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  • 長風破浪降“虎”路 矢志不渝赤子心——記中國海洋腐蝕與防護拓荒者侯保榮從研五十周年
    2020-11-30 17:31:56 作者:本網整理 來源:中國科學院海洋研究所 分享至:

    提到大海,你會想到什么?


    是千里波濤滾滾來的雄渾壯闊,還是浪花有意千重雪的自由灑脫?


    是茫茫東海波連天的浩瀚無垠,還是三萬里河東入海的博大胸懷?


    大海,這片賦予我們無盡遐想的藍色王國,卻是他幾十年來一直想要降服的“吃鐵老虎”。


    他,就是中國海洋腐蝕與防護研究拓荒者——中國工程院院士、中國科學院海洋研究所研究員侯保榮。

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    侯保榮院士


    勵志求學  成才報國


    1942年,侯保榮出生于山東菏澤曹縣的一個小鄉村。母親省吃儉用供他讀書,幼時的侯保榮就深刻的明白,他要靠自己的百倍努力走出來一條成才之路。


    侯保榮是幸運的,他趕上了新中國的成立,也因此有了上學的機會。那時,他的老家建起了一所小學,校門兩側寫著“為人民服務,向工農開門”。在那里,侯保榮上了六年小學,并考上了曹縣二中。


    曹縣二中建于1953年,位于老革命根據地——“紅三村”,那里有一個不小的革命烈士陵園,感受到上學來之不易的學生們平時都很用功。


    學校的條件樸素簡陋,沒有電燈,侯保榮和同學就都堅持在煤油燈下讀書學習。曹縣的冬天,溫度最低能到零下十幾度,五六十個人聚集在空大的教室中,只依靠一個煤爐取暖,除此之外,宿舍里更是沒有任何取暖工具,侯保榮和他的同學們就在零下十幾度的房間里生活學習。課間休息時,大家都倏地跑到室外活動,因為室外有太陽,比屋里要暖和。

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    青年時期的侯保榮


    特殊的時代,有著特殊的記憶。物質的極度匱乏,讓侯保榮經常每頓飯只能就一碗地瓜干,尤其在“三年困難”時期。侯保榮始終記得,即使這樣,曹縣二中的老師們依然克服了種種困難,餓著肚子也堅持給學生上課。正是在這樣濃厚的學習氛圍下,侯保榮一直非常刻苦,成績名列前茅。


    一分耕耘一分收獲。1962年夏天,在農田里干活的侯保榮欣喜的收到了他人生中第一份寶貴的證書——復旦大學化學系錄取通知書!


    侯保榮迎來了人生中的第一個轉折。一個月后,帶著全村人幫他拼湊的26元錢,懷揣著對未來的無限憧憬,侯保榮踏上了這條他為之堅持終身的求學之路。


    1970年3月,初出茅廬的侯保榮被正式分配到中國科學院海洋研究所,從此開啟了他成才報國的新篇章,譜寫了他與海洋腐蝕與防護的一生之緣。

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    侯保榮以訪問學者身份在日本深造

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    侯保榮與日本著名腐蝕防護學家水流澈教授


    立志防腐  逐夢奮進


    “我就是專心干好海洋腐蝕與防護這一件事。”侯保榮經常這么說。


    在海洋腐蝕與防護領域,中國起步晚,參與科研的人也比較少。初到中科院海洋研究所海洋化學室工作,當時中國的腐蝕防護研究才剛剛起步,整個研究所也只有幾個人從事該項工作,條件非常艱苦。

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    觸目驚心的海洋腐蝕現象


    資料少,基礎弱,設備缺,研究幾乎從零開始,侯保榮和他的領導、同事們——這支新中國第一支專門的海洋腐蝕與防護研究隊伍充分發揮主觀能動性,克服困難,奮發圖強。


    當時,正值上海要建設金山石油化工總廠,需要從大慶輸送原油,因此建設一個碼頭成為了當務之急,建設材料幾乎全是鋼鐵,這就使得防腐蝕成為了一個重要課題。侯保榮和研究室成員便和上航三海局、南京水利科學院合作,承接了陳山碼頭的陰極保護工作。除此之外,他們還進行了天津海洋石油開發平臺的陰極保護工作。


    以我國在渤海灣建設的國內首個海上采油平臺為例,當時,建設平臺沒有經驗,教材和參考文獻都很少, 做陰極保護就更無經驗可尋,加之我國的犧牲陽極技術那時還很不過關,更缺乏標準,因此,研究組采用了外加電流的方法,用高硅鑄鐵做陽極,在平臺上一住就是一個多月。

