关于推动青岛市海洋工程装备防腐蚀产业发展的调研报告

青岛理工大学 于春雨

 

依海而生,向海而兴。青岛海岸线817公里,海域面积达12240平方公里。海洋是高质量发展战略要地,是青岛最鲜明的特色优势。目前,海洋及相关产业门类中的20个行业在青岛都有布局,其中,产值过千亿元的行业有6个,过百亿元的有8个。“十三五”期间,青岛海洋产业、海洋港口、海洋科技、对外开放、海洋生态、海洋文化全面发展,海洋经济年均增速达15.6%,高于全国8.9个百分点。2021年,中央有关文件提出“支持深圳、青岛等强化海洋功能和特色,带动形成一批现代海洋城市”。把青岛海洋发展放在全国沿海城市的第一梯队。青岛深度融入海洋强国战略、海洋强省建设。

2021年,青岛市生产总值为14136.46亿元,青岛海洋生产总值达4684.84亿元,总量居全国沿海同类城市第一位,居全国第三位,同比增长17.1%,占GDP比重达30%以上。其中,海洋交通运输业增长26%左右,海洋船舶、海洋工程装备制造业增幅超过18%,以海洋设备制造、海洋材料制造等为主的海洋相关产业增幅达到23%左右。

2022年2月,我市出台《青岛市支持海洋经济高质量发展15条政策》;3月,出台《引领型现代海洋城市建设三年行动计划(2021-2023年)》;4月,出台《关于加快打造引领型现代海洋城市助力海洋强国建设的意见》,要求到2025年,预计实现海洋生产总值年均增长7%以上,海洋战略性新兴产业增加值年均增长8%以上。

可见,海洋及相关产业在我市乃至全国的重要战略地位。

一、我市腐蚀损失估算

在海洋开发利用的过程中,基础设施和重要工业设施以钢铁设备居多,广泛地存在着腐蚀问题。腐蚀问题已成为影响船舶、近海工程、深远海装备安全性、可靠性和寿命的最重要因素。据统计,我国海洋产业腐蚀损失约占全国全部腐蚀损失的1/3,如果采取有效的控制和防护措施,可以避免25%40%的腐蚀损失。中国工程院调查研究显示,2014年我国直接腐蚀成本总计约10639.1亿人民币,直接腐蚀成本中,防腐涂料占比最大,其次为防腐材料和表面处理费用,由于难以获得腐蚀监检测行业确切数据等原因,腐蚀监检测成本未计算在内;间接腐蚀成本包含腐蚀诱发的产量下降、信誉降低、环境污染、生态破坏、人员伤亡等因素导致的成本,一般是直接腐蚀成本的1至数倍,保守估计,间接腐蚀成本与直接腐蚀成本相同;也就是说,保守估计,2014年中国总腐蚀成本为21278.2亿元人民币,约占当年国内生产总值的3.34%。如果按照2021中国国内生产总值1143670亿元测算,这个数字逾3.8万亿元人民币;如果按照2021年青岛市生产总值14136.46亿元测算,这个数字逾480亿元人民币。腐蚀虽然不可避免,但是如果采取有效的控制和防护措施,仅青岛市而言,每年至少可避免120亿~192亿的腐蚀损失。

二、我国防腐蚀涂料市场现状

根据调研,在直接腐蚀损失成本测算中,防腐涂料占比最大,因此有必要调研我国防腐蚀涂料市场现状。

海洋涂料主要分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。海洋防腐涂料为中国海洋涂料的主要产品,2019年其市场规模约为395亿元,在海洋涂料中约占82%。前瞻产业研究院分析认为,2025年我国海洋涂料行业市场规模将突破680亿元;按照以上数据测算,2025年,海洋防腐涂料其市场规模约为558亿元。

目前,我国重防腐涂料高端市场的国外企业垄断局面,而低端市场则以中国企业为主。在集装箱和船舶涂料领域,外资企业和合资企业占据国内80%的市场份额;在对涂料技术要求较高的海工设备领域(海上石油钻井平台和海上设施),重防腐涂料市场100%被国际大品牌所占领;佐敦公司在中国海洋工程重防腐涂料领域占据了60%的市场份额。近年来,有个别国内涂料企业开始涉足这一行业。相较国外企业,关键技术上仍存在较大差距。

面对防腐蚀涂料巨大市场需求,且被国外企业垄断,因此,有必要打破壁垒,突破瓶颈,研发环保性能优良、施工环境宽松、防腐蚀效果好的防腐涂料。

三、防腐蚀存在的问题

(一)关键技术欠缺

我国对海洋工程结构设施的防腐蚀研究与国外发达国家有明显的差距,一些关键技术尚未解决,没有形成具有我国自主知识产权的技术,严重影响了海洋工程结构的设计、建造和安全运行。如:

