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【科技日报】增强海洋工程结构耐久性 复合涂层为钢管桩披上“防护衣”

文章来源:宁波材料技术与工程研究所  |  发布时间:2021-02-03  |  【打印】 【关闭

  

  1月24日,随着舟岱大桥最后一片重达1800多吨的箱梁完成架设,宁波舟山港主通道项目舟岱大桥实现主线贯通。记者了解到,为保障工程设施安全、持久运行,项目组专为工程所需的钢管桩定制了“防护衣”。

  该“防护衣”已在舟岱大桥建设中实现工程应用,是一种具有自主知识产权的高耐久性钢管桩防护涂层设计方案,相关性能达到国际同类产品领先水平。

  钢管桩是海洋大型工程结构所采用的主要基础形式,但其服役环境异常严苛。在船舶停靠、抛锚、夹桩施工及在拆卸承台底模板过程中,处于潮汐区的钢管桩涂层易受划伤或撞伤。“在海水和泥下的分界线因泥沙、海水流体方向的改变,易形成紊流和湍流,钢管桩涂层也易被冲刷磨损、空泡腐蚀。”王立平说,这为海洋大型工程结构耐久性埋下安全隐患。开发出长寿命、高可靠性、耐撞击的钢管桩防护涂层,具有重要的社会效益和经济效益。

  王立平补充道,在水位变动区,钢管桩处于周期性干湿交替状态,在饱和氧气、阳光、潮湿海风和浪花飞溅等因素形成的“力学—电化学—老化”多因素耦合损伤环境持续作用下发生严重腐蚀。“与在海水中相比,钢管桩在水位变动区的腐蚀速率要高出3至10倍。这严重影响其使用寿命,与工程安全建设。”

  为此,中国科学院宁波材料所与浙江科鑫重工有限公司、宁波科鑫腐蚀控制工程有限公司等单位合作,研发出新型高性能长寿命有机/无机纤维复合增强新一代海洋重防腐涂层材料。

  王立平说,联合研制的涂层材料拥有抗腐蚀性和耐久性能好、热膨胀系数与混凝土相近等优点,可有效破解海洋工程用钢管桩在水位变动区抗冲耐磨耐划伤效果差、维护间隔时间短、维修成本高、主体结构不稳等技术瓶颈,满足现代海工结构向大跨、高耸、重载、轻质、高强与在恶劣条件下工作的重大发展需求。

  “目前,该项研究成果已在宁波舟山港主通道项目、国内海上风电建设进行工程应用,申请国家发明专利21项,其中已获授权14项。”王立平说,该成果的应用将为我国重大海洋工程装备和“一带一路”海洋基础设施建设提供强有力的技术支撑。

  (原文发布于2021年2月3日《科技日报》第6版,作者洪恒飞 高晓静 张超梁 本报记者 江 耘)

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