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    侯保榮在實驗室工作


    工作的辛苦沒有讓侯保榮感到疲憊,他為自己可以給我國海洋平臺的腐蝕防護盡一分力,深感責任和光榮。他意識到海洋腐蝕防護意義重大,這是一項值得他奮斗終生的事業。


    為了提升腐蝕防護的功效,侯保榮和同事們開始嘗試探索鋁基犧牲陽極板的研究,經過了五六年的反復試驗,該項研究終獲成功。


    20世紀70年代末,侯保榮以中國科學院訪問學者的身份赴日本進行深造,在日本知名腐蝕與電化學專家水流徹教授的指導下,獲得東京工業大學的博士學位。日本的三年求學,侯保榮看到了我國在海洋腐蝕與防護領域的巨大差距,帶著滿滿干貨,帶著如何提升我國海洋腐蝕研究和防護水平的思考,他回到海洋研究所繼續開展研究。


    1981年,好消息傳來,侯保榮團隊關于鋁基犧牲陽極板的研究項目喜獲中國科學院重大科技成果二等獎;1992年,憑借海龍Ι型陽極電流設施,侯保榮團隊又獲中國科學院科技進步二等獎。


    探明規律  奠定基礎


    一塊鐵,分五段,一段暴露在大氣中,一段受海浪拍打,一段隨潮汐漲落時隱時沒,一段浸在海水里,一段埋在泥沙里,海洋環境中究竟哪個區帶腐蝕最嚴重呢?

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    這是侯保榮在接觸海洋腐蝕研究后遇到的第一個難題。


    剛到海洋所,侯保榮面臨的研究問題就是“鋼樁打到海里,哪一部分的腐蝕情況最嚴重”。當時,海洋環境劃分為大氣區、潮差區和海水區三個腐蝕區帶。根據經驗和早期文獻的一些報道,潮差區潮水忽高忽低,頻繁潮漲潮落、風吹日曬、忽干忽濕、氧供應充足,大家主觀認為這部分的腐蝕肯定最嚴重。當時的研究就是處于這樣的初始狀態,連哪一部分海水腐蝕最嚴重都并不清楚。

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    侯保榮院士在實驗室工作


    為了徹底探索清楚海洋環境的腐蝕規律,侯保榮和張經磊、馬士德、郭公玉等同事一起,與上海鋼鐵研究所和上海第三鋼鐵廠等合作在國內首次開展了鋼材外海長尺掛片實驗。


    盡管外海長尺實驗能夠真實地反映外海腐蝕狀態,但其安裝程序繁瑣,受現場環境影響大;試樣易在潮水、臺風等干擾下丟失而導致前功盡棄。此外,外海實驗結束后將長尺鋼帶切成小尺寸試片進行腐蝕量計算的方法存在很大誤差,亟需海洋腐蝕環境的模擬試驗環境和數據驗證。侯保榮帶領科研團隊集中攻關,在鋼鐵設施的自然電導通特點啟發下,創新性的發明了電連接海洋環境模擬裝置及實驗,開辟了海洋腐蝕環境模擬實驗研究之路。


    1972年,侯保榮在上海石油化工總廠陳山碼頭建立了一個模擬水池,來模擬外海漲落潮,并利用該裝置進行鋼片掛片試驗。


    科研條件簡陋,工作條件更加艱辛。


    現場試驗結束后,需要取樣,侯保榮每每要從試驗現場把那些金屬樣板背到中科院冶金研究所做檢測分析。先要坐火車趕到市區,再徒步行走大約一兩公里的路程。每次,他背不動總重達五六十公斤的樣板,就把樣板分成幾份,背一部分走上一段路,然后放下負重,再匆忙折回頭去背剩下的樣板。一路上,侯保榮生怕試片丟失, 這其中的每一片試片都承載著大家一年多的心血,直到到達時,侯保榮已經是大汗淋漓、全身濕透。此時天已經轉黑, 冶金所的工作人員也已經下班。侯保榮把試片放到傳達室后才松了一口氣。


    幸運的是,努力獲得了回報,實驗結果證明,這套模擬裝置確實能反映外海的腐蝕規律。

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    實驗結果


    由此,侯保榮獲得了我國第一條鋼材在海洋環境中的腐蝕規律曲線。數據表明,腐蝕最嚴重的區域是受海浪拍打的這一段——浪花飛濺區。這一結果為準確認識海洋腐蝕機理及提升腐蝕防護技術奠定了堅實基礎。


