新中國成立以來,特別是改革開放以來,我國海洋工程材料在基礎(chǔ)研發(fā)、生產(chǎn)加工以及海洋工程應(yīng)用等方面取得長足進步,極大地促進了國民經(jīng)濟的發(fā)展,保障了國防建設(shè)的需求。如:我國在艦船用鋼、海工用鋼等方面,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,建立了我國自己的艦船及海工鋼鐵材料體系以及具有較強生產(chǎn)能力的鋼鐵企業(yè)。
我國海工用鋼的國產(chǎn)化率已達到90%以上;被稱為‘海洋金屬”的鈦合金,我國目前已形成了較完整鈦合金研究、中試和規(guī)模化生產(chǎn)的工業(yè)體系。2013年我國的海綿鈦產(chǎn)量達8.1萬噸,鈦材產(chǎn)量達4.4萬噸,居世界首位,我國已成為世界鈦工業(yè)大國;在海洋工程用鋁合金、銅合金等有色金屬材料方面,我國已經(jīng)具備了較完善的研發(fā)生產(chǎn)以及相當(dāng)規(guī)模的加工制造能力,特別是近年來,我國大規(guī)格鋁合金加工能力已達到世界先進水平;碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料是近年爆發(fā)式增長的新型海洋工程材料,其耐腐蝕性高,抗海洋生物附著力強,是艦船、海洋平臺、海洋發(fā)電等海工裝備的理想結(jié)構(gòu)材料,先進碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料已經(jīng)是衡量一個國家高技術(shù)材料發(fā)展水平的關(guān)鍵指標(biāo)。我國碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用研發(fā)較晚,但已形成了T300碳纖維的量產(chǎn)能力,更高強度水平碳纖維的研發(fā)也取得突破進展,基本突破了國外對我們的技術(shù)封鎖;海洋環(huán)境應(yīng)用的混凝土材料也取得了突破進展,近年我國建造的多座跨海大橋、海底隧道以及離島建筑都是采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的混凝土材料;海洋防護材料與防護技術(shù)是海洋工程應(yīng)用中最為關(guān)鍵的材料與技術(shù),我國已經(jīng)初步建立了海洋環(huán)境監(jiān)測以及防護材料與技術(shù)研發(fā)體系。盡管如此,與世界海洋發(fā)達國家相比,我們?nèi)源嬖诰薮蟛罹唷?/p>
高性能海洋工程材料缺乏自主保障
從整體來看,雖然我國海洋工程材料對海洋運輸、海洋資源利用以及沿岸及離岸工程建設(shè)等方面起到了支撐作用,但在關(guān)鍵及核心材料上遠沒有實現(xiàn)自主保障,特別是涉及艦船、海洋平臺、油氣管線以及離岸建筑等方面使用的高性能大規(guī)格結(jié)構(gòu)鋼、高品質(zhì)鈦合金、銅合金、復(fù)合材料以及防護涂料等嚴(yán)重依賴進口,相當(dāng)一部分國產(chǎn)材料質(zhì)量不穩(wěn)定。如美國艦船用鋼代表了世界一流水平,我國艦船的主要用鋼只相當(dāng)于美國20世紀(jì)50~60年代水平;日本等國海洋平臺、深海鉆探、石油管線鋼等代表世界一流水平,我國海洋平臺,尤其是船、深海鉆探等裝備用的大規(guī)格齒條鋼、大線能量焊接鋼、殷瓦鋼注:一種鎳鐵合金)、雙相不銹鋼等嚴(yán)重依賴進口。這導(dǎo)致了我國高端海工裝備受制于人,削弱了開發(fā)海洋、利用海洋的能力;同時導(dǎo)致艦船性能水平落后,海洋權(quán)益管控能力不足,國家利益得不到充分保障;海工產(chǎn)品“歐美設(shè)計、亞洲制造、中國承接低端技術(shù)產(chǎn)品”的局面難以打破,嚴(yán)重阻礙我國建設(shè)海洋強國的前進步伐。
