我國(guó)港口碼頭腐蝕狀況調(diào)查及控制研究（PPT

1、我國(guó)腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查交 融 天 下 建 者 無(wú) 疆匯報(bào)人：張文鋒2019.1 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：李一勇 馬化雄 葉國(guó)良 李增軍中交第一航務(wù)工程局有限公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng) 項(xiàng)目單位：中交第一航務(wù)工程局有限公司 中交天津港灣工程研究院有限公司Contents目 錄腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀相關(guān)證明文件港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)項(xiàng)目背景和意義項(xiàng)目背景和意義一些國(guó)家(行業(yè))的年腐蝕損失巨大經(jīng)濟(jì)損失 國(guó)家(行業(yè))時(shí)間年腐蝕損失百分比英國(guó)196932億美元3.5%(GNP)德國(guó)196960億美元

2、3.0%(GNP)美國(guó)1975825億美元4.9%(GNP)科威特199510億美元5.2%(GNP)美國(guó)19953000億美元4.2%(GNP)美國(guó)19982757億美元3.2%(GDP)中國(guó)(機(jī)械)1986116億人民幣5.64%(機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值）中國(guó)(化工)19982800億人民幣腐蝕造成的事故占總事故31%項(xiàng)目背景和意義2013年某城市輸油管道爆炸 重要原因之一：腐蝕導(dǎo)致輸油管道壁厚變薄而破裂，導(dǎo)致原油泄漏 損失7.5億 1983年日本橫濱港山下碼頭棧橋，因“集中腐蝕”而發(fā)生坍塌腐蝕不僅造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，且關(guān)系到人身安全，資源浪費(fèi)，環(huán)境污染等重大問(wèn)題 由于壁厚變薄壓彎的鋼管樁 項(xiàng)目背景和

3、意義1全面摸清我國(guó)腐蝕及控制狀況。2促進(jìn)我國(guó)腐蝕防護(hù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 3提高我國(guó)腐蝕防護(hù)技術(shù)的水平。 4為制定有關(guān)法律法規(guī)提供依據(jù)。 我國(guó)腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究 項(xiàng)目背景和意義Uhlig方法Uhlig方法是從生產(chǎn)、制造方面單純地累加直接防蝕費(fèi)用進(jìn)行評(píng)估。例如，算出利用各類(lèi)防腐蝕措施，包括涂層與涂裝、耐蝕材料、防銹油、緩蝕劑、電化學(xué)保護(hù)、腐蝕研究、腐蝕檢測(cè)等所需費(fèi)用。 Hoar方法 Hoar方法是按各使用領(lǐng)域的腐蝕損失和防蝕費(fèi)的總和進(jìn)行推算。因使用領(lǐng)域涉及多方面，且同一領(lǐng)域的使用地點(diǎn)分散在全國(guó)各地，調(diào)查相當(dāng)困難，故通常用函調(diào)法，并有針對(duì)性的訪問(wèn)，在得到可靠數(shù)據(jù)后利用統(tǒng)計(jì)方法推算。 腐蝕調(diào)查的方法項(xiàng)目

4、背景和意義Uhlig法統(tǒng)計(jì)的腐蝕成本我國(guó)直接腐蝕成本總計(jì)約為10639.1億元，采用Uhlig法計(jì)算的腐蝕總成本至少為21278.2億元，占2014年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的3.34%。腐蝕損失腐蝕成本項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施常年在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下服役，因此港口碼頭行業(yè)也是全國(guó)腐蝕調(diào)查的重要組成部分。局、院作為港口碼頭行業(yè)的牽頭單位承擔(dān)該重大咨詢項(xiàng)目港口碼頭行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施腐蝕調(diào)查，可提高局、院在領(lǐng)域的知名度。港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查，有助于全面了解和掌握港口碼頭行業(yè)的腐蝕及控制現(xiàn)狀及相關(guān)數(shù)據(jù)，可直接為今后港口碼頭等相關(guān)行業(yè)的設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用服務(wù)。對(duì)于促進(jìn)港口碼頭行業(yè)腐蝕防護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和提

