海洋防腐賽道迎來"硬核玩家":華北電力大學(xué)激光熔覆技術(shù)重塑船舶防護(hù)新范式!
導(dǎo)語
GUIDE
在全球海洋經(jīng)濟(jì)浪潮奔涌的當(dāng)下,船舶作為連接陸海經(jīng)濟(jì)的核心載體,正面臨著愈發(fā)嚴(yán)峻的"生存挑戰(zhàn)"——高鹽霧、強(qiáng)紫外線、高濕度的嚴(yán)苛海洋環(huán)境,如同無形的"腐蝕利刃",持續(xù)侵蝕著船體與海上設(shè)施的壽命。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,全球每年因腐蝕導(dǎo)致的船舶維修成本超百億美元,維護(hù)周期縮短更直接影響著航運效率與運營成本。而在這一背景下,華北電力大學(xué)科研團(tuán)隊近日在船用抗腐蝕涂層材料領(lǐng)域取得的重大突破,猶如一顆投入平靜湖面的石子,激起了涂料行業(yè)對"長效防護(hù)+綠色轉(zhuǎn)型"的雙重思考。

傳統(tǒng)防腐涂料:困在"短效-污染-低效"的三重枷鎖中
船舶腐蝕問題為何成為"老大難"?這與傳統(tǒng)防腐涂料的性能短板密不可分。項目負(fù)責(zé)人向記者介紹,目前主流的溶劑型防腐涂料雖能提供基礎(chǔ)防護(hù),但在海洋極端環(huán)境下暴露出三大硬傷:其一,防護(hù)期效短——普通涂料在海洋環(huán)境中的有效壽命僅1-10年,頻繁的維修不僅增加成本,更可能導(dǎo)致船舶停航;其二,結(jié)合強(qiáng)度低——涂層與基體的粘結(jié)力僅3-6MPa(兆帕),在海浪沖擊、鹽分滲透等多重應(yīng)力下易局部剝落,形成"腐蝕突破口";其三,環(huán)保性差——涂料中大量有機(jī)揮發(fā)物(VOCs)的釋放,既污染海洋環(huán)境,又威脅施工人員健康,與全球"雙碳"目標(biāo)下的綠色轉(zhuǎn)型需求背道而馳。
這些問題,本質(zhì)上是傳統(tǒng)涂料"物理覆蓋+化學(xué)阻隔"的防護(hù)邏輯與海洋復(fù)雜環(huán)境的"對抗失效"。當(dāng)涂層因老化、機(jī)械損傷出現(xiàn)微裂紋時,海水中的氯離子會像"腐蝕尖兵"般迅速滲透至基體金屬表面,引發(fā)點蝕、應(yīng)力腐蝕等連鎖反應(yīng),最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。因此,行業(yè)亟需一種能與基體"深度融合、協(xié)同防護(hù)"的新型材料體系。
激光熔覆技術(shù)破局:從"涂層覆蓋"到"冶金共生"的革命性跨越
華北電力大學(xué)團(tuán)隊的突破,正是瞄準(zhǔn)了這一核心痛點,以"高速激光熔覆技術(shù)"為支點,重構(gòu)了船舶防腐的技術(shù)邏輯。
所謂激光熔覆,是通過高能量激光束將合金粉末與基體表面瞬間熔合,形成冶金結(jié)合層的先進(jìn)制造技術(shù)。與傳統(tǒng)涂料的"物理附著"不同,該技術(shù)制備的防腐熔覆層與基體金屬實現(xiàn)了"原子級"結(jié)合,結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)≥200MPa——這一數(shù)值是傳統(tǒng)涂料的35倍以上!這意味著,即使面對海浪沖擊、機(jī)械摩擦等極端工況,熔覆層也不會剝落,真正成為基體的"防護(hù)鎧甲"。
更值得關(guān)注的是其長效防護(hù)能力。實驗數(shù)據(jù)顯示,該熔覆層在模擬海洋環(huán)境中的耐腐蝕壽命可達(dá)50年以上,技術(shù)成熟度已達(dá)到8級(接近產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用),完全滿足船舶全生命周期的防護(hù)需求。此外,團(tuán)隊自主研發(fā)的高性能防腐合金材料不含VOCs及其他有毒化合物,從源頭上解決了傳統(tǒng)涂料的環(huán)保隱患,契合"綠色船舶""零碳航運"的發(fā)展趨勢。
從實驗室到產(chǎn)業(yè)場:50億+市場的"鑰匙"已握在手中
技術(shù)的價值,最終要靠應(yīng)用場景來驗證。對于船舶與海洋工程領(lǐng)域而言,這項技術(shù)堪稱"降本增效"的利器。
以一艘中型貨船為例,傳統(tǒng)涂料單次維修成本價格不菲,且維修期間需停航,間接費用更難以估量。而采用激光熔覆技術(shù)后,大幅減少維修頻次;同時,熔覆層的快速制備特性還能縮短維修周期,降低停航損失,預(yù)計單次維修可節(jié)省數(shù)十萬元成本。
更廣闊的應(yīng)用場景已在眼前:海洋風(fēng)電機(jī)組的浪花飛濺區(qū)(全球風(fēng)電運維成本的"重災(zāi)區(qū)")、海上鉆井平臺的樁腿與導(dǎo)管架、島礁設(shè)施的金屬結(jié)構(gòu)件、浮標(biāo)/潛標(biāo)的長期浸泡部位……這些場景對防護(hù)材料的耐腐蝕性、結(jié)合強(qiáng)度、環(huán)保性都有著極高要求,而激光熔覆技術(shù)恰好能提供"一站式解決方案"。
目前,該項目已構(gòu)建起完整的知識產(chǎn)權(quán)壁壘——累計獲授權(quán)發(fā)明專利20余項、GF發(fā)明專利2項、技術(shù)秘密20余項,技術(shù)自主可控性極強(qiáng)。團(tuán)隊正與多家頭部船舶制造企業(yè)、海上風(fēng)電運維公司展開深度洽談,部分合作項目已進(jìn)入中試階段,距離規(guī)?;瘧?yīng)用僅一步之遙。
海洋經(jīng)濟(jì)新引擎:從"防腐革命"到"綠色轉(zhuǎn)型"的產(chǎn)業(yè)啟示
華北電力大學(xué)的這一突破,不僅是涂料行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,更是我國高端裝備防護(hù)領(lǐng)域的一次"換道超車"。
從產(chǎn)業(yè)層面看,它為船舶與海洋工程裝備提供了"長效防護(hù)+綠色制造"的雙重解決方案,有望打破國外高端防腐技術(shù)壟斷,推動我國從"涂料消費大國"向"技術(shù)強(qiáng)國"轉(zhuǎn)型;從經(jīng)濟(jì)層面看,其50年以上的防護(hù)壽命與低維護(hù)成本特性,將顯著降低船舶全生命周期成本,為航運、海上風(fēng)電等產(chǎn)業(yè)注入新的利潤空間;從環(huán)保層面看,無VOCs、低能耗的制備工藝,完美契合"雙碳"目標(biāo)下的產(chǎn)業(yè)升級需求。
站在海洋經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的潮頭,我們有理由相信,隨著華北電力大學(xué)團(tuán)隊的技術(shù)加速轉(zhuǎn)化,我國船舶與海洋設(shè)施的"抗腐鎧甲"將更加堅固,而這場由技術(shù)創(chuàng)新引發(fā)的"防腐革命",終將成為推動海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)勁引擎。
來源:水漆助手
