中国海洋工程材料发展战略咨询报告

第1章总论

1.1我国海洋战略面临严峻挑战2

1.2我国海洋工程材料的现状与存在的主要问题5

1.3重大措施建议7

第2章钢铁材料

2.1海洋工程用钢发展现状、差距及趋势10

2.1.1海洋国土安全领域用钢10

2.1.2海洋油气资源开发领域用钢14

2.1.3海洋基础设施建设领域用钢21

2.1.4海洋交通领域用钢24

2.2我国海洋工程用钢的发展对策及重点发展方向28

2.2.1我国海洋工程用钢的发展对策28

2.2.2我国海洋工程用钢的重点发展方向29

参考文献35

第3章钛合金材料

3.1发展海洋工程用钛的重要意义及特点39

3.1.1钛金属材料是显著提升海军装备技战术性能，增强我国海洋安全保障能力的关键支撑材料39

3.1.2钛金属材料是提升海洋资源开发装备、提升海洋资源开发能力的首选和理想结构材料40

3.1.3钛的优良特性及对海洋工程装备的适用性40

3.1.4海洋工程用钛面临的挑战43

3.2海洋工程装备用钛的国内外发展现状及趋势44

3.2.1海洋工程用钛合金研究现状44

3.2.2钛合金在海洋工程中的应用开发概况47

3.2.3我国钛材生产能力建设现状及发展海洋工程用钛的重要机遇57

3.3我国海洋工程用钛的主要差距、存在问题及需解决的关键技术59

3.3.1我国海洋工程装备用钛的差距59

3.3.2我国海洋工程装备用钛存在的主要问题60

3.3.3我国海洋工程装备用钛需解决的关键技术60

3.4发展我国海洋工程装备用钛的建议措施及发展目标61

3.4.1建议措施61

3.4.2发展目标62

参考文献62

第4章有色金属材料

4.1海洋工程用有色金属的发展历史68

4.1.1铝及铝合金的发展显著提高了海洋交通效率、海洋装备性能、海洋工程性价比68

4.1.2发展铜及铜合金是提升海水淡化、海洋油气平台、舰船等海洋装备性能的关键71

4.1.3有色金属阴极保护系统大大节约了海洋工程装备的成本74

4.2海洋工程用有色金属国内外研究现状及发展趋势75

4.2.1海洋工程用有色金属国内外研究及应用现状75

4.2.2海洋工程用有色金属的未来发展趋势92

4.2.3我国海洋工程用有色金属材料工业化生产现状、能力及技术储备94

4.3我国海洋工程用有色金属材料存在的问题、与国际先进水平的差距和发展建议97

4.3.1我国海洋工程用有色金属材料存在的瓶颈问题97

4.3.2与先进国家之间的差距98

4.3.3对我国海洋工程用有色金属发展的建议101

参考文献102

第5章复合材料

5.1复合材料在海洋工程上的应用108

5.1.1复合材料在船舶舰艇上的应用108

5.1.2复合材料在海洋油气开发上的应用117

5.2海洋工程复合材料原材料及成型工艺124

5.2.1海洋环境对材料的特殊要求124

5.2.2海洋工程复合材料的原材料体系125

5.2.3海洋工程复合材料成型工艺132

5.3我国海洋工程复合材料面临的问题139

5.3.1我国海洋工程复合材料与发达国家的差距分析139

5.3.2我国复合材料在海洋石油工业具体问题分析140

5.3.3我国复合材料在船艇工业的具体问题分析140

5.4海洋工程用复合材料的发展趋势141

5.4.1向低成本、高性能、集成化生产的方向发展141

5.4.2向虚拟设计、制造、验证一体化的方向发展141

5.4.3向新型可靠生产工艺的方向发展142

5.5海洋工程复合材料发展建议142

5.5.1针对海洋工程复合材料发展的技术性建议142

5.5.2针对海洋工程复合材料发展的政策性建议143

参考文献144

第6章无机材料

6.1国际上无机材料在海洋工程领域的研发与应用现状147

6.1.1国际上无机材料在海洋工程领域的应用历史及现状147

6.1.2国外对海工用水泥混凝土材料的相关技术要求161

6.1.3国外相关标准技术规范及认证机构164

6.1.4国外无机材料在海洋工程领域的重点发展方向166

6.2国内无机材料在海洋工程领域的研发和应用现状169

6.2.1我国海工混凝土材料的研发与生产现状169

6.2.2我国海工混凝土材料应用情况171

6.2.3我国海工混凝土相关的标准和规范175

6.3海工混凝土建筑的腐蚀现状及防护175

6.3.1国内外海工混凝土建筑的腐蚀现状175

6.3.2海工混凝土的防腐技术措施178

6.4我国海工混凝土材料与国外的差距和对比178

6.4.1材料与技术的国产化与本地化178

6.4.2海工混凝土相关标准规范的制定和完善179

6.4.3海工混凝土建筑物的设计和建造的专业化179

6.4.4施工及应用技术经验的缺乏180

6.4.5海工混凝土相关装备的开发与研制180

6.5对策、建议及重点发展方向180

6.5.1对策和建议180

6.5.2发展战略目标和重点发展方向181

参考文献182

第7章船舶与海洋工程结构的腐蚀与防护

7.1海洋工程结构与船舶的腐蚀现状185

7.1.1海洋腐蚀的危害和损失185

7.1.2海洋污损的危害和损失185

7.1.3海洋腐蚀的规律和特点186

7.1.4我国海洋工程和防腐的现状