我國腐蝕成本及其防控策略

2019/12/20 5:17:10

材料腐蝕是生產生活中的常見現象,嚴重的腐蝕不僅會造成材料失效,還可能誘發猝不及防的災難性事故。了解與認識腐蝕問題,是保障人民群眾生命財產安全的必然要求。為此,中國工程院針對我國腐蝕成本進行了調查研究。數據表明,2014年,我國腐蝕成本為 21278.2 億元人民幣,約占當年國內生產總值的 3.34%。腐蝕問題可防可控,通過實施防腐蝕頂層設計、加強腐蝕與防護研究、開發新型防腐蝕技術、推行防腐蝕經驗標準、提高全民防腐蝕意識等方式,我國腐蝕防護水平將得以全面提升。


材料腐蝕是材料與環境發生化學或電化學反應而產生的材料破壞現象。材料腐蝕是生產生活中的常見現象,嚴重的腐蝕不僅會造成材料失效,還可能誘發猝不及防的災難性事故,給人民群眾生產生活帶來嚴重影響。了解與認識腐蝕問題,不僅是技術研究的需要,更是保障社會各界生命財產安全的必然要求。



腐蝕防護的重要性


腐蝕防護事關安全。腐蝕造成的危險物質泄露爆炸以及結構建筑斷裂垮塌,會給人民帶來猝不及防的意外事故,危及群眾財產和人身安全。


腐蝕防護事關節約。腐蝕會加速已建成的設施和裝備老化退役,縮短其壽命周期,而建造設施裝備過程中使用了大量原材料和能源,因此腐蝕會造成間接浪費。腐蝕會造成水污染、大氣污染、土壤污染等一系列污染問題,使這些珍貴資源更加稀缺。


腐蝕防護事關經濟。每個行業都涉及腐蝕問題,腐蝕問題得到有效控制和解決,對企業提高生產效率、控制整體成本具有重要作用。


腐蝕防護事關民生。腐蝕造成的液體跑、冒、滴、漏現象和產生的有毒有害物質,會嚴重影響百姓的日常生活和身體健康。


腐蝕防護事關生態。國外管道腐蝕破裂造成的大量石油泄漏事故,一度使河流、湖泊和上百公頃土地受到嚴重污染,大批植物枯死、動物絕跡。


腐蝕防護事關節約。腐蝕會加速已建成的設施和裝備老化退役,縮短其壽命周期,而建造設施裝備過程中使用了大量原材料和能源,因此腐蝕會造成間接浪費。


腐蝕成本調查


腐蝕成本調查活動是了解國家、地區或行業腐蝕狀況的具體形式。通過腐蝕調查不僅能夠了解到該國家、地區或行業特定階段由腐蝕現象造成的損失程度,也能夠洞察造成這些腐蝕問題的深層次原因,從而提出有針對性的防護策略,進而實施必要的防護措施,防控腐蝕帶來的危害,降低腐蝕造成的損失。


1

美國腐蝕調查

美國的 Uhlig開展了全國腐蝕成本最早的研究工作,并于 1949 年發表“The Cost of Corrosion to TheUnited States”一文,文中指出,美國的年度腐蝕成本約為 55 億美元,約占1949 年該國國民生產總值(GNP)的 2.1%。


1999—2001年,美國CCTechnologies公司聯合美國交通部、高速公路管理局和美國腐蝕工程師協會(CEInternational)對該國的腐蝕成本進行了調查研究,而這已是美國進行的第七次腐蝕成本調查。

2

日本腐蝕調查

1976年,日本防銹技術協會和腐蝕防蝕協會在通商產業省機械振興資金資助下,成立了以岡本剛委員長為首的腐蝕調查委員會,綜合已有調查方法對多個領域進行了為期 1 年的深入調研,這是日本開展的第一次腐蝕調查。調查表明,1974年日本由腐蝕造成的損失約占日本當年GNP的2%。但這項研究僅僅評估了腐蝕的直接成本,如果將間接成本包括在內,腐蝕的整體成本會更高。


1999年開展了第二次腐蝕成本調查,該次調查推算的直接和間接腐蝕成本達到9.7 兆日元,占據GNP的1.88%。報告指出,如果進行更加詳細的調查,推算出的腐蝕成本一定比上述數值更大,甚至可能達到 GNP的3%—4%。


