硬核工作室出品
走进广东腐蚀科学与技术创新研究院的展厅，一个巨大的中空圆柱形防腐蚀钢管桩呈现在记者面前。港珠澳大桥的每个桥墩都由这些附着特殊防腐涂层的钢管桩来支撑，这些涂层能有效抵御海水、空气的腐蚀以及紫外线的照射老化，从而保障大桥实现120年的设计使用寿命。
而今，在广东腐蚀科学与技术创新研究院科技成果转化的助推下，这些曾服务于国家重大工程的防腐蚀技术，正加速“飞入”大湾区的各行各业与寻常百姓家。本期《科技周刊》，就让我们一起走近这项神奇技术，了解它如何让身边的器物更加经久耐用。
广东腐蚀科学与技术创新研究院
腐蚀对社会造成的危害常常被忽视，据统计，全球每年因腐蚀造成的经济损失约占GDP的3%。而防腐是一门交叉学科，几乎涉及我们生活的方方面面——从高精尖的飞机发动机、半导体芯片，到寻常的家电、门窗，都离不开防腐技术的支持。
广东腐蚀科学与技术创新研究院（以下简称“防腐院”）是由中国科学院金属研究所、国家金属腐蚀控制工程技术研究中心和广州高新技术产业开发区管理委员会联合举办的新型研发机构。该院的相关技术人员向记者介绍了港珠澳大桥采用的防腐蚀技术，揭秘它背后的硬科技。
在桥梁设计建设过程中，防腐院团队参与研发的“新型涂层与阴极保护联合防护技术”在大桥的防腐蚀领域起到了重要作用，满足了大桥的耐久性设计要求。
这项联合防护技术为大桥防腐蚀上了“双保险”。第一道“防线”由团队采用SEBF/SLF重防腐环氧体系新型涂层的钢管桩构筑，该涂层具有高致密性、耐划伤、低吸水率等特性，能有效减缓腐蚀介质的渗透。第二道“防线”则是阴极保护技术，它能在涂层破损处主动提供电化学保护，抑制金属溶解，为桥墩提供双重保障。
港珠澳大桥采用联合防护技术为大桥防腐蚀上了“双保险”。
新型涂层与阴极保护技术两者协同，可实现“1+1>2”的防腐蚀效果，特别是在桥墩的潮差区、海泥区等复杂腐蚀环境中，防护效能远超单一技术。相关技术人员透露：“大桥上的每个桥墩使用7个钢管桩。防腐蚀的重中之重集中在潮差区和海泥区——海泥区是桥墩与海底直接接触的部分，桥墩要打进泥里，必须打得结实，这就要求涂层必须致密包裹钢材，不能在受力条件下破损剥落；潮差区则因涨潮时被海水淹没、退潮时暴露于空气和阳光下，腐蚀最为严重。因此，我们对这两个区域做了最周密的防护。”
据介绍，正是在新型防腐蚀技术的支撑下，港珠澳大桥大大节省了钢材的使用，“我们的桥桩钢管用钢量与国外同类型跨海大桥相比，节约钢材约2/3，这大大节约了建设成本。”
为监测防腐蚀技术的成效，港珠澳大桥的桥墩钢管桩内部安装了监测装置，现场还设有腐蚀监测控制系统。同时，防腐院团队合作开发的远程终端监测软件，可智能监测大桥的腐蚀状况。
腐蚀控制技术：包括涂料涂层、表面改性、耐腐蚀材料研发、电化学保护、水质稳定剂、监测技术、服役安全评定与寿命预测等，多项技术的融合将大大提高器物的防腐蚀性能。
港珠澳大桥总工苏权科：向数字化大桥进发
近期，中央宣传部、中国科协向全社会发布“最美科技工作者”先进事迹。在10位“最美科技工作者”中，香港科技大学（广州）教授、港珠澳大桥工程总工程师苏权科光荣入选。
港珠澳大桥定下的设计使用寿命是120年。为了实现这个目标，苏权科踏遍十几个国家跨海工程现场，反复论证修改了数百本设计研究方案，扎根一线研究复杂恶劣的海洋条件，带领团队攻克了一个个世界桥隧建造史上的难题。
苏权科主持研究攻克了海洋环境桥岛隧工程长寿命建造与安全运营关键技术。他从结构质量与寿命关系这一重大科学问题入手，历时20年，探明了使用年限与设计指标间的关系，构建了基于可靠度的耐久性设计理论，实现海洋腐蚀环境下混凝土结构耐久性定量设计突破。同时，他创建了“腐蚀风险—防护效果—全寿命成本”的附加防腐蚀措施综合设计方法，有效降低了建养成本。此外，他还构建了跨海桥隧结构耐久性“监（检）测—评估—再设计”一体化全寿命维护技术体系。
苏权科和团队攻克了一系列难题，形成数百项发明专利和一系列科技成果，构建起跨海集群工程建设关键技术体系；编写了63本建设运维技术手册和规范，贡献了首批粤港澳大湾区标准，很多内容成章节转化成国家标准、行业标准、地方标准等内容。
“未来，我们要把港珠澳大桥建设成世界一流的数字化大桥。”苏权科说，要通过当前数字化、智能化的运维管理，力争使大桥的使用寿命达到更长。
孵化近十家公司技术对接百行千业
服务水资源配置工程供水网增寿50年
