隨著原油消費量逐年增長，原油海上運輸量也隨之逐年增大。以我國為例，進口原油中90%以上依賴海上運輸，因而原油海上運輸?shù)陌踩珕栴}越來越受到重視。常規(guī)的油船貨油艙保護技術(shù)是涂層保護，但具有施工量大、施工環(huán)境惡劣、服役期限內(nèi)需要多次涂覆、成本高等缺點。使用耐蝕性好的鋼是貨油艙保護的新方案，這種方案使得貨油艙在服役期間內(nèi)無需進行涂層保護，受到船東和船廠的歡迎。2010年5月，IMO MSC 289（87）號決議通過《原油油船貨油艙腐蝕防護替代方法性能標準》（簡稱《標準》），耐蝕鋼成為原油油船貨油艙涂層保護的唯一替代方案。我國是世界第一造船大國，油船訂單量巨大，必須發(fā)展自己的耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)。耐蝕性檢測是耐蝕鋼的研發(fā)、認證和應(yīng)用等重要階段不可缺少的技術(shù)手段。因此，掌握耐蝕鋼腐蝕檢測技術(shù)是發(fā)展耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)的必要條件。
耐蝕鋼腐蝕檢測方法最早是日本建立的，《標準》中的耐蝕鋼腐蝕檢測的內(nèi)容也主要來自日本。由于日本在耐蝕鋼技術(shù)方面有較大的優(yōu)勢，且在中國設(shè)置專利障礙，并作出各種承諾以換取國內(nèi)船廠不進行國產(chǎn)化產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用，以維持其技術(shù)壟斷地位。日本在《標準》中對耐蝕鋼腐蝕檢測參數(shù)進行了詳細描述，并嚴格規(guī)定了試驗有效性的判定標準和耐蝕鋼判定指標，但對試驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能和運行機理則未進行仔細說明。同時，日本對腐蝕檢測設(shè)備的信息嚴格保密，進一步加大了研制耐蝕鋼上甲板腐蝕檢測設(shè)備的難度。此外，貨油艙上甲板腐蝕檢測是潮濕混合氣氛下的周期性干濕交替試驗，試驗條件復(fù)雜，試驗參數(shù)苛刻，試驗時間長，必須研制專用的試驗設(shè)備，這也是掌握耐蝕鋼腐蝕檢測技術(shù)的難點。
基于以上背景，青島鋼研納克檢測技術(shù)有限公司（簡稱“青島納克”）于2011年起與鋼鐵研究總院工程用鋼研究所合作，陸續(xù)參與了國家科技支撐計劃課題2011BAE25B01“高硫高酸油氣環(huán)境下低合金鋼的耐腐蝕與強韌化技術(shù)”和工信部項目“基于IMO標準的船用耐蝕鋼應(yīng)用技術(shù)研究”，成為國內(nèi)最早從事耐蝕鋼腐蝕評價技術(shù)研究的科研機構(gòu)之一。
在設(shè)備研制階段，青島納克從零開始，組建了自己的研究團隊，成立了青島耐蝕鋼檢測試驗室（簡稱“青島實驗室”）。團隊成員在領(lǐng)導帶領(lǐng)下，克服種種不利條件，經(jīng)過近兩年的夜以繼日的工作以及設(shè)備的開發(fā)、升級、優(yōu)化，于2013年3月成功解決了試驗裝樣、溫度記錄、避免設(shè)備反應(yīng)釜溫度受外界溫度影響、反應(yīng)氣體精確混合等技術(shù)難題，實現(xiàn)了精準控溫、試驗數(shù)據(jù)自動記錄、故障遠程報警等各項功能，在結(jié)構(gòu)和運行效果上完全滿足了《標準》的要求。
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初代耐蝕鋼腐蝕檢測設(shè)備 |
第二代耐蝕鋼腐蝕檢測設(shè)備 |
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第二代耐蝕鋼腐蝕檢測設(shè)備優(yōu)化版 |
耐蝕鋼實驗室 |
青島納克耐蝕鋼檢測設(shè)備及實驗室發(fā)展歷程
能否順利完成我國耐蝕鋼產(chǎn)品的首次認證，不僅代表著我國的耐蝕鋼腐蝕檢測技術(shù)水平，還會對我國耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。2013年4月至2014年4月期間，青島實驗室頂住了巨大壓力，經(jīng)過多次驗證試驗和大量的資料準備，順利地完成了耐蝕鋼產(chǎn)品的耐蝕性認證試驗，陸續(xù)獲得CMA、CNAS認可，具備了為耐蝕鋼進行產(chǎn)品耐蝕性認證試驗的資質(zhì)。其中，鞍鋼耐蝕鋼產(chǎn)品的耐蝕性認證試驗，是在CCS、DNV、LR等七個國家的驗船師的現(xiàn)場見證下完成的，并已經(jīng)應(yīng)用于我國首艘貨油艙耐蝕鋼示范油輪（大慶435號油輪）。這是耐蝕鋼產(chǎn)品在國內(nèi)的首次認證，也是世界上首次有耐蝕鋼產(chǎn)品進行國際性的認證，標志著我單位的耐蝕鋼腐蝕評價技術(shù)已達到國際領(lǐng)先水平。 |
