“将来总有一天,会轮到日本人到中国来学习的。”中科院上海冶金研究所石声泰先生在1982年关于宝钢引水工程论证会上发言的结束语,四年后,他又代表宝钢顾问委员会领取了“关于宝钢长江筑库引水工程咨询论证报告”获得的上海市科技进步奖一等奖的奖状和奖金。据徐老师介绍软科学项目获一等奖,这还是首次。
徐老师作为项目组一员参加了宝钢引水工程中“宝钢水中氯离子含量对金属腐蚀影响的实验论证”的项目,这个项目要攻关的重大科学技术难题是要澄清水中氯离子对金属腐蚀影响究竟如何的问题。 为了攻关这一难题,从1982年8月到1983年9月,每月大潮、小潮各一次徐老师都会在宝钢电厂取水样,分析氯离子含量,经过分析发现,绝大多数情况下是10-20 PPM,只在1983年2月3日达到过278 PPM,超过平时的十几倍,但并没有发现腐蚀行为异常。即使向长江中添加海水,腐蚀率也没有发生什么变化,这就证明长江水中的氯离子对碳钢腐蚀不起决定作用。氯离子指标可以放宽,利用长江水是完全可行的,为决策宝钢使用长江水提供了科学依据,成为宝钢工程“长江筑库引水方案”的技术基础。由此,徐老师参与的这个项目荣获1986年上海市科技进步二等奖,而“宝钢长江(筑库)引水过程可行性咨询报告”荣获1987年国家科技进步二等奖。 如果说这个项目让徐老师至今难忘,还有一个工程项目让徐老师记忆犹新——黄浦江上游引水管道阴极保护工程,这个项目也属于国内首创。 上海的自来水厂过去是从毗邻的黄浦江就近取水,经加工处理后出厂供水。随着城市的发展,到上世纪80年代,水厂改从黄浦江上游取水。原水流经浦东地区,然后经过深埋于黄浦江底的大口径钢管从浦东输送到对岸浦西的水厂。最初的工程涉及到杨树浦水厂和南市水厂两家水厂,他们各有一条直径3米的输水钢管穿越黄浦江,大部分的管段埋设深度在地面以下22米,杨厂段的钢管长1120米,南厂段的钢管长是2124米,由于该区域的土壤属于强腐蚀性土质。过江输水钢管是整个引水工程中输水系统的咽喉,为了保证其长期安全可靠运行,需要采取有效的防腐措施。 徐老师回忆说:“这是一个大型工程项目,我们经过初步试验筛选,决定钢管外壁的保护涂层为702环氧富锌底漆一道,842云铁环氧中间漆二道,546超厚浆型环氧沥青漆一道,干膜总厚度290UM。考虑到地下长距离施工时管道外壁涂层难以完全避免的损伤,由于涂层会由于时间而老化,它的保护性能下降,因此必须同时采用阴极保护的措施。阴极保护有牺牲电流法和外加电流法两种方式。经过相互比较,考虑到牺牲阳极的驱动电压偏小,因而有效的保护距离短,必须在黄浦江中埋设阳极,以后还得周期性更换,显然不符合实际。于是我们决定选用外加电流法,辅助阳极选用的是石墨阳极,阳极的埋设方式选择深井阳极,阳极位置选择在黄浦江两侧的岸上,不在江中布设阳极,以减少施工难度。由此出发,我们自行设计了深井阳极,每口井内自下而上垂直分布着8-9石墨阳极,并单独接线引出,再进入接线箱,箱内配有负载均衡电阻和电流表,井内阳极四周填充石墨碎块。” 黄浦江上游引水管道阴极保护工程上游引水过江工程于1989年竣工。闸-凌过江工程钢管于1995年1月竣工。20多年过去了,现在徐老师每年还都会去检查一次工程,过江输水钢管从未发现和发生腐蚀破坏事故。谈起这一工程项目,徐老师说:“从历年实际运行的典型数据表明,黄浦江过江钢管阴极保护系统一直正常运行。这也说明阴极保护的系统设施,只要始终认真负责管理,就会一直正常运行。” 在科研的路上,徐老师长袖善舞。从金山石化总厂整个系统的防腐蚀工程,到秦山核电站系统防腐蚀工程,再到湖北十堰第二汽车厂、洋山东海跨海大桥,杜邦公司……简言之,从事大工程项目的科研工作就是要将原创性的科学思想转化成为实用的技术。这也是徐老师多年科研工作的心得之一。