2016年,日本第三次腐蝕成本調查也已啟動,筱原正教授任腐蝕調查委員會主席。

3

英國腐蝕調查

1969 年,英國開展包括建筑、食品、工程機械、政府部門、海洋平臺、金屬冶煉和加工、石油化工、能源、交通和水環境等多個行業的腐蝕成本調查,并于 1971 年發表了英國腐蝕與防護狀況調查報告。結果表明,英國年腐蝕成本為 13.65 億英鎊,占英國 GNP 的 3.5%。

4

國際性腐蝕調查

2013 年 10月,美國腐蝕工程師協會啟動了一項國際性的腐蝕調查活動 IMPACT。該調查由美國腐蝕工程師協會牽頭,并由挪威船級社-德國勞氏船級社(DNV GL)和美國生產效率與質量中心(APQC)聯合中國、加拿大、印度等多個國家的企業和科研機構共同完成。2014 年,IMPACT 項目經理一行來中國進行了大量調研,最終確認由中國工程院院士、中國科學院海洋研究所研究員侯保榮擔任全球腐蝕調查中國區主席。

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中國腐蝕調查

我國的腐蝕調查工作起步相對較晚。1980年7月,原國家科委腐蝕學科組向化學工業、煉油工業、冶金工業、化纖工業等7個部門發放了《腐蝕管理與腐蝕損失調查表》,并進行了實地考察和調研。


1986 年,由武漢材料保護研究所負責對我國機械工業的腐蝕成本進行了調查。1999 年,根據柯偉院士和曹楚南院士建議,中國工程院進行了“中國工業與自然環境腐蝕問題調查與對策”項目研究。


2015年,中國工程院設立了“我國腐蝕狀況及控制戰略研究”重大咨詢項目。該項目由中國科學院海洋研究所牽頭,聯合中國腐蝕與防護學會、北京科技大學、北京航空航天大學、南京水利科學研究院、中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院共同開展全國性的腐蝕調查。


腐蝕調查方法


國際通用的腐蝕成本調查方法有 Uhlig法、Hoar法和 Battelle法。


1

Uhlig法

Uhlig法是將生產、制造、養護、維修方面的防腐蝕措施所需費用直接累加。。這些防腐蝕措施包括涂料與涂裝、表面處理、耐蝕材料、防銹油、緩蝕劑、電化學保護、腐蝕研究和腐蝕檢測等。


Uhlig法通過總結防腐蝕材料、技術和相關服務所需成本得出整體腐蝕成本。防腐蝕材料成本可從政府部門、貿易組織、行業協會和企業單位等多種渠道獲得。通過公開資料查閱、專家學者咨詢、組織機構調研等方式獲取防腐蝕技術和服務成本數據。

2

Hoar法

Hoar法考察統計各行業的腐蝕成本和防蝕費用,繼而進行累加綜合。采用函調、專家咨詢、實地調研等多種方式獲得可靠數據,利用數學統計方法推算行業腐蝕成本,然后根據所得數據推算國家整體腐蝕成本。

3

Battelle法

Battelle法是用投入/產出矩陣(企業生產關聯表)統計得出國民經濟各部門相關腐蝕費用,然后計算腐蝕成
本。該方法提出了 3 種“世界”:
世界Ⅰ——存在腐蝕的真實世界;
世界Ⅱ——沒有腐蝕的假想世界;
世界Ⅲ——假想的能夠通過充分實踐有效防腐的世界。


投入/產出模型被用于描述這 3 種“世界”。然后,這項研究將整體腐蝕成本確定為世界Ⅰ與世界Ⅱ間的差異。并進一步將整體腐蝕成本劃分為可避免和不可避免兩部分。



腐蝕調查結果


Uhlig法調研結果表明,2014年中國直接腐蝕成本總計約10639.1億元人民幣。直接腐蝕成本中,防腐涂料占比最大,其次為防腐材料和表面處理費用。值得注意的是,由于難以獲得腐蝕監檢測行業確切數據等原因,腐蝕監檢測成本未計算在內。參考國內外腐蝕調查經驗,間接腐蝕成本包含腐蝕誘發的產量下降、信譽降低、環境污染、生態破壞、人員傷亡等因素導致的成本,間接腐蝕成本一般是直接腐蝕成本的1至數倍。保守估算,間接腐蝕成本與直接腐蝕成本相同。這樣,采用 Uhlig 法計算的2014年中國腐蝕總成本為21278.2億元人民幣,占 2014年中國國內生產總值(GDP)的3.34%,即每位中國公民當年需承擔約1555元人民幣的腐蝕成本。