(1)防腐涂料方面

① 防腐涂料应用基础研究与科学原理研究不足;

② 部分标准内容老旧;

③ 涂料涂装工艺的研究不足;

④ 现有国产防腐涂料成本高,环境污染严重,对人体伤害大;

⑤ 现有国产防腐涂料涂装时,对工作环境要求严格,极大影响生产效率。

(2)涂装技术方面

① 船舶涂装出产设计深度不够,壳舾涂一体化的概念不强;

② 船舶涂装技术装备的机械化、自动化程度不高,致使除锈、涂装指标偏高执行的现象较多;

③ 海工结构多数外形尺寸很大,目前涂装施工以手工喷涂为主,涂装效率低、质量难以保证;

④ 预处理质量和车间底漆性能有待改进;

⑤ 因其它工种施工造成涂膜损坏而进行多次涂装问题;

⑥ 技术和人才缺乏。

 

(二)防腐蚀专业人才短缺

由于专业设置原因,专业从事金属蚀防护的人员很少,因此知其然者多,知其所以然者少,缺乏既能够进行涂料防腐研究又精通涂装施工技术这样知识结构全面的工程研究人员。

缺乏专门机构及人员负责我国腐蚀防护工作的战略指导和总体规划,防腐蚀管理人才欠缺。

(三)防腐蚀意识薄弱,关注度低

防腐蚀意识薄弱是阻碍腐蚀管理工作发展完善的主要原因。腐蚀是一种悄悄进行的破坏,危害性大,但在事故爆发前不易被察觉,腐蚀防护的前期投入较大,投资回报效果短期内难以显现,因此材料腐蚀管理问题往往得不到应有的重视。同时防腐蚀是跨行业、跨部门、共性的,且不直接创造经济效益,它的被关注程度较低。

(四)防腐蚀管理制度欠缺

防腐蚀管理制度的建立是开展腐蚀管理工作的重要保障。大多数组织对腐蚀问题的管理处于“兵来将挡,水来土掩”的被动状态,管理方式粗放,缺乏行之有效的腐蚀管理制度,或者由于多方面原因掣肘难以具体实施,使有效的防腐蚀制度的建立和执行力度不尽如人意。

(五)缺乏腐蚀监测系统、定期检测及有效的腐蚀数据管理与分析

大多数组织存在未安装监测装置或盲点较多、不成体系、腐蚀数据的采集及利用率较低、缺乏定期检测等问题,导致腐蚀不能被及时发现。

大多数组织缺乏对腐蚀防护经验教训的及时总结与持续迭代,使腐蚀失效案例仅仅成为设备全寿命周期内的一次孤立事故。

四、防腐蚀的对策及建议

海洋工程防腐蚀涉及到国家海洋开发的战略,因此希望我市能够以国家战略为立足点,由各级相关部门或行业组织牵头组织有关单位、整合社会资源,就海洋防腐涂料和涂装技术需要解决的关键难题开展协作攻关。

(一)推进防腐蚀工作顶层设计,加强腐蚀防护管理

鉴于腐蚀防护领域重要性及其跨行业、跨部门的特点,可由市科学技术局牵头,组织相关部门共同成立腐蚀防护领导小组和常设机构,加强我市腐蚀防护工作顶层规划、设计、协调、管理,促进我市腐蚀防护水平稳步提升。

(二)加大腐蚀防护技术研发投入,推动我市腐蚀防护技术创新发展

腐蚀防护是国民经济各行业面临的共性科学问题,应围绕我市基础设施和装备腐蚀防护重大科技问题及重大工程需求,在腐蚀规律、耐蚀机制、数值模拟、专用设备、腐蚀大数据、安全监检测、防腐新材料、长效防腐技术、安全管理体系等方面充分认知腐蚀破坏规律,突破腐蚀防护安全领域难点核心技术、关键共性技术和专用防护技术,推动各行业设施与装备安全延寿。

(三)加大防腐涂料的研发投入,推动我市防腐涂料产业创新发展

① 加强基础研究,提高防腐涂料产品水平。

我国海洋防腐涂料要想上一个新台阶,则各相关机构、涂料生产企业应加强新产品的研制,关注高耐候性配套涂料体系的开发、高效低毒防腐涂料的开发及海洋防腐涂料环保化等。

② 改进海洋防腐涂料的防腐性能和施工性能。

研发防腐蚀性能和耐老化性能更好、环保性能更优、价格更加低廉的海洋防腐涂料;研发可在水下进行涂装施工的重防腐涂料;研发无机或无机改性防腐涂料等。

③ 加强涂料涂装工艺的研究。

从涂料涂装一体化出发重视涂料施工性能的研究,不断优化和提升涂料产品的综合性能,开发施工性能好适应性强的涂料,提高配套涂料体系的科学性与合理性,以适应不同海工产品的不同涂装要求。

