面向2040年的中国海洋工程科技发展战略

摘要:海洋科技水平是衡量一个国家科技实力的重要标志,在全球绿色能源低碳转型的大趋势和“双碳”目标引领下,海洋能源资源成为保障中国能源安全的重要增长极。选取海洋领域具有代表性的6个子领域,通过综合分析工程科技发展态势、发展需求与挑战,运用技术预见战略研究方法,结合经济社会发展愿景,创新性地凝练出了10项关键技术、10项共性技术和3 项颠覆性技术,提出了具备先进的自主的海洋装备和技术体系、提升海洋能源和资源绿色开发能力、建立海洋安全和战略利益技术保障体系“三位一体”的2040年中国海洋工程科技发展战略框架,以及6项海洋科技重大工程:海上能源综合开发示范、全球智能空天地海一体化海洋信息组网、海洋矿产资源绿色开发、海洋环境全方位监测组网建设、极地与大洋公海生物资源开发和中国海洋专属经济区渔业绿色开发。研究建议:加强海洋工程科技领域的顶层设计,做好统筹规划;发挥体制机制优势,实现产学研用一体化集成应用;强化自主创新,形成技术装备高质量发展;深化国际交流与合作,提升国际话语权;创新海洋人才体制机制,加强人才培养和成果转化;加大研发投入,把握跨越式发展新机遇,助力中国早日实现海洋强国的宏伟蓝图。

系泊锚在海上浮式风机中的应用

摘要:综合调研现有海上浮式风机的种类、特征和系泊锚的基本情况,对于现有浮式风机常用的吸力锚、拖曳锚、重力锚在实际工程中的应用、设计施工考虑要点、优势与局限性进行分析。结果表明,深吃水立柱式(Spar)结构配吸力锚、半潜式结构配拖曳锚、张力腿平台(TensionLegPlatform,TLP)结构配重力锚是目前常用的配套形式,其中半潜式结构配拖曳锚认可度最高。上述结果可为我国海上浮式风机系泊锚型的选取与设计提供相应的参考依据。

海洋环境中金属材料微生物腐蚀研究进展

摘要:海洋环境中由微生物导致的金属腐蚀一直是研究和关注的焦点。海洋环境中微生物种类繁多,各微生物之间的相互作用对腐蚀的影响程度不同。混合微生物的腐蚀机制往往与单一微生物腐蚀存在差异,仅用单一微生物的腐蚀过程很难全面说明实际发生的腐蚀情况。深入研究不同微生物之间对金属材料的协同腐蚀作用已成为海洋微生物腐蚀领域的重要方向。本文全面总结了在海洋环境中典型的硫酸盐还原菌(SRB)、硝酸盐还原菌(NRB)、以及铁氧化菌(IOB)等几种微生物腐蚀机制以及它们对金属材料腐蚀的研究进展。综合评述了SRB与其他微生物共存时对金属材料腐蚀产生的协同或拮抗效应,并且全面归纳了IOB、NRB等与其他微生物共存时对金属材料腐蚀产生的不同影响。最后,提出了海洋环境下金属材料微生物腐蚀未来研究的方向和建议,旨在为该领域的研究工作提供新的启发和方向,认识微生物腐蚀的本质,从而开发出更有效的防腐措施。

深海采矿系统软管应用现状与技术挑战

摘要:海洋柔性管道是深海矿产资源开发中重要的提升和输运装备。本文从深海矿物开发模式、输送介质和自身可靠性等方面系统地阐述了柔性管道的应用需求,列举了两类深海采矿软管的应用现状与技术特点。为了满足深海采矿要求,探索提出了深海采矿系统软管的技术研制路线,并详细介绍了该系统软管所面临的整体应用、截面设计、建造与测试等技术挑战,为我国深海采矿系统软管的自主研制提供技术参考。