近年来，防腐院的相关腐蚀控制技术被应用于大湾区乃至全国的多项重点工程。
相关技术人员举例，针对设计寿命达100年的国务院重大输水工程——珠三角水资源配置工程，团队开展了耐久性防护设计基础研究、钢管接口牺牲阳极联合保护技术研究、钢管耐久性防护涂装技术研究、内衬钢管腐蚀防护检测报警系统研究、杂散电流排流技术研究、百年寿命评定技术研究等一系列科研攻关，并将相关技术应用于整个工程的管网中。“我们不仅给管网加自主化防腐涂层，还个性化地提供具体解决方案。每段管网面临的情况不同，有的埋在土里，有的泡在水中，我们会针对不同的环境提供相应的解决方案。这些供水管网的直径为4.5米至6米，原先的预期寿命是50年，在各类防腐蚀技术的助力下，现已提升至100年。”
展厅中的各种防腐材料、工艺展示
据介绍，这项工程还起到了很好的示范作用，它所使用的全寿命周期服役饮用水管道纳米功能粉末涂料，目前正在环北部湾供水工程中推广使用，“我们在供水管道方面的相关防腐技术，打破了国外对该技术的长期垄断。”
而在西气东输、污水管网、商用核电站等特殊管网的维护上，不仅团队的防腐蚀技术大显身手，各类腐蚀监测、预测技术也获得了很好的应用，“核电站的安全保障工作非常重要。在这些服役环境条件苛刻的管网内，无法进行人工监测。因此，我们建立了先进的风险预估技术，实现了潜在风险的提前防范，保障了核电站的安全运行。”
防腐涂料能导电能绝缘附着力也很强
如今，防腐院依托自有技术，已孵化出近十家产业化公司，推动尖端防腐技术服务于百行千业。
由防腐院自主技术培育的广东傲博新材料有限公司，其团队专注于功能粉末涂料的高新技术研发和制造。这些涂料可以直接用于汽车、3C产品、家电、五金建材等的表面喷涂，还能根据客户需求进行个性化定制。
该公司目前还牵头了一项与海洋重防腐相关的省重点项目。在填海造岛，建设海上钻井平台、海上风电等领域，都需要使用钢筋等金属材料，这些材料的表面必须经过涂料特殊处理，否则会很快锈蚀，公司负责人表示：“有了港珠澳大桥这样的国家重大工程建设经验，我们积累了很多原创的硬科技，因此在这些领域应用和发展非常迅速。”
“该系列防腐涂料不仅能实现VOC（挥发性有机物）零排放，还可根据客户需求设计为具有导电或绝缘功能，并提供不同的颜色、阻燃效果等。此外，其附着力比普通油漆高出一个数量级，几乎难以剥落，因此深受市场好评。随着各行各业对环保日益重视，市场需求迅速扩大，企业也实现了快速成长。”公司负责人介绍，仅经过三年发展，公司的产品已广泛应用于汽车、家电、建材、五金等行业，获得客户认可。
防腐涂料产品
铁太脆铜太贵？高分子耐腐蚀材料“真香”
石油、石化、化工领域，以及变电站、高层建筑等易遭雷击，一旦发生雷击，需要迅速将电能传导至地下，以避免火灾等次生灾害。这时，高性能的接地材料就显得尤为重要。
在防腐院自主技术培育的广东和通科技有限公司，记者见到了一款高分子耐腐蚀材料。“如果用铁来做接地材料，土壤会很快腐蚀它，寿命非常短。因此更多人愿意用耐腐蚀和导电性强的铜，但随着铜价猛涨，很多业主方也感到‘压力山大’。为此，我们研发了一种特殊的高分子材料，它导电性能很好，硬度强，又不容易被土壤腐蚀降解，有望成为理想的接地材料，服务于电网或高层建筑等众多防雷场景。”
目前，茂名供电局、海南原油库、汕头供电局、澳门轻轨设计等项目采用了防腐院的新型防雷接地系统产品，保障了在沿海地区盐渍土壤、广东地区酸性土壤、石化设备下高腐蚀性土壤等环境中接地系统能够高安全长寿命运行。
从船舶到风电紧盯重防腐蚀领域
防腐院自主技术培育的九州新材料（广东）有限责任公司，主要开发制造船舶涂料及重防腐涂料，团队研发出聚硅氧烷面漆技术、有机硅防污技术、纤维增强环氧技术、纳米活化锌提高防腐蚀技术，为船舶、海洋工程装备、化工、电力、新能源风电等领域提供特殊涂料。
目前，防腐院已服务企业超过1000家，覆盖全国一半以上的省份，其中半数企业位于粤港澳大湾区。该院正努力推动在大湾区逐步打造千亿级腐蚀控制产业集群。该院相关负责人表示：“我们研制的新型7系铝合金及其热处理技术已形成专利，并规模化应用于广东省内某上市公司汽车防撞梁制造，产品良率从70%提升至95%，达到国内领先水平。以该铝合金防撞梁年产1万吨计算，此项技术每年可为公司节省成本1000万元。”
统筹编辑：梁倩薇、嵇沈玲
文/广州日报新花城记者：武威
图/广州日报新花城记者：吴子良