④ 研发机械化涂装生产线。

研发涂装机械化生产线,可以极大提高生产效率、保证涂装质量、缩短工期、保护环境。

(四)加强专业人才培养,强化人才战略,建立标准化管理体系

① 加强腐蚀管理人才培养

完善高等院校腐蚀防护专业学科建设,加强腐蚀管理专业教师队伍建设,加大腐蚀管理人才培养力度,创新人才培养模式,建立符合市场发展规律的标准化管理体系。

完善腐蚀管理从业资格考核与认定标准,组织腐蚀管理培训班,加强理论学习与经验交流,不断提高腐蚀管理人员的专业化程度,推动腐蚀管理体系更好更快发展。

建立健全腐蚀管理高等教育、科研与实践之间的多方交流机制,大力提高腐蚀管理工作队伍的基础理论知识和业务工作能力,促进“产学研”的高效融合和转化,共同建设一支德才兼备的高素质腐蚀管理人才队伍。

② 加强腐蚀技术人才培养

扩大国内高校等专业机构金属防腐蚀专业人才的培养规模。开展系统的社会和内部专业教育培训,例如按涂装工培训大纲进行培训,使其达到中级或高级涂装工资质。施工人员实行持证上岗。

③ 加强人才引进,重视人才培养与积累

通过各种渠道引进专业技术人才,同时注重人才的培养与累积,强化人才梯队建设。

(五)尽快建立健全防腐蚀相关法律法规及标准体系

建立健全腐蚀防护法律法规及相关安全标准体系,强化腐蚀防护安全管理和监管力度。促使企事业单位在工程设计、选材、建设、运行、维护等各阶段,采取针对性腐蚀防护标准,保障工程长久安全。

加大标准、规范的建设力度,全面了解相关国际标准和法规,密切关注国际标准动向,对腐蚀防护方面的现有技术标准、质量标准、管理标准等进行整合、修订和补充;编制设备设施腐蚀管理条例,明确设备设施长期、安全、经济使用的制度要求;逐级建立健全腐蚀工程设计、选材、施工、运行、维护、报废等全寿命周期的腐蚀管理国家标准、地方标准、行业标准,全面贯彻设备全寿命责任制。强化腐蚀管理执行和监管力度,建立审查机制,使腐蚀管理工作逐步走上正规化、规范化、制度化的轨道,促进重大设施的安全运行和社会经济的可持续发展。

(六)畅通沟通机制和信息交流平台,提高信息利用率

我国腐蚀管理的发展尚处于初期阶段,腐蚀管理制度的完善、标准的修订、经验的积累和交流、体系化发展等都需要完善的沟通和交流平台。相关行业和部门应致力于搭建完善的腐蚀信息交流平台,形成有效的沟通机制,提高腐蚀数据、行业经验、事故应对等信息的分享和利用。健全事前事中事后监管有效衔接、信息互联互通共享、协同配合工作机制,持续推动腐蚀管理的体系化发展。

(七)加强腐蚀数据库建设,打造大数据管理

建立腐蚀数据库与信息管理系统,统筹腐蚀数据的收集、管理和利用。从建立腐蚀大数据中心,完善数据收集、存储、评估、预测、更新等子模块功能,实现腐蚀数据自下而上的积累和自上而下的使用,将腐蚀管理连点成线,连线成网,增强信息流通和交流,提高数据利用率,全面掌握各领域腐蚀现状,为腐蚀管理体系化的发展提供数据基础和决策依据。

各行业协会或相关学术组织应积极致力于设备腐蚀数据监测与收集系统、模拟仿真、寿命评估技术体系、选材数据库等大数据的建设与维护。不断扩充和完善现有设备和新建设备的腐蚀监测体系,为腐蚀管理积累更多宝贵数据。通过工作实践不断积累和扩充腐蚀问题与对策数据库,在统筹国家腐蚀数据体系一盘棋的基础上,以具体实践不断引领系统完善、技术创新,使腐蚀数据库最大限度地指导和推动腐蚀管理体系化工作的发展和完善。

(八)加强教育和科普宣传,提高全民腐蚀防护意识

防腐蚀除了需要在先进腐蚀防护技术研究、腐蚀安全法规和腐蚀安全管理上加大力度外,更需要在腐蚀教育与科普等方面大力开展工作。

应通过公共媒体宣传、社会公益活动等多种途径,丰富加强普通民众的腐蚀防护知识和全寿命周期成本意识,让公众、政府部门、企业家、青年学生等各类群体认识到腐蚀危害和防腐的重要性。

此次防腐蚀调查结果表明,各行业开展腐蚀防护工作的三大需求:

(一)无毒、环保、低价、喷涂时环境需求宽松的防腐涂料;

(二)腐蚀防护专业人才的缺乏;

(三)政府加大防腐蚀涂料的研发投入。



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