近日,位于浙江舟山的一座跨海输电高塔,完成了最后的喷涂工作,并吊装完成了安装,这座塔高380米(比法国艾菲尔铁塔还高50米),重7280吨,跨距2656米,是名副其实的“世界最高输电铁塔”。不过这座安家在海岛上的铁塔却面临来自热带海洋环境下高盐、高湿及高温的侵袭。为减缓电力设施的锈蚀,保证电力设备内部结构不受破坏,延长输电铁塔寿命,这座高塔特别使用了石墨烯改性重防腐涂料。
腐蚀到底有多可怕?
也许你会说,不就是防腐吗?小小的腐蚀,有那么可怕吗?你别说,还真有!先来看一组数据吧,国际公认腐蚀对每一国家造成的损失高达国内生产总值(GDP)的3%~5%。据美国腐蚀工程师协会(NACE)统计,全球腐蚀成本估算为2.5万亿美元。在我国,特别是近20年来我国国民经济生产总值高速增长,经济结构和管理模式巨变,各行业的腐蚀事故明显增加。
2014年,我国各行业腐蚀总成本约占国内生产总值(GDP)的3.34%,总额超过2万1千亿元人民币,相当于每个中国人当年承担1555多元的腐蚀成本。
石墨烯涂料是个啥?腐蚀造成的危害如此之大,人们当然也一直在探索控制腐蚀的方法,其中一种就是使用重防腐涂料,以减小腐蚀破坏,保障苛刻腐蚀环境下装备和设施可靠性和服役寿命。中科院宁波材料所薛群基院士和王立平研究员团队就以“石墨烯”为材料研制了重防腐涂料。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接形成六角型呈蜂巢晶格的平面二维材料,近年来一直受到科研界、企业界甚至各国政府的重视。由于碳原子之间化学键的特性,石墨烯极为坚韧,可塑性良好,可以弯曲到很大角度而不断裂,其杨氏模量约为1100 GPa,断裂强度为130 GPa,比最好的钢还要高100倍。并且,石墨烯在可见光下透明但不透气,具有很好的阻隔性能,化学性质稳定。
通过引入石墨烯能够增强涂层的附着力、耐冲击等力学性能和对介质的屏蔽阻隔性能,尤其是能够显著提高热带海洋大气环境中服役涂层的抗腐蚀介质(水,氯离子,氧气等)的渗透能力,在大幅降低涂膜厚度的同时,提高涂层的防腐寿命。此次380m世界第一高输电铁塔所使用的防腐“铠甲”便是由中科院宁波材料所薛群基院士和王立平研究员团队研发的新型石墨烯改性重防腐涂料。