5、升腐蝕防護(hù)技術(shù)水平有著積極作用。依托本項(xiàng)目成果形成的編著海港工程構(gòu)筑物腐蝕控制技術(shù)及應(yīng)用，是中國(guó)工程院重大咨詢項(xiàng)目“我國(guó)腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”的成果之一。目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)介紹海港工程構(gòu)筑物腐蝕控制技術(shù)及應(yīng)用案例的專(zhuān)門(mén)書(shū)籍，因此本書(shū)的出版填補(bǔ)該領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)空白。另外，本項(xiàng)目形成的港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查報(bào)告作為項(xiàng)目成果之一在中國(guó)腐蝕成本編著中獲得出版。(創(chuàng)新點(diǎn))Contents目 錄腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀相關(guān)證明文件港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路

6、線腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線全球腐蝕預(yù)防控制技術(shù)應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)學(xué)研究2015年6月10日在北京科技大學(xué)與NACE專(zhuān)家就港口碼頭行業(yè)維護(hù)管 理模式、措施、相關(guān)腐蝕成本等內(nèi)容展開(kāi)深入技術(shù)交流。我國(guó)港口 碼頭行業(yè)的維護(hù)管理模式得到NACE專(zhuān)家高度認(rèn)可，表示值得借鑒。 腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線Contents目 錄腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀相關(guān)證明文件港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)港口建設(shè)與發(fā)展歷程21世紀(jì)以來(lái)，沿海港口貨物和集裝箱吞吐量連續(xù)多年保持世界第一。2017年，31個(gè)

7、港口進(jìn)入億噸大港行列，世界排位前10位的集裝箱大港中，我國(guó)占7個(gè)。 港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r (單位：個(gè)) 港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 20112016年水運(yùn)建設(shè)投資額Contents目 錄腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀相關(guān)證明文件港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭典型腐蝕狀況 港口碼頭典型腐蝕狀況 港口碼頭典型腐蝕狀況 港口碼頭典型腐蝕狀況 港口碼頭腐蝕區(qū)帶劃分港口碼頭典型腐蝕狀況 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理港口碼頭典型腐蝕狀況 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理港口碼頭典型腐蝕狀況 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理Conte

8、nts目 錄腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀相關(guān)證明文件港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù) 港口碼頭行業(yè)腐蝕控制策略港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(適度腐蝕裕量) 適度腐蝕裕量港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(涂層保護(hù)) 涂層是由某一種涂料以一道或多道單一涂覆作業(yè)形成的保護(hù)層，通過(guò)屏蔽、鈍化、緩蝕、陰極保護(hù)等原理對(duì)鋼結(jié)構(gòu)起防腐作用，適用于各個(gè)海洋腐蝕區(qū)域，是水位變動(dòng)區(qū)、大氣區(qū)和浪濺區(qū)最常用的防腐蝕措施。在強(qiáng)腐蝕性海洋環(huán) 境下常用重防腐涂料，如玻璃鱗片重防腐蝕涂料、厚漿型環(huán)氧重防腐涂

9、料、環(huán)氧粉末重防腐涂料或其它高效的防腐涂料配套系統(tǒng)等。涂層的防腐蝕效果和有效使用壽命受多種因素影響，如涂裝前鋼材表面預(yù)處理質(zhì)量、涂料的品種、組成、涂膜的厚度、涂裝道數(shù)、施工環(huán)境條件及涂裝工藝等。涂層施工簡(jiǎn)便、質(zhì)量易控制、適應(yīng)性廣、性價(jià)比高，而且可與其它防腐措施（如陰極保護(hù)、金屬噴涂等）形成完善的防腐系統(tǒng)，因此非常適用于各種結(jié)構(gòu)的防腐。港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(涂層保護(hù)) 鋼結(jié)構(gòu)涂層保護(hù)港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)（涂層保護(hù)） 混凝土結(jié)構(gòu)涂層保護(hù)港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(金屬熱噴涂) 金屬熱噴涂是利用高壓空氣、惰性氣體或電弧等將熔融的耐蝕金屬噴射到被保護(hù)結(jié)構(gòu)物表面，從而形成保護(hù)性金屬噴涂層的工藝過(guò)程

10、。金屬熱噴涂層常與涂層形成復(fù)合體系。金屬熱噴涂最常用鋅、鋁及其合金，其防腐機(jī)理主要基于物理隔離和陰極保護(hù)兩種作用。金屬熱噴涂工藝有火焰噴涂法、電弧噴涂法、等離子噴涂法等，其中以火焰噴涂法和電弧噴涂法為主。在海港工程領(lǐng)域，目前其主要用于鋼結(jié)構(gòu)。金屬熱噴涂技術(shù)具有如下特點(diǎn)：工藝靈活，適用范圍廣。噴涂材料廣泛。噴涂厚度可在較大范圍內(nèi)變化。較高的生產(chǎn)效率和沉積效率。港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(陰極保護(hù)） 犧 牲 陽(yáng) 極 外 加 電 流 陰極保護(hù)技術(shù)的原理是通過(guò)降低腐蝕電位達(dá)到對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐的目的。陰極保護(hù)在水下區(qū)和泥下區(qū)保護(hù)效率顯著，可達(dá)90%以上，當(dāng)與涂層聯(lián)合使用時(shí)效果更佳。具體而言，陰極保護(hù)可分為犧牲

