我国腐蚀成本及其防控策略|技术知识

我国腐蚀成本及其防控策略

2019/12/20 5:17:10

材料腐蚀是生产生活中的常见现象,严重的腐蚀不仅会造成材料失效,还可能诱发猝不及防的灾难性事故。了解与认识腐蚀问题,是保障人民群众生命财产安全的必然要求。为此,中国工程院针对我国腐蚀成本进行了调查研究。数据表明,2014年,我国腐蚀成本为 21278.2 亿元人民币,约占当年国内生产总值的 3.34%。腐蚀问题可防可控,通过实施防腐蚀顶层设计、加强腐蚀与防护研究、开发新型防腐蚀技术、推行防腐蚀经验标准、提高全民防腐蚀意识等方式,我国腐蚀防护水平将得以全面提升。


材料腐蚀是材料与环境发生化学或电化学反应而产生的材料破坏现象。材料腐蚀是生产生活中的常见现象,严重的腐蚀不仅会造成材料失效,还可能诱发猝不及防的灾难性事故,给人民群众生产生活带来严重影响。了解与认识腐蚀问题,不仅是技术研究的需要,更是保障社会各界生命财产安全的必然要求。



腐蚀防护的重要性


腐蚀防护事关安全。腐蚀造成的危险物质泄露爆炸以及结构建筑断裂垮塌,会给人民带来猝不及防的意外事故,危及群众财产和人身安全。


腐蚀防护事关节约。腐蚀会加速已建成的设施和装备老化退役,缩短其寿命周期,而建造设施装备过程中使用了大量原材料和能源,因此腐蚀会造成间接浪费。腐蚀会造成水污染、大气污染、土壤污染等一系列污染问题,使这些珍贵资源更加稀缺。


腐蚀防护事关经济。每个行业都涉及腐蚀问题,腐蚀问题得到有效控制和解决,对企业提高生产效率、控制整体成本具有重要作用。


腐蚀防护事关民生。腐蚀造成的液体跑、冒、滴、漏现象和产生的有毒有害物质,会严重影响百姓的日常生活和身体健康。


腐蚀防护事关生态。国外管道腐蚀破裂造成的大量石油泄漏事故,一度使河流、湖泊和上百公顷土地受到严重污染,大批植物枯死、动物绝迹。


腐蚀防护事关节约。腐蚀会加速已建成的设施和装备老化退役,缩短其寿命周期,而建造设施装备过程中使用了大量原材料和能源,因此腐蚀会造成间接浪费。


腐蚀成本调查


腐蚀成本调查活动是了解国家、地区或行业腐蚀状况的具体形式。通过腐蚀调查不仅能够了解到该国家、地区或行业特定阶段由腐蚀现象造成的损失程度,也能够洞察造成这些腐蚀问题的深层次原因,从而提出有针对性的防护策略,进而实施必要的防护措施,防控腐蚀带来的危害,降低腐蚀造成的损失。


1

美国腐蚀调查

美国的 Uhlig开展了全国腐蚀成本最早的研究工作,并于 1949 年发表“The Cost of Corrosion to TheUnited States”一文,文中指出,美国的年度腐蚀成本约为 55 亿美元,约占1949 年该国国民生产总值(GNP)的 2.1%。


1999—2001年,美国CCTechnologies公司联合美国交通部、高速公路管理局和美国腐蚀工程师协会(CEInternational)对该国的腐蚀成本进行了调查研究,而这已是美国进行的第七次腐蚀成本调查。

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日本腐蚀调查

1976年,日本防锈技术协会和腐蚀防蚀协会在通商产业省机械振兴资金资助下,成立了以冈本刚委员长为首的腐蚀调查委员会,综合已有调查方法对多个领域进行了为期 1 年的深入调研,这是日本开展的第一次腐蚀调查。调查表明,1974年日本由腐蚀造成的损失约占日本当年GNP的2%。但这项研究仅仅评估了腐蚀的直接成本,如果将间接成本包括在内,腐蚀的整体成本会更高。