海洋工程用钢的大气腐蚀与耐候钢的发展

摘要:综述了海洋工程用钢的大气腐蚀行为与耐候钢发展方面的研究,特别是近十余年来国内外的相关成果。首先介绍了钢大气腐蚀的电化学模型,并从耐候钢特殊的锈层结构与合金元素作用两方面论述了耐候钢的锈层保护机制;然后分析了环境因素,包括相对湿度与污染物、光照、锈层损伤等,对耐候钢大气腐蚀行为的影响;最后总结了耐候钢的发展历程以及晶粒尺寸与显微组织等非合金因素在耐候钢发展中的作用,可为新型耐候钢的设计与应用提供指导。

海军装备腐蚀仿真技术现状、挑战和展望

摘要:海军装备腐蚀防护能够降低装备维护成本,减小腐蚀对装备安全和战备的影响。自然环境试验、实验室加速试验、模拟仿真试验是材料与装备腐蚀及其规律研究及预测的3 个最主要的手段,由于模拟仿真试验具有成本低、时间短、可应用于复杂系统等优势,越来越受到人们的青睐。国外已经发展了有限微分法、有限差分法、有限元法、边界元法等数值方法,建立了多种类型的腐蚀数据库。我国也开展了数十年自然环境腐蚀数据积累工作,已经在导弹、飞机、舰船等方面开展了腐蚀仿真研究,但是目前装备腐蚀仿真技术发展还缺乏全局规划和评价体系,仿真精度和可靠度有待提高。未来装备腐蚀仿真研究应该加强数据积累和相关规范、标准的建立,朝着全寿期、全尺寸、互操作性、可信性、重用性及大数据挖掘等趋势发展。

含铌耐候钢在海洋大气条件下的耐蚀性

摘要:研制了含不同量铌的耐候钢(低铌耐候钢和高铌耐候钢),采用加速腐蚀试验,电化学试验,腐蚀形貌表征等手段研究了海洋大气条件下2种含铌耐候钢的腐蚀行为。结果表明:腐蚀初期,高铌耐候钢的腐蚀速率低于低铌耐候钢的,增加合金中铌含量可以改善锈层成分,提高自腐蚀电位,降低腐蚀电流密度;随着腐蚀时间的延长,铌对耐候钢的腐蚀影响降低到可以忽略不计。

高强度海工钢中腐蚀活性夹杂物与耐海水腐蚀性能研究

摘要:利用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察和分析不同厚度(12和35.5mm)的EH36钢板中腐蚀活性夹杂物的形貌和尺寸分布;使用X射线能谱仪(EDS)分析腐蚀活性夹杂物的成分;采用电化学腐蚀和室内模拟海水加速腐蚀实验分析EH36钢板的耐腐蚀性能。结果表明:活性夹杂物主要成分为Al、Mg复合氧化物,组成主要为MgO·Al2O3。钢板的饱和电流密度、腐蚀失重速率和腐蚀活性夹杂物密度存在正相关性。即腐蚀活性夹杂物密度低,则饱和电流密度低,腐蚀失重速率也低;反之亦然,腐蚀活性夹杂物密度高,则饱和电流密度高,腐蚀失重速率也高,海工钢中存在的腐蚀活性夹杂物是引发腐蚀的根源。

海洋环境用耐蚀钢研发现状及发展趋势

摘要: 介绍了国内外海洋环境用耐蚀钢的发展、研发现状及耐海水腐蚀钢国内外的差距,阐明海洋环境用耐腐蚀钢的发展趋势,指出加强我国南海区域高湿热、强辐射、高Cl-环境下腐蚀机理研究,推进适应我国南海海洋环境的耐腐蚀钢板的系列化是今后重点研究课题。

低碳低合金及含铜海洋工程用钢的研究及其发展

摘要:随着海洋资源的不断开采和利用,对深海及极地用海洋工程关键部位用钢强韧性等综合性能提出了更高的要求;开发具有更高强塑性,低屈强比,良好的低温韧性、焊接性以及耐腐蚀性等综合性能优良的钢材是海洋工程用钢的发展方向。介绍了国内外低碳低合金海洋工程用钢的研究和发展概况,分析了该类钢种制造过程中面临的问题,对铜在低碳高强钢中的作用以及含铜海洋工程用钢的研发情况进行了综述。