11、陽(yáng)極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)兩種。一般而言，通過(guò)合理的防腐設(shè)計(jì)，兩種陰極保護(hù)技術(shù)都可達(dá)到既定防腐效果。港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(陰極保護(hù)） 犧牲陽(yáng)極是依靠自身腐蝕速率的增加而使與之偶合的陰極獲得保護(hù)的電極。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)就是由與被保護(hù)體偶合的犧牲陽(yáng)極提供保護(hù)電流。常用犧牲陽(yáng)極有鋁合金、鋅合金、鎂合金等陽(yáng)極，其中鋁合金陽(yáng)極在海洋環(huán)境中使用最廣泛。港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(陰極保護(hù)) 外加電流陰極保護(hù)法是通過(guò)外加直流電源來(lái)提供所需的保護(hù)電流。將被保護(hù)的金屬作為陰極，選用特定材料作為輔助陽(yáng) 極，從而使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)受到保護(hù)的方法。港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(陰極保護(hù)) 犧牲陽(yáng)極與外加電流陰極保護(hù)的

12、比較 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)外加電流陰極保護(hù) 優(yōu)點(diǎn) 不需要外部電源 對(duì)鄰近構(gòu)筑物物干擾或很小 投產(chǎn)調(diào)試后基本無(wú)需管理 保護(hù)電流分布均勻，利用率高 輸出電流連續(xù)可調(diào) 保護(hù)范圍大 不受環(huán)境電阻率限制 保護(hù)裝置壽命長(zhǎng) 缺點(diǎn) 高電阻率環(huán)境下不宜使用 保護(hù)電流幾乎不可調(diào) 消耗有色金屬 需要外部電源 對(duì)鄰近金屬構(gòu)筑物干擾大 維護(hù)管理工作量大 港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(陰極保護(hù)) 混凝土結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(包覆防腐技術(shù)) 鋼管樁包覆防腐技術(shù)港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(高性能混凝土) 高性能混凝土港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(特種筋材) 特種筋材港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(硅烷浸漬) 硅烷浸漬港口碼頭行業(yè)

13、腐蝕控制技術(shù)(鋼筋阻銹劑) 鋼筋阻銹劑港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(腐蝕與防護(hù)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)技術(shù)) 腐蝕與防護(hù)檢測(cè)技術(shù)港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)(腐蝕與防護(hù)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)技術(shù)) 腐蝕與防護(hù)監(jiān)測(cè)技術(shù)Contents目 錄腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀相關(guān)證明文件港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 不同海域被調(diào)查碼頭或泊位的數(shù)量占比（111個(gè)泊位）典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 不同海域被調(diào)查鋼樁的數(shù)量占比（64694根鋼樁）典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 采用不同防腐措施泊位的數(shù)量分布情況典型碼頭腐蝕

14、與防護(hù)現(xiàn)狀 采用不同防腐措施泊位的數(shù)量占總泊位數(shù)量的比例典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 采用不同防腐措施鋼樁的數(shù)量分布情況典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 采用不同防腐措施鋼樁的數(shù)量占總鋼樁數(shù)量的比例典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 采用不同防腐措施組合的泊位數(shù)量分布圖典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 實(shí)施陰極保護(hù)泊位中分別采用犧牲陽(yáng)極和外加電流的比例 典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕與防護(hù)狀況：上世紀(jì)80年代，交通部對(duì)港口碼頭混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了廣泛調(diào)查。結(jié)果顯示，我國(guó)港口碼頭混凝土結(jié)構(gòu)耐久性嚴(yán)重不足，引起了廣泛反響。后在此基礎(chǔ)上，展開(kāi)一系列研究制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在一定程度上改善了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性狀況。本世紀(jì)，隨著高性能混凝