1999年开展了第二次腐蚀成本调查,该次调查推算的直接和间接腐蚀成本达到9。7 兆日元,占据GNP的1。88%。报告指出,如果进行更加详细的调查,推算出的腐蚀成本一定比上述数值更大,甚至可能达到 GNP的3%—4%。


2016年,日本第三次腐蚀成本调查也已启动,筱原正教授任腐蚀调查委员会主席。

3

英国腐蚀调查

1969 年,英国开展包括建筑、食品、工程机械、政府部门、海洋平台、金属冶炼和加工、石油化工、能源、交通和水环境等多个行业的腐蚀成本调查,并于 1971 年发表了英国腐蚀与防护状况调查报告。结果表明,英国年腐蚀成本为 13.65 亿英镑,占英国 GNP 的 3.5%。

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国际性腐蚀调查

2013 年 10月,美国腐蚀工程师协会启动了一项国际性的腐蚀调查活动 IMPACT。该调查由美国腐蚀工程师协会牵头,并由挪威船级社-德国劳氏船级社(DNV GL)和美国生产效率与质量中心(APQC)联合中国、加拿大、印度等多个国家的企业和科研机构共同完成。2014 年,IMPACT 项目经理一行来中国进行了大量调研,最终确认由中国工程院院士、中国科学院海洋研究所研究员侯保荣担任全球腐蚀调查中国区主席。

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中国腐蚀调查

我国的腐蚀调查工作起步相对较晚。1980年7月,原国家科委腐蚀学科组向化学工业、炼油工业、冶金工业、化纤工业等7个部门发放了《腐蚀管理与腐蚀损失调查表》,并进行了实地考察和调研。


1986 年,由武汉材料保护研究所负责对我国机械工业的腐蚀成本进行了调查。1999 年,根据柯伟院士和曹楚南院士建议,中国工程院进行了“中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策”项目研究。


2015年,中国工程院设立了“我国腐蚀状况及控制战略研究”重大咨询项目。该项目由中国科学院海洋研究所牵头,联合中国腐蚀与防护学会、北京科技大学、北京航空航天大学、南京水利科学研究院、中国人民解放军陆军装甲兵学院共同开展全国性的腐蚀调查。


腐蚀调查方法


国际通用的腐蚀成本调查方法有 Uhlig法、Hoar法和 Battelle法。


1

Uhlig法

Uhlig法是将生产、制造、养护、维修方面的防腐蚀措施所需费用直接累加。。这些防腐蚀措施包括涂料与涂装、表面处理、耐蚀材料、防锈油、缓蚀剂、电化学保护、腐蚀研究和腐蚀检测等。


Uhlig法通过总结防腐蚀材料、技术和相关服务所需成本得出整体腐蚀成本。防腐蚀材料成本可从政府部门、贸易组织、行业协会和企业单位等多种渠道获得。通过公开资料查阅、专家学者咨询、组织机构调研等方式获取防腐蚀技术和服务成本数据。

2

Hoar法

Hoar法考察统计各行业的腐蚀成本和防蚀费用,继而进行累加综合。采用函调、专家咨询、实地调研等多种方式获得可靠数据,利用数学统计方法推算行业腐蚀成本,然后根据所得数据推算国家整体腐蚀成本。

3

Battelle法

Battelle法是用投入/产出矩阵(企业生产关联表)统计得出国民经济各部门相关腐蚀费用,然后计算腐蚀成
本。该方法提出了 3 种“世界”:
世界Ⅰ——存在腐蚀的真实世界;
世界Ⅱ——没有腐蚀的假想世界;
世界Ⅲ——假想的能够通过充分实践有效防腐的世界。