大慶435號油輪 |
付出總有收獲，2014年青島實驗室擁有了標準耐蝕鋼腐蝕檢測設(shè)備10套，通過了CCS的認證試驗，獲得CCS認證證書，成為國內(nèi)規(guī)模最大且資質(zhì)最全的耐蝕鋼腐蝕檢測實驗室。團隊的工作也獲得行業(yè)內(nèi)很高認可和評價，“貨油艙用耐蝕鋼腐蝕評價技術(shù)及試驗裝置研發(fā)”項目被中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會鑒定為國際先進水平，并獲得2015年得冶金科學技術(shù)三等獎。
冶金科學技術(shù)三等獎 |
CCS認證證書 |
牢記初心，方得始終。青島實驗室始終牢記自身的責任和使命，在完成耐蝕鋼腐蝕檢測技術(shù)研究和設(shè)備研發(fā)任務(wù)的同時，還開展了大量的腐蝕檢測任務(wù)，如為南鋼、鞍鋼等國有大型鋼鐵企業(yè)開發(fā)的多個耐蝕鋼產(chǎn)品開展耐蝕性檢測服務(wù)，完成了累計時長600多天的幾乎全年無休的多批次長周期耐蝕鋼檢測項目。由于試驗周期長、試驗設(shè)備內(nèi)腐蝕環(huán)境惡劣，設(shè)備不可避免出現(xiàn)故障問題，有時候是在半夜，有時候是在節(jié)假日，甚至是在春節(jié)假期，團隊成員放棄自己休息時間，只要收到故障提醒，第一時間趕到實驗室，即時解決設(shè)備故障，確保試驗的連續(xù)性，為服務(wù)單位提供了準確可靠的耐蝕鋼檢測數(shù)據(jù)，保證了耐蝕鋼產(chǎn)品研發(fā)進程。此外，耐蝕鋼的應(yīng)用離不開焊接工藝，青島實驗室也為耐蝕鋼配套焊材完成了大量的腐蝕檢測試驗，為我國耐蝕鋼配套焊材的研發(fā)也提供了必要的技術(shù)保障。
耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對耐蝕鋼產(chǎn)品的開發(fā)提出新的要求。由于上甲板耐蝕鋼98天的試驗周期較長，在一定程度上制約了國產(chǎn)耐蝕鋼正常生產(chǎn)供貨進度。為縮短檢測時間，提升檢測效率，2020年和2021年，整個團隊成員在領(lǐng)導帶領(lǐng)下，查閱資料，大膽假設(shè)，小心求證，基于現(xiàn)有耐蝕鋼標準的試驗方法，首次在不改變貨油艙用鋼腐蝕機理行為的前提下，實現(xiàn)了耐蝕鋼加速腐蝕的效果，加速試驗與標準試驗的吻合性好，試驗周期縮短30%以上，建立了高效可靠的加速試驗方法，顯著提高了材料評價效率，具有較強的實施可行性和經(jīng)濟性，這是在耐蝕鋼評價技術(shù)方面又一次的突破。
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耐蝕鋼試樣 |
耐蝕鋼試樣腐蝕形貌 |
耐蝕鋼加速腐蝕檢測技術(shù)研究
回顧耐蝕鋼檢測十余年的研發(fā)歷程，感慨良多。團隊成員沒有畏懼退縮，而是直面挑戰(zhàn)，攻堅克難，解決了一個又一個遇到的難題，最終實現(xiàn)了技術(shù)突破，獲得成功。“耐蝕鋼人”精神，是對團隊成員最好的詮釋。這種精神是奉獻的信念，是堅忍不拔的態(tài)度，是對科研工作的責任感。帶著這樣一種精神，我們有理由相信，在我們的科研過程中遇到再多問題都會迎刃而解。長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海！青島實驗室會在今后的發(fā)展過程中繼續(xù)保持奮斗精神，不斷提升試驗技術(shù)能力，將自身打造成國際領(lǐng)先的耐蝕鋼腐蝕檢測實驗室，為我國的耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)提供持續(xù)且高質(zhì)量的腐蝕檢測技術(shù)支持。 
作者簡介：董彩常，男，1980年3月生，青島萊西人，中共黨員。2008年7月畢業(yè)于中國海洋大學海洋化學專業(yè)，碩士學位。2008年7月入職鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所，現(xiàn)就職于青島鋼研納克檢測防護技術(shù)有限公司，擔任腐蝕研究中心主任、高級工程師。自參加工作以來，致力于海洋腐蝕防護領(lǐng)域的研究與實踐應(yīng)用，開展三十余項海軍科研課題，為解決海軍艦艇的腐蝕防護問題提供了有力的技術(shù)支撐。 |
