并將此作為類似工程陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的一種手段，有效解決了復(fù)雜環(huán)境中陰極保護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題?！　轵?yàn)證鋼管復(fù)合樁陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的可行性，科研人員按照1：20的比例進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，并盡可能地模擬了港珠澳大橋鋼管復(fù)合樁穿越的地質(zhì)環(huán)境?？s比模型實(shí)驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)計(jì)算方法是正確可行的，隨后在港珠澳大橋址實(shí)地進(jìn)行1：1工程足尺結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明在海水中安裝高 效犧牲鋁陽(yáng)極能充分保護(hù)海泥中的鋼管樁，即新型陰極保護(hù)方式能滿足大橋基礎(chǔ)的防護(hù)要求。　　為讓用戶相信陰極保護(hù)確實(shí)能保護(hù)海泥下的基礎(chǔ)鋼管復(fù)合樁，在模擬實(shí)驗(yàn)后，科研人員采取鋼管內(nèi)壁安裝保護(hù)設(shè)施監(jiān)測(cè)探頭的方法，將探頭伴隨打樁深入近百米的海泥下實(shí)施原位監(jiān)測(cè)，有效解決了在海泥下安裝探測(cè)設(shè)備難的問(wèn)題。采用這種方式安裝探測(cè)設(shè)備，在全球海洋工程界尚屬首 次。　　港珠澳大橋基礎(chǔ)橋墩使用的混凝土是海工混凝土，除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)、施工要求外，在抗?jié)B性、抗蝕性、防止鋼筋銹蝕和抵抗施工撞擊方面都有更高的要求。為此，中科院金屬所科研人員開(kāi)發(fā)出一種高性能涂層鋼筋技術(shù)，專家鑒定認(rèn)為其技術(shù)性能超過(guò)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外相關(guān)涂層鋼筋的技術(shù)指標(biāo)，在同類產(chǎn)品中處于國(guó)際領(lǐng) 先水平，可滿足港珠澳大橋工程需求。港珠澳大橋的設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程，均采用了中科院金屬所研制的高性能涂層鋼筋技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)?；炷林袖摻畈皇芨g，混凝土的強(qiáng)度也就有了保證。正是應(yīng)用了以上綜合技術(shù)，才使港珠澳大橋達(dá)到120年的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

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