投入/产出模型被用于描述这 3 种“世界”。然后,这项研究将整体腐蚀成本确定为世界Ⅰ与世界Ⅱ间的差异。并进一步将整体腐蚀成本划分为可避免和不可避免两部分。



腐蚀调查结果


Uhlig法调研结果表明,2014年中国直接腐蚀成本总计约10639。1亿元人民币。直接腐蚀成本中,防腐涂料占比最大,其次为防腐材料和表面处理费用。值得注意的是,由于难以获得腐蚀监检测行业确切数据等原因,腐蚀监检测成本未计算在内。参考国内外腐蚀调查经验,间接腐蚀成本包含腐蚀诱发的产量下降、信誉降低、环境污染、生态破坏、人员伤亡等因素导致的成本,间接腐蚀成本一般是直接腐蚀成本的1至数倍。保守估算,间接腐蚀成本与直接腐蚀成本相同。这样,采用 Uhlig 法计算的2014年中国腐蚀总成本为21278。2亿元人民币,占 2014年中国国内生产总值(GDP)的3。34%,即每位中国公民当年需承担约1555元人民币的腐蚀成本。


关于进一步提升我国腐蚀防护水平的建议


腐蚀防护科学是研究和保护人类文明赖以存在和发展的物质基础,即研究和保护各类材料、设备、设施的一门关键科学。但由于腐蚀防护是跨行业、跨部门、共性的,且不直接创造经济效益,它的被关注程度较低。


然而,腐蚀防护安全关系到国家经济健康发展和国防建设长治久安,具有重要的战略意义和现实意义。因此,必须全面提升我国腐蚀防护水平保障社会生产生活安全。


1

推进防腐蚀工作顶层设计,加强腐蚀防护管理

目前,缺乏专门机构及人员负责我国腐蚀防护工作的战略指导和总体规划。鉴于腐蚀防护领域重要性及其跨行业、跨部门的特点,可由科学技术部牵头,组织国家发展和改革委员会、工业和信息化部、国家市场监督管理总局等相关部门共同成立腐蚀防护领导小组和常设机构,加强我国腐蚀防护工作顶层规划、设计、协调、管理,促进我国腐蚀防护水平稳步提升。

2

设立科技专项,加大腐蚀防护技术研究,推动我国腐蚀防护技术创新发展

腐蚀防护是国民经济各行业面临的共性科学问题,应围绕我国基础设施和装备腐蚀防护重大科技问题及重大工程需求,在腐蚀规律、耐蚀机制、数值模拟、专用设备、腐蚀大数据、安全监检测、防腐新材料、长效防腐技术、安全管理体系等方面充分认知腐蚀破坏规律,突破腐蚀防护安全领域难点核心技术、关键共性技术和专用防护技术,推动各行业设施与装备安全延寿。

3

尽快建立健全腐蚀防护安全相关法律法规及标准体系

建立健全腐蚀防护法律法规及相关安全标准体系,强化腐蚀防护安全管理和监管力度。促使企事业单位在工程设计、选材、建设、运行、维护等各阶段,采取针对性腐蚀防护标准,保障工程长久安全。

4

加大先进腐蚀防护技术的融合、示范、推广和应用

经过多年的发展,我国在腐蚀防护领域已建立了一批研究和应用开发队伍,研发了一批具有国际领先水平的技术。应围绕我国基础设施和重大装备建设发展,推动先进腐蚀防护安全技术在新建和在役设施装备上的示范、推广和应用,推动“中国制造”由量向质的跨越。

5

加强教育和科普宣传,提高全民腐蚀防护意识

此次腐蚀调查结果表明,各行业开展腐蚀防护工作的最大困难是腐蚀防护专业人才的缺乏。因此,腐蚀防护安全国家战略除了需要在先进腐蚀防护技术研究、腐蚀安全法规和腐蚀安全管理上加大力度外,更需要在腐蚀教育与科普等方面大力开展工作。


应通过公共媒体宣传、社会公益活动等多种途径,丰富加强普通民众的腐蚀防护知识和全寿命周期成本意识,让公众、政府部门、企业家、青年学生等各类群体认识到腐蚀危害和防腐的重要性。



结语


腐蚀问题是客观存在的,但这并不意味着可以不重视腐蚀问题。腐蚀问题造成材料破坏,带来突发性灾难事故,造成难以挽回的重大损失。腐蚀问题可防可控,通过深入认识腐蚀规律,掌握腐蚀防护技术,推行防腐蚀设计管理,加强防腐蚀意识理念,就可以缓解腐蚀问题,提升设施装备安全性。


来源:设备管理与防腐


文本标签:腐蚀,长输管道,啄木鸟检测

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