15、土技術(shù)發(fā)展，碼頭混凝土結(jié)構(gòu)耐久性狀況顯著改善。調(diào)查顯示，施工質(zhì)量較好、采用高性能混凝土的碼頭結(jié)構(gòu)，耐久性問(wèn)題并不突出。盡管如此，為延長(zhǎng)碼頭結(jié)構(gòu)的耐久性，港口碼頭通常會(huì)采用一些附加措施，最常用的即為混凝土防腐涂層，其次是硅烷浸漬和阻銹劑，而陰極保護(hù)、特種鋼筋由于實(shí)施成本、維護(hù)管理等問(wèn)題在港口使用并不廣泛。綜上所述，混凝土耐久性提高主要通過(guò)保障混凝土自身質(zhì)量，并輔以附加防腐措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀 典型港口混凝土結(jié)構(gòu)防腐狀況Contents目 錄腐蝕調(diào)查方案及技術(shù)路線項(xiàng)目背景和意義港口碼頭行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r港口碼頭典型腐蝕狀況港口碼頭行業(yè)腐蝕控制技術(shù)典型碼頭腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀相關(guān)證明文件港口碼頭行

16、業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié)港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié) 港口碼頭行業(yè)高度重視腐蝕危害及其控制問(wèn)題，防腐意識(shí)強(qiáng)，經(jīng)多年研究實(shí)踐，行業(yè)已形成了相對(duì)完整的防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)體系及相應(yīng)的法律法規(guī)，范圍涵蓋腐蝕控制的設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)檢測(cè)及維護(hù)等，為行業(yè)腐蝕控制奠定了良好的基礎(chǔ)。在相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的指導(dǎo)下，我國(guó)港口碼頭行業(yè)高度重視碼頭結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)，在新建、在建或既有碼頭工程中基本都采用了防腐蝕措施。根據(jù)對(duì)典型碼頭腐蝕調(diào)查數(shù)據(jù)的分析可知，2014年我國(guó)港口碼頭行業(yè)直接腐蝕成本占當(dāng)年度行業(yè)固定資產(chǎn)投入的1.80%，總腐蝕成本占當(dāng)年度行業(yè)固定資產(chǎn)投入的2.41%，總體低于全國(guó)腐蝕成本的比例?？梢?jiàn)，港口碼頭行

17、業(yè)腐蝕控制水平整體較高，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、合理的腐蝕控制策略和技術(shù)，以及科學(xué)、有效維護(hù)管理體制及措施，可有效降低腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失，并保障結(jié)構(gòu)耐久性和安全性。港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié) 港口碼頭結(jié)構(gòu)形式和所處環(huán)境復(fù)雜，單獨(dú)采用某種腐蝕措施很難達(dá)到全面、有效的防腐效果，采用合理的防腐措施組合可相互協(xié)調(diào)、充分發(fā)揮各種措施的效果，是行之有效的腐蝕控制策略。受技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、工程實(shí)施、維護(hù)管理等因素的影響，在防腐措施組合中，腐蝕裕量、防腐涂層和陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)是港口碼頭行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)使用最多，也最有效的防腐措施組合。陰極保護(hù)技術(shù)中，又以犧牲陽(yáng)極使用最為廣泛。在河口地區(qū)或電阻率較高水域采用陰極保護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分調(diào)查水環(huán)境的

18、電阻率、潮汐變化等問(wèn)題，以便科學(xué)選擇陰極保護(hù)的形式和準(zhǔn)確開(kāi)展陰極保護(hù)設(shè)計(jì)?；赜侪h(huán)境使用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，應(yīng)充分考慮回淤對(duì)犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)的影響，以便準(zhǔn)確科學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。港口碼頭行業(yè)腐蝕調(diào)查總結(jié) 隨著碼頭使用年限的增長(zhǎng)，涂層破損問(wèn)題日益凸顯，包覆防腐以其綠色環(huán)保、施工便捷、長(zhǎng)效耐久等優(yōu)點(diǎn)，在涂層修復(fù)中得到了越來(lái)越廣泛的使用，效果顯著；但需注意，在包覆防腐使用過(guò)程中，要根據(jù)服役環(huán)境合理選材，并加強(qiáng)管理和保護(hù)，避免人為破壞。高性能混凝土的使用和良好的混凝土質(zhì)量控制，顯著改善了港口碼頭混凝土結(jié)構(gòu)耐久性狀況。在高性能混凝土的基礎(chǔ)上，施加附加防腐措施能夠進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的耐久性。當(dāng)使用普通混凝土?xí)r，采用附加防腐措施可