世界上最高的跨海输电塔采用石墨烯涂层,与传统涂层相比,其保护寿命增加了三倍。

时间:2019-03-25 06:29:03 来源:泽当新闻网 作者:匿名



在海风下,世界级的输电塔比法国艾菲尔铁塔高50米,自豪地站在浙江省舟山市金塘岛。乍一看,除了身高380米外,这座塔没有什么特别之处。它神秘的机器在塔身的红色和白色涂层上。这不是常见的涂层,而是石墨烯防腐涂层,与传统的镀锌涂层相比,可以将保护寿命提高3倍。

世界上最高的输电塔比法国艾菲尔铁塔高50米。摄影:黄海华

它的神秘机器在塔的红色和白色油漆上。摄影:黄海华

10月17日,国家973计划“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”在中国科学院宁波工程技术研究院顺利完成。该项目旨在将“装甲”放在海洋中的钢铁和建筑材料上,以保护其免受海洋复杂环境的影响,并解决耐腐蚀问题。这个380米世界最高的输电塔防腐项目是重要的应用结果之一。

腐蚀损失高达GDP的3%至5%

在工程腐蚀方面,它的危害可能远远超出人们的想象。

国际上公认腐蚀导致一个国家损失高达GDP的3%至5%。据美国腐蚀工程师协会称,全球腐蚀成本估计为2.5万亿美元。 2014年,中国各行业的腐蚀总成本占国内生产总值的3.34%,总计超过2.1万亿元。

在工程中,腐蚀的直接后果是缩短工程材料的使用寿命,带来巨大的经济损失;在环境安全方面,腐蚀产物或腐蚀引起的化学物质泄漏可能严重污染水资源,大气和土壤资源;特别是对于新兴的海洋工程和岛屿工程,腐蚀是影响设备,设施安全和使用寿命的重要因素之一。此外,南海的发展和“一带一路”的基础设施也面临严重的腐蚀危机。

舟山380米世界最高的跨海输电塔,输电容量200万千瓦,但盐雾高,湿度大,日照强,台风环境,年平均相对湿度80.3%,平均年平均日照1,625小时。有效的防腐措施是确保安全稳定的能量传输的关键。?

盐雾寿命超过9000小时,优于世界一流的产品

腐蚀造成的危害非常大,以至于人们一直在探索控制腐蚀的方法,重型涂料的使用是一个重要手段。中国科学院宁波材料科学与技术学院薛群基院士和王丽萍院士开发了以“石墨烯”为材料的石墨烯改性重防腐涂料,用于380米世界上最高的输电塔防腐项目。

石墨烯是由碳原子形成的六边形平面二维材料。它非常坚韧,可以弯曲成大角度而不会断裂。其断裂强度比最好的钢高100倍。 。它是透明的,但在可见光下不透气,并具有良好的阻隔性能。通过引入石墨烯,它可以增强涂层的附着力,抗冲击性和介质的其他机械性能和屏蔽性能,特别是热带涂层的耐腐蚀介质(水,氯,氧等)海洋气氛。渗透能力提高了涂层的抗腐蚀寿命,同时大大减小了涂膜的厚度。

电子显微镜下的石墨烯图像来源:劳伦斯伯克利国家实验室

研发团队研究员浦继斌告诉解放日报和上官记者,如果受到沿海或重工业的污染,传统的镀锌防腐技术将在3到5年内受到严重腐蚀。例如,宁波港大桥1237号20号铁塔,其镀锌层经过半年的运行后失去了光泽,表面呈深灰色。石墨烯是最薄的防腐材料,可以使水的渗透率降低100,000倍以上,铜的腐蚀速率降低4倍,镍的腐蚀速率降低20倍。

该团队开发的石墨烯重防腐涂料已通过中国腐蚀与防护学会认证,并荣获2017年度中国优秀设计银奖。与传统涂料相比,盐雾寿命一般在2000至3000小时之间,其盐雾寿命超过9000小时。许多关键性能指标明显优于世界一流产品,保护寿命高于同时测试的国际品牌。油漆已经提高了3倍。这是世界上第一次完成石墨烯改性重防腐涂料工程的整个链条,包括材料开发,自然环境评估,工程示范甚至大规模生产和应用。?

喷涂石墨烯重防腐涂料。受访者

未来五年,市场防腐涂料市场将突破1000亿元,市场前景可预期。据报道,石墨烯重防腐涂料是世界上的热点,但工程应用并不多。目前,该团队已与银亿集团实现了业绩化。相关产品不仅适用于输电塔的规模,还适用于南海的储油罐,配电网设施,桥梁工程,船舶和海洋设施等领域。 “中国先前使用国际品牌涂料的2000吨试验大型船用发电平台在不到一年的时间内就已经生锈。现在我们使用了石墨烯重防腐涂料,这种涂料已经完好无损一年多。“


  
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