    攻堅克難  深耕防腐


    海洋腐蝕與防護是與工程緊密聯系的學科。摸清海洋環境腐蝕規律后,如何解決我國腐蝕防護短板問題,成為縈繞在侯保榮心頭的又一大難題。


    侯保榮等六位院士提出了“我國海洋工程設施浪花飛濺區防腐蝕工作亟待加強”的建議,得到了國家的高度重視,并在“十一五”、“十二五”國家科技支撐計劃給予了支持。


    侯保榮先后走訪了二十多個沿海城市的港口及上百家企業,以迎難而上的姿態帶領團隊攻堅克難。

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    侯保榮院士在施工現場


    針對腐蝕最為嚴重的海洋浪花飛濺區,經過團隊多年攻關,自主研發了復層礦脂包覆防腐蝕技術(PTC)。該技術于2007年應用于青島港液體化工碼頭鋼樁,回訪發現,經過十多年嚴酷的浪花飛濺區環境腐蝕,包覆的四層材料依然完好地保持著當初的狀態與性能,里面的金屬表面沒有發生任何腐蝕。目前,該技術已成功應用于勝利油田、龍源風電等40項重大工程,有效地為我國海洋經濟蓬勃發展保駕護航。

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    侯保榮院士研發的復層礦脂包覆防腐蝕技術(PTC)


    侯保榮還帶領團隊研發了適用于大氣區各類異型結構的氧化聚合包覆防腐蝕技術(OTC),能夠延長海洋鋼筋混凝土結構使用壽命的海洋柔韌型鋼筋混凝土表面防護技術(FCC),應用于海洋石油平臺的陰極保護監測技術等多項專利成果。


    這些成果填補了國內空白,直接迫使國外產品降價50%,并已累計服務于110余項重大防腐蝕工程。成果先后獲得了國家科技進步二等獎、山東省科學技術最高獎、山東省技術發明一等獎等重要獎項,并獲得迪恩特注冊商標與防偽標識,由太平洋保險提供千萬級質量保。

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    侯保榮院士與項目施工現場工作人員溝通


    2015年,侯保榮獲得了中國腐蝕與防護最高工程成就獎。他首創了“電連接模擬海洋環境腐蝕實驗裝置與方法”;開發了新型環保型鋁基犧牲陽極的制造技術;開發了適用于海洋環境中鋼鐵設施的鋅鋁合金與有機涂層結合的復合防腐新技術;研制并發明了浪花飛濺區海洋鋼結構包覆防腐蝕修復成套技術;研制了海洋環境腐蝕狀態自動跟蹤掃描系統,實現了腐蝕狀態的實時監測、腐蝕狀態評定及報警;開發并發明了適合大氣環境鋼結構異型部位的氧化聚合型包覆防腐蝕技術。

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    侯保榮研發的腐蝕防護技術在大連石化碼頭成功應用

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    腐蝕防護技術工程化應用


    在多年研究基礎上,侯保榮出版有《海洋腐食環境と防食の科學》(日文版)《海洋腐蝕與防護》《海洋腐蝕環境理論及其應用》《腐蝕研究與防護技術》《海洋工程結構浪花飛濺區腐蝕與控制研究》《海洋鋼筋混凝土腐蝕修復與補強技術》等專著,起草制定了《鋼結構氧化聚合型包覆防腐蝕技術》《海洋鋼鐵構筑物復層礦脂包覆防護技術》《礦脂防蝕帶低溫可操作性檢測方法》《礦脂防蝕帶耐高溫流動性實驗方法》等四項國家標準且已頒布實施,主編了海洋腐蝕研究與防護技術系列論文集9本,發表論文460余篇。


    侯保榮在不同場合經常給出這樣一個數據關系:在結構新建時,如果節省了1元的腐蝕防護費用,在腐蝕剛發生時進行維護會花掉5元,在發生輕度腐蝕時進行修復需要25元,如果腐蝕嚴重威脅安全時,修復就需要125元。


    侯保榮反反復復強調海洋腐蝕防護的重要性,他希望用畢生所學,為國家的基礎設施和重大裝備都穿上一件有效的腐蝕防護“外衣”。


    引領調查  摸清家底


    腐蝕,是基礎設施和工業設備損毀的主要原因,事關安全、經濟、民生等多個方面。


    鑒于腐蝕的嚴重危害性,各個國家,包括美國、英國、日本、俄羅斯都做過腐蝕調查,摸清家底,了解腐蝕成本情況。與發達國家相比,我國腐蝕調查工作開展晚,重視程度低。美國已經做過8次,而我國做的范圍小、次數少。


