從中國(guó)中車株洲所獲悉，近日，該所旗下時(shí)代電氣SMD公司自主研制出的全球首套商業(yè)深海采礦設(shè)備在英國(guó)紐卡斯?fàn)柾瓿闪岁懮蠝y(cè)試。該設(shè)備計(jì)劃2016年在中東阿曼灣進(jìn)行水試，并完成產(chǎn)品交付。

商業(yè)深海采礦設(shè)備

　　目前，全球深海礦石的商業(yè)開采至今仍是空白。深海采礦機(jī)是深海采礦系統(tǒng)中最核心的設(shè)備之一，主要由主切割機(jī)、輔助切割機(jī)、集礦機(jī)組成。SMD公司研發(fā)的該套設(shè)備重量逾310噸，功率超過(guò)2兆瓦，有效結(jié)合了公司在水下油氣領(lǐng)域、挖溝鋪纜等領(lǐng)域開發(fā)的成熟技術(shù)，是世界上功率最大的水下采礦設(shè)備。“深海硫化物位于1500米左右的海底，這套設(shè)備是根據(jù)客戶采集深海硫化物的需要量身設(shè)計(jì)的，能在2000米以內(nèi)的水域開采礦石。”SMD公司副CEO邁克說(shuō)。

　　今年4月，時(shí)代電氣收購(gòu)了英國(guó)SMD公司，這是一家主要從事深海機(jī)器人設(shè)備、海底挖溝機(jī)械及海底采礦設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和銷售的企業(yè)。在國(guó)際開放市場(chǎng)中，SMD的深海機(jī)器人排名全球第三。此次在英國(guó)測(cè)試的這套商業(yè)深海采礦設(shè)備，在為期幾個(gè)月的測(cè)試中，主要完成了測(cè)試艙內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)踐驗(yàn)證與外購(gòu)件性能測(cè)試。根據(jù)計(jì)劃，該設(shè)備不久后將赴阿拉伯海西北部的阿曼灣進(jìn)行水試，測(cè)試內(nèi)容包括基礎(chǔ)水下功能性測(cè)試、設(shè)備水下持久測(cè)試與切割、收集測(cè)試。2016年上半年，設(shè)備將完成全部水試工作，交付給北美一家深海礦業(yè)公司。

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　　深海采礦設(shè)備如何防腐？

　　針對(duì)海洋機(jī)械設(shè)備上金屬腐蝕的原因采取適當(dāng)?shù)姆椒ǚ乐菇饘俑g，常用的方法有：

　　1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu) 例如制造各種耐腐蝕的合金，如在普通鋼鐵中加入鉻、 鎳等制成不銹鋼。

　　2、保護(hù)層法 在金屬表面覆蓋保護(hù)層，使金屬制品與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止腐蝕。如：在鋼鐵制件表面涂上機(jī)油、凡士林、油漆或覆蓋搪 瓷、 塑料等耐腐蝕的非金屬材料。用電鍍、熱鍍、噴鍍等方法，在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬常因氧化而形成一層致密的氧化物薄膜，從而阻止水和空氣等對(duì)鋼鐵的腐蝕。用化學(xué)方法使鋼鐵表面生成一層細(xì)密穩(wěn)定的氧化膜。如在機(jī)器零件、槍炮等鋼鐵制件表面形成一層細(xì)密的黑色四氧化三鐵薄膜等。

　　3、電化學(xué)保護(hù)法 利用原電池原理進(jìn)行金屬的保護(hù)，設(shè)法消除引起電化腐蝕的原電池反應(yīng)。電化學(xué)保護(hù)法分為陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)兩大類。應(yīng)用較多的是陰極保護(hù)法。

　　4、對(duì)腐蝕介質(zhì)進(jìn)行處理消除腐蝕介質(zhì)，如經(jīng)常揩凈金屬器材、在精密儀器中放置干燥劑和在腐蝕介質(zhì)中加入少量能減慢腐蝕速度的緩蝕劑等。

　　5、電化學(xué)保護(hù) 將被保護(hù)的金屬作為腐蝕電池的陰極，使其不受到腐蝕，所以也叫陰極保護(hù)法。這種方法主要有以下兩種：a、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。b、外加電流的保護(hù)法。

　　防腐蝕技術(shù)在海洋平臺(tái)的應(yīng)用

　　1、常用防腐蝕涂層技術(shù) 目前海洋平臺(tái)中各設(shè)備的防腐蝕涂層主要用在大氣區(qū)，其配套體系有如下幾種：環(huán)氧富鋅底漆2層＋環(huán)氧中間漆2層＋環(huán)氧面漆3層；環(huán)氧富鋅底漆2層＋乙烯基中間漆3層＋乙烯基丙烯涂層2層；無(wú)機(jī)富鋅底漆3層＋環(huán)氧中間漆2層＋聚氨酯面漆3層。其中富鋅底漆要求含鋅粉比例高，且與基材附著力強(qiáng)；中間漆要求綜合防腐蝕能力強(qiáng)；面漆是為底漆、中間漆提供保護(hù)層，減少和限制水汽、氧及化學(xué)活性離子的滲入。