基礎(chǔ)研究薄弱,應(yīng)用研究不足,新材料及先進材料需求低迷
我國海洋工程材料長期實行跟蹤仿制的發(fā)展模式,這一方面大大加快了我們的發(fā)展進程,縮短了與世界先進水平的差距,但同時也導(dǎo)致了基礎(chǔ)研究不足,創(chuàng)新能力不足,減緩了創(chuàng)新發(fā)展步伐,艦船用鋼的發(fā)展歷程就是例證。另外,我國對材料的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)研究缺少宏觀的指導(dǎo)與有效的管理機制,主要表現(xiàn)是應(yīng)用研究經(jīng)費投入不足,實驗室成果不能及時轉(zhuǎn)化為有效產(chǎn)品。同時,設(shè)計、生產(chǎn)、應(yīng)用部門缺少在工程裝備中采用新材料的共同意愿與目標(biāo),工程化研究與考核驗證方面的問題突出,導(dǎo)致新型材料成熟度低,設(shè)計、加工、制造標(biāo)準(zhǔn)缺乏,對國產(chǎn)先進材料應(yīng)用需求不足。我國最新成功下潛7000m的蛟龍?zhí)柹顫撈?,其關(guān)鍵部位鈦合金殼體,盡管是由我國自主設(shè)計,但合金材料和加工成型由國外承包。
專業(yè)海洋工程材料生產(chǎn)企業(yè)自主創(chuàng)新研發(fā)和技術(shù)應(yīng)用薄弱。
艦船海洋工程材料裝備保障能力嚴(yán)重不足
雖然近年國內(nèi)制造裝備水平大幅提高,但同樣由于應(yīng)用技術(shù)研究缺乏,生產(chǎn)過程控制缺乏依據(jù),甚至類似于蒙乃爾合金的常規(guī)材料質(zhì)量很不穩(wěn)定,無法滿足需求。此外,我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)自身還不能快速適應(yīng)海洋經(jīng)濟的高速發(fā)展,缺乏專業(yè)海工材料生產(chǎn)企業(yè)和專業(yè)技術(shù)人才,缺乏特殊嚴(yán)酷環(huán)境材料加工生產(chǎn)工藝,導(dǎo)致我國艦船和海工裝備保障能力嚴(yán)重不足。
管理體制、機制不合理,制約了海洋工程材料發(fā)展
我國現(xiàn)行的科研體制弊端仍根深蒂固,主要是:資源分散、效率不高、體制封閉、協(xié)同不夠,在科研立項、經(jīng)費使用、項目驗收以及科研考核評價等方面還存在不足和缺陷。由于部門利益驅(qū)動作祟,難以形成資源、數(shù)據(jù)共享的良好機制,直接影響我國海工材料的研發(fā)、應(yīng)用及成本、可靠性,制約了艦船及海工裝備的發(fā)展。缺少海洋工程材料戰(zhàn)略規(guī)劃,尚未建立完整的海洋工程材料體系針對海工材料,我國目前缺少頂層設(shè)計和長遠戰(zhàn)略規(guī)劃。我國至今沒有嚴(yán)格意義上的海洋工程材料體系;缺乏完整、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮Q蟓h(huán)境以及材料耐蝕、服役性能數(shù)據(jù)庫,對新材料需求不足,限制了國產(chǎn)先進材料在設(shè)計中的選用。我國目前缺少海洋工程材料腐蝕和服役研究的專業(yè)研究機構(gòu),缺少以海洋工程應(yīng)用為背景的材料基礎(chǔ)研究單位,導(dǎo)致海工材料發(fā)展無標(biāo)準(zhǔn)可依、無規(guī)律可循,海洋工程材料引領(lǐng)性、顛覆性研究成果則無從談起。
來源:中國有色金屬報
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