    而腐蝕離我國國民生活的距離有多遠呢?《中國腐蝕成本》這本報告,揭開了我國的腐蝕成本奧秘。


    為摸清我國現階段腐蝕成本,2015年,侯保榮帶領數十位院士及兩百多位專家學者開展了中國工程院重大咨詢項目“我國腐蝕狀況及控制戰略研究”。這次遍及全國、覆蓋30多個國民經濟關鍵行業的調查是我國腐蝕防護領域發展中的一座里程碑,對鞏固和加強中國在世界腐蝕防護領域的地位具有重要意義。

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    侯保榮院士調研港口設施腐蝕情況


    項目組出版了專著《中國腐蝕成本》中文版、英文版,《中國腐蝕狀況及控制戰略研究叢書》系列32部,為制定相關政策法規及標準規范、有效降低腐蝕成本提供了科學依據,有力推動了我國腐蝕與防護領域的發展。

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    《中國腐蝕成本》中英文版

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    《中國腐蝕狀況及控制戰略研究叢書》


    調查得出了我國最新的腐蝕成本,結果表明,2014年我國腐蝕成本超過2.1萬億人民幣,約占當年國內生產總值(GDP)的3.34%,相當于人均承擔1555元腐蝕成本,數據驚人。 


    侯保榮帶領項目組將“腐蝕調研”與“腐蝕控制”雙管齊下,在調查清楚腐蝕成本后,他聯合20多位兩院院士提出了《關于將我國基礎設施及重大裝備腐蝕防護安全納入國家戰略的建議》,為國家相關管理部門開展防腐蝕的相關工作提供決策參考。


    但這并不是侯保榮的最終目的。侯保榮始終胸懷國家,摸清不同行業、不同地區的腐蝕情況,是為了針對性提出具體的預防、控制措施,響應黨中央、國務院的號召,為國家經濟社會發展需求、人民生命財產安全服好務。


    言傳身教  籌謀擘劃


    潮起潮落,大海賦予人類豐富的資源寶藏的同時,也以它特有的自然規律考驗著人類的智慧。


    作為中國海洋腐蝕與防護領域的帶頭人,侯保榮一直積極推動海洋腐蝕平臺建設。從腐蝕教研組,到青島市、山東省重點實驗室,再到國家海洋腐蝕防護工程技術研究中心,青島海洋科學與技術試點國家實驗室開放工作室,通過這一系列平臺為海洋腐蝕研究提供了強大支撐。


    侯保榮以身作則、獎掖后學,親赴日本東京工業大學引進張盾研究員,為海洋腐蝕防護研究隊伍的壯大披榛采蘭;他對待學生近于嚴厲又愛護有加,先后培養了以段繼周研究員為代表的一大批海洋腐蝕研究領域的中堅力量。

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    侯保榮院士與他的學生


    他注重國內和國際合作,自2000年發起的“海洋腐蝕與控制國際會議”目前已成功舉辦了九屆,大大提高了我國在國際腐蝕領域的學術地位;他高瞻遠矚,以“一帶一路”為契機,先后在斯里蘭卡、印度尼西亞、以色列等地區設立腐蝕實驗站,實現了腐蝕防護技術大數據積累和全球共享。他聯合國內13家海洋防腐行業的知名企業和13家科研實力雄厚的研究院所、大學,共同組建了“海洋防腐蝕產業技術創新戰略聯盟”,有力推動了海洋腐蝕防護技術的發展和工程化應用。

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    第九屆國際海洋腐蝕與控制研討會在青島


    2019年,侯保榮院士榮獲了全球國際腐蝕組織NACE科技成就獎,當年度全球只有5位,是國內唯一獲此殊榮的科學家。2020年,他領導的國家海洋腐蝕與防護工程技術研究中心又榮獲了NACE卓越組織獎。

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    侯保榮院士榮獲全球國際腐蝕組織NACE科技成就獎


     時至今日,侯保榮仍然奮戰在科研第一線,身體力行推廣著海洋腐蝕防護研究的成果轉化工作。

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    工作中的侯保榮院士


    敏好學而不畏苦,立鴻鵠之志補中國海洋防腐空白;


    以身則而迎難上,以求真之態甄海洋腐蝕機理機制;


    踏實地而克難題,舉團隊之力研海洋防腐工程技術;


    謀全局而握大勢,為綢繆之慮查腐蝕現狀控制戰略;


    性謙和而廣胸懷,思人才之憂勵腐蝕研究人才隊伍;


    與時進而重合作,求共進之姿重國際國內推廣應用。


    君子之風,卑以自牧,含章可貞。 


    侯保榮院士那敢于迎難而上的科研精神和溫恭自虛的科研態度正激勵著一代又一代的后來者砥礪前行……

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