海洋是人類的生命搖籃。在人類與海洋接觸的過程中，海水的腐蝕性對我們的工程設施造成了很大的影響，甚至引發安全風險。如何在海水中做到防腐，就成為了一個棘手問題。

為什么海水會有腐蝕性?是如何發生的?目前海洋防腐的前沿技術正在聚焦哪些領域的難題?面對海水腐蝕，我們會用到哪些新技術？

為什么海水會有腐蝕性？是如何發生的？

最近，2021世界海洋科技大會在山東青島落下帷幕。本次大會以“加快海洋科技創新，構建海洋命運共同體”為主題，圍繞2021年十大海洋科學問題和工程技術難題展開。

海洋腐蝕是材料與海洋環境發生化學或電化學反應而產生的材料破壞現象。

海水本身就是強腐蝕介質，海水中高鹽、富氧等都是導致其高腐蝕性的重要因素。同時，波、浪、潮、流產生的低頻往復應力和沖擊力，再加上海洋微生物、附著生物及它們的代謝產物等都對腐蝕過程產生直接或間接的加速作用。

在ISO標準中，腐蝕環境被分為6類，其中海洋環境的腐蝕等級最高。受海水飛沫中含有的氯化鈉顆粒的影響，近海200米以內的陸地環境上的腐蝕也屬于海洋腐蝕環境的范疇。

海洋環境中的腐蝕主要有化學腐蝕、生物腐蝕、機械作用腐蝕和電化學腐蝕，這些腐蝕一般是同時進行的。其中，對材料影響最大的是電化學腐蝕。海水是良好的導電介質，大多數金屬在海水中腐蝕速率很大。

除此之外，海洋腐蝕還包括海生物污損腐蝕，主要指海生物附著在金屬表面上影響氧擴散，造成細菌棲息，改變環境條件，破壞表面膜和涂層。這種腐蝕在船底及海水管道中尤為顯著。海洋生物污損腐蝕會導致船舶的航行阻力增大，負載增大，腐蝕加速。

相比之下，一般意義上的腐蝕，即我們通常所說的生銹，本質上是金屬的原電池腐蝕反應，進一步生成鐵銹。而科學研究上的腐蝕，是指材料在其周圍環境介質的作用下引起的破壞或變質現象。

海洋防腐的前沿技術，正在聚焦哪些領域的難題？

目前，國際公認的海洋腐蝕與防護技術領域的三大國際性科技難題是：浪花飛濺區腐蝕防控難題、海洋大氣區異型結構腐蝕防控難題和海工鋼筋混凝土腐蝕防控難題。

首先，浪花飛濺區由于受海水周期性潤濕，長期處于干濕交替狀態，且氧供應充分，加上陽光、風吹和海水環境的協同作用，腐蝕最為嚴重。

其次是海洋大氣區異型鋼結構腐蝕防控難題。海洋大氣區的材料受環境中鹽分、溫度、濕度、輻射及其它酸性氣體的影響，也極易發生腐蝕。橋梁鋼索、焊接部位、螺栓螺母、球形節點等由于形狀結構特異，極易發生應力腐蝕、電偶腐蝕和縫隙腐蝕，是腐蝕防護的短板。

最后是海工鋼筋混凝土腐蝕防控難題。鋼筋混凝土是當前世界應用最廣泛的建筑材料，而干濕交替、高海鹽粒子等典型海洋環境極大威脅著海工鋼筋混凝土材料的耐久性。混凝土的腐蝕，特別是結構鋼筋的腐蝕現狀非常嚴重，容易在短時間內出現銹蝕、裂縫和材料失效，甚至導致工程結構的坍塌。

針對以上難題，我國現有研究取得了哪些突破?

目前，國家海洋腐蝕防護工程技術研究中心主任侯保榮所帶領的團隊成功開發出了專門用于浪花飛濺區的復層礦脂包覆防腐技術，已在國內一些鋼樁碼頭獲得了良好的示范應用。

這種技術包括礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶、密封緩沖層和玻璃鋼防護外殼。可以達到與海水的完全阻隔，而且含有緩蝕劑成分，防止船舶等的撞擊，可以起到長效保護作用。

針對異型鋼結構腐蝕防護的難題，該團隊研發出了一種氧化聚合包覆防腐技術，被稱為可粘貼的防腐涂料，包括防蝕膏、防蝕帶和抗紫外防護劑，解決了涂料易剝落的難題，實現了異型結構的長效防護。這項技術也在文昌衛星發射基地、“中國天眼”FAST等國家重大設施的腐蝕防護中成功應用。

針對海洋防腐技術未來的發展，侯保榮認為認為主要聚焦在三個方面：一是海洋污損生物腐蝕的關鍵過程、機理和防護技術研究;二是不同海洋環境因子對腐蝕作用的過程和機理研究;三是研制開發海水腐蝕防護與監檢測的主要技術研究。

侯保榮表示，在未來，將通過對這些問題的突破，解決海洋環境腐蝕與生物污損領域的關鍵科學問題，闡明海洋環境中工程材料的失效機制，明確并量化影響海洋污損生物附著的根本性因素。

在理論研究的基礎上，針對海洋環境腐蝕及生物污損特征，開發高效、集成化的防腐防污方法。爭取在海洋腐蝕與生物污損理論、海洋防腐防污關鍵技術等方面獲得突破性進展，為“開發海洋、經略海洋”提供技術支撐和保障。