關于進一步提升我國腐蝕防護水平的建議


腐蝕防護科學是研究和保護人類文明賴以存在和發展的物質基礎,即研究和保護各類材料、設備、設施的一門關鍵科學。但由于腐蝕防護是跨行業、跨部門、共性的,且不直接創造經濟效益,它的被關注程度較低。


然而,腐蝕防護安全關系到國家經濟健康發展和國防建設長治久安,具有重要的戰略意義和現實意義。因此,必須全面提升我國腐蝕防護水平保障社會生產生活安全。


1

推進防腐蝕工作頂層設計,加強腐蝕防護管理

目前,缺乏專門機構及人員負責我國腐蝕防護工作的戰略指導和總體規劃。鑒于腐蝕防護領域重要性及其跨行業、跨部門的特點,可由科學技術部牽頭,組織國家發展和改革委員會、工業和信息化部、國家市場監督管理總局等相關部門共同成立腐蝕防護領導小組和常設機構,加強我國腐蝕防護工作頂層規劃、設計、協調、管理,促進我國腐蝕防護水平穩步提升。

2

設立科技專項,加大腐蝕防護技術研究,推動我國腐蝕防護技術創新發展

腐蝕防護是國民經濟各行業面臨的共性科學問題,應圍繞我國基礎設施和裝備腐蝕防護重大科技問題及重大工程需求,在腐蝕規律、耐蝕機制、數值模擬、專用設備、腐蝕大數據、安全監檢測、防腐新材料、長效防腐技術、安全管理體系等方面充分認知腐蝕破壞規律,突破腐蝕防護安全領域難點核心技術、關鍵共性技術和專用防護技術,推動各行業設施與裝備安全延壽。

3

盡快建立健全腐蝕防護安全相關法律法規及標準體系

建立健全腐蝕防護法律法規及相關安全標準體系,強化腐蝕防護安全管理和監管力度。促使企事業單位在工程設計、選材、建設、運行、維護等各階段,采取針對性腐蝕防護標準,保障工程長久安全。

4

加大先進腐蝕防護技術的融合、示范、推廣和應用

經過多年的發展,我國在腐蝕防護領域已建立了一批研究和應用開發隊伍,研發了一批具有國際領先水平的技術。應圍繞我國基礎設施和重大裝備建設發展,推動先進腐蝕防護安全技術在新建和在役設施裝備上的示范、推廣和應用,推動“中國制造”由量向質的跨越。

5

加強教育和科普宣傳,提高全民腐蝕防護意識

此次腐蝕調查結果表明,各行業開展腐蝕防護工作的最大困難是腐蝕防護專業人才的缺乏。因此,腐蝕防護安全國家戰略除了需要在先進腐蝕防護技術研究、腐蝕安全法規和腐蝕安全管理上加大力度外,更需要在腐蝕教育與科普等方面大力開展工作。


應通過公共媒體宣傳、社會公益活動等多種途徑,豐富加強普通民眾的腐蝕防護知識和全壽命周期成本意識,讓公眾、政府部門、企業家、青年學生等各類群體認識到腐蝕危害和防腐的重要性。



結語


腐蝕問題是客觀存在的,但這并不意味著可以不重視腐蝕問題。腐蝕問題造成材料破壞,帶來突發性災難事故,造成難以挽回的重大損失。腐蝕問題可防可控,通過深入認識腐蝕規律,掌握腐蝕防護技術,推行防腐蝕設計管理,加強防腐蝕意識理念,就可以緩解腐蝕問題,提升設施裝備安全性。


來源:設備管理與防腐


文本標簽:腐蝕,長輸管道,啄木鳥檢測

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