2009年9月在企业现场考察有关腐蚀问题(右3澳门骏景国际官网)
2009年9月组织专家赴企业咨询有关腐蚀问题(右2澳门骏景国际官网) 徐老师有一个的科研课题叫含铜宫内节育器铜的腐蚀,这个项目标新立异,独辟其径,其研究结果引起了国内外的关注。宫内节育器简称IUD,上世纪60年代末,智利的ZIPPER发明了载铜宫内节育器。徐老师介绍说:“含铜宫内节育器与先前的惰性宫内节育器相比提高了避孕效果,主要是藉助于铜在宫腔内会发生腐蚀,释放出铜离子。铜的腐蚀性直接关系到含铜UID能否安全、有效、长期地使用。这是一个特殊的腐蚀问题,完全不同于工业上常见腐蚀的介质。”
宫内节育环的研究者一般是从生物学的角度出发进行研究。徐老师则从金属腐蚀科学的角度出发,研究在人体环境内,当PH值变化时,当蛋白质的浓度变化时,含铜宫内节育器的腐蚀情况,以寻找出其中的规律。这一研究项目得到了计划生育药具国家重点实验室和金属腐蚀与防护国家重点实验室的资助,成为国家计划生育委员会的科技攻关项目。 徐老师介绍说:“该项目在研究的过程中采用了电化学极化电阻技术结合X射线衍射、扫描电镜、感应耦合等离子发射光谱和表面膜阴极还原等方法,研究了血清白蛋白、丙球蛋白和血红蛋白对模拟宫腔液中铜腐蚀行为的影响。尽管研究是在模拟宫腔环境中进行的,但并不是真正的人体环境,而且人的体质千差万别,从中摸索出规律性的,是有难度的。” 经过一段时间的研究发现,铜在模拟宫腔液中的腐蚀速度受阴极反应的控制;模拟宫腔液中白蛋白、丙球蛋白和血红蛋白的存在使铜电极的自腐蚀电位负移;血清白蛋白对铜腐蚀的阳极和阴极过程均有影响。一方面,它阻止络合离子从电极表面向本体溶液的扩散;使得阳极反应的电荷传递电阻变小。另一方面,它促进阴极反应,使阴极电荷反应电阻降低。 回忆这个课题,徐老师说:“这个课题是把腐蚀学科和计划生育学科有机地结合在一起,为准确有效地评价铜IUD的避孕效能和寿命开拓了新途径。其研究结果不仅为研制生产新型高效的铜IUD提供了理论依据,也扩展了腐蚀科学的认识领域。” 谈起研究结果的发表,徐老师说:“这里面有一段小插曲,我最初写出科研论文后,投到了美国的《CORROSION》杂志上,等了几个月后杳无音信,我又把它投到了英国的《CORROSION SCIENCE》杂志上,英国的这本杂志很快刊登了我的这篇文章,而美国《CORROSION》杂志的主编看在英国《CORROSION SCIENCE》杂志上看到这篇文章后,感觉我的这个科学研究标新立异、与众不同,他主动联系我,问这么好的文章为什么没发到他们的杂志上。我当时一笑而过,明明是你们没有接受嘛,我才改投。” 这仅是一个小插曲,其实对于这项研究,徐老师已经成为该领域里最有代表性的研究者。 孔子在《论语》中有一句话叫:君子不器。回看徐老师科研之路,不难看出他身上的工匠精神,不拘泥于“一针一线”,精益求精,既能“大刀阔斧”在大型工程项目汇总向前迈进,又不忘做“绣花针”在模拟人体环境中下功夫,科研工作进入新的境界。祝愿每位科研工作者都能“允文允武”,做到“君子不器”!