每年导致约 7000 十亿美元的损失！我们希望这个数字减少一些

原创 赵文杰，曹金涛 科普中国

港珠澳大桥像钢铁巨龙一样横躺在波涛汹涌的海面上，无论何时在跨海大桥上行驶，每个人都忍不住感叹它的雄伟。

港珠澳大桥。新华社记者 陈晔华 2020年9月11日摄

然而，在这个广阔的水域中，海洋工程设备正默默地承受着一种无形的威胁——海洋腐蚀。

实际上，金属腐蚀问题遍布国民经济的许多领域，据统计，我国每年因腐蚀造成的经济损失高达 2 一万亿元，腐蚀成本约占原来的成本。 GDP 的 海洋腐蚀损失约占总腐蚀损失的三分之一，即3.34%， 7000 亿元左右。

怎样才能减少这些损失？首先，我们需要了解海洋腐蚀是如何发生的。

海洋腐蚀是一个缓慢而持续的过程。

对于不同的海洋环境，可以分为大气区、海浪飞溅区、潮区、全浸区和海泥区。其中，海浪飞溅区的腐蚀最为严重。该区域的海洋工程设备不仅要承受盐、氧、水的电化学反应，还要面对海浪拍打的机械损伤，就像在结痂的伤口处不断敲击一样，海水可以轻松击败海洋工程设备。

例如，钢管桩作为海洋技术最重要的基础结构，支撑着跨海大桥、海上风力发电等重要设施。但是，在海洋服务过程中，钢管桩面临着巨大的腐蚀挑战。我们能看到的是，它要经受早潮、晚潮、浪花飞溅、干湿交替环境等复杂极端工况的考验。那么我们看不见的东西呢？它不得不承受盐、氧、紫外线的侵蚀，以及浪花拍打和泥沙磨损的多重考验。这些损伤因素结合在一起，形成了世界级的防腐问题。

自从人们意识到海洋腐蚀的力量以来，他们一直在研究保护涂层材料，并使用这些涂层来抵抗海洋腐蚀和保护海洋工程设备。可以说，防腐材料是保证海洋技术和机械设备安全服务的关键材料。

但传统鳞片防腐材料存在尺寸大、厚度高、用量大、与树脂基材相容性差等问题，已达到使用性能极限。在海洋恶劣的环境服务过程中，容易出现开裂、剥离失效等问题，无法满足海洋复杂环境下的防腐需求。

面对这一挑战，中国科学院宁波材料技术与工程研究所开发了新一代海洋重防腐涂料，该涂料由有机和无机纤维复合增强聚合物树脂制成，可以形成坚固坚韧的保护层。在波浪磨损下，无机纤维材料就像一个高韧性的结构框架，可以有效地应对波浪拍打和泥沙磨损；有机纤维材料就像高耐磨筋腱，贯穿镀层，刚柔相济，形成坚韧一体的保护网络。这种密集的保护网络不仅可以有效隔离腐蚀因子的传播，还可以分散和传递波浪的冲击力，减少局部区域的应力集中，就像人体的骨骼和筋腱一样。使整个高聚物复合涂层更加坚固。

这种“道法自然”的仿生技术，不仅增强了钢管桩在海洋中的耐磨性，而且延长了维护周期。有了它，我们的海洋装备就像涂上了一层“防腐拒变”的盔甲，像孙悟空一样“不烂金身”！

2023 年 3 月 21 日，“水欣麒 1 “号码”打桩船将涂有这种防腐涂层的钢管桩缓缓沉入海中，长 109 米钢管桩像“定海神针”一样直接插入海底，这也标志着杭州湾跨海铁路大桥首根实验钢管桩沉桩的成功。

制造大尺寸高韧性钢管桩及其表面耐久性保护涂层。

要知道，杭州湾跨海铁路大桥是通过苏嘉隧高铁的关键工程之一。这座桥是世界上最长、建设标准最高的高速铁路跨海大桥，在全球桥梁建设范围内具有里程碑意义。在这个项目中应用新一代海洋重防腐涂料，不仅代表了工程师和行业对这种材料质量的肯定，也促进了研究团队的不断进步，开发了更多更好的海洋长效防腐涂料。

大国重器，材料先行。我们相信，依靠科技创新的力量，中国人探索深蓝色的步伐会更加坚定。让中华民族在海上创造的每一个奇迹都长久屹立，千百年来都是新的，这将是海洋关键材料重点实验室所有研究人员永恒的追求！

策划制作

生产中国科普产品

赵文杰，作者 曹金涛 宁波材料技术与工程研究所中国科学院

制片人|中国科普博览会

原标题：“每年都有约定？ 7000 十亿美元的损失！我们希望这个数字减少一些。

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