　　2、鋅加防腐蝕保護(hù)技術(shù) 鋅加保護(hù)技術(shù)與傳統(tǒng)有機(jī)涂料相比，具有更強(qiáng)的陰極保護(hù)作用和涂層保護(hù)雙重作用，其耐腐蝕能力高于常規(guī)的富鋅底漆5-6倍，防腐蝕保護(hù)年限可達(dá)到25-30年。 用于鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕保護(hù)的鋅加涂料是由電解鋅粉（純度高于99.995％）、有機(jī)樹脂和揮發(fā)性溶劑3部分配制而成的單組分系列產(chǎn)品。由于含鋅量高，鋅加干膜含有96％以上的純鋅，足以為鋼結(jié)構(gòu)材料提供較好的陰極保護(hù)，當(dāng)鋅加涂層被氧化時(shí)，會(huì)在鋅加涂層表面緩慢產(chǎn)生一層鋅鹽層來(lái)提供屏障保護(hù)，同時(shí)鋅加涂料中的黏結(jié)劑能提供一層附加的屏障保護(hù)，從而減緩鋅的氧化。鋅加涂層與鋼結(jié)構(gòu)表面具有優(yōu)良的機(jī)械結(jié)合和化學(xué)結(jié)合，即使受到磨損破壞，鋅加涂層也不會(huì)剝落。 經(jīng)國(guó)內(nèi)外海洋平臺(tái)的工程證明，鋅加保護(hù)涂層技術(shù)的防腐蝕性 能十分優(yōu)異。 1988年，日本瀨戶大橋采用鋅加涂料作為底漆，使用至今未發(fā)現(xiàn)任何銹蝕。2000年鋅加保護(hù)技術(shù)被應(yīng)用在深圳蛇口海上鉆井平臺(tái)和東海平湖油田海上鉆井平臺(tái)的局部維修上，修復(fù)的鋅加涂層至今未發(fā)現(xiàn)銹蝕，防腐性能良好。

　　3、聚氨酯重防腐涂料保護(hù) 100％固體含量的長(zhǎng)效剛性聚氨酯防腐蝕涂料（RPU）不含溶劑、利于環(huán)保，RPU膜中除含有氨基甲酸酯鍵外，還含有部分脲鍵等，其它基本為惰性的碳鏈結(jié)構(gòu)。基于以上特點(diǎn)，RPU具有多種優(yōu)異的性能，如優(yōu)良的物理機(jī)械性能，涂膜堅(jiān)硬、柔韌、光亮，尤其是耐磨性、黏附力特別好；水解穩(wěn)定性及耐生物污損性優(yōu)異；耐溫性能好，可制 成高溫涂料，也可制成－70℃下使用的低溫涂料； 另有耐腐蝕、壽命長(zhǎng)（可適應(yīng)工程50年）、施工性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。 RPU涂料已先后應(yīng)用于上海國(guó)際航運(yùn)中心洋山深水港碼頭、營(yíng)口港液體化工碼頭、青島黃島液體化工碼頭等水工建筑中，目前運(yùn)營(yíng)正常，效果良好；國(guó)外，已經(jīng)在美國(guó)華盛頓GrandCoulee大壩、舊金山的圣馬特奧大橋、沙特阿拉伯的阿曼火力發(fā)電站冷卻水系統(tǒng)、韓國(guó)的Yukong煉油廠的污水處理系統(tǒng)、東京電力的Fukushima核 電廠、 大阪電廠和Chiba電廠等使用了20年，目前運(yùn)行正常。鑒于RPU涂料在水工建筑的廣泛應(yīng)用及其出色防腐效果，可考慮將該涂料用于海洋平臺(tái)的設(shè)備設(shè)施中，也許會(huì)有意想不到的效果。

　　結(jié)語(yǔ)

　　隨著世界海洋工業(yè)的迅速發(fā)展和環(huán)境保護(hù)法對(duì)海洋涂料工業(yè)的影響，海洋防腐蝕涂層也向高性能及環(huán)保型方向發(fā)展。研究和推廣海洋防腐蝕涂層的新品種、新技術(shù)，提高其防腐蝕效果和質(zhì)量，減輕有毒物質(zhì)對(duì)海洋環(huán)境的污染，降低有害物質(zhì)對(duì)海洋管道、平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)等工程設(shè)施的腐蝕破壞，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。

責(zé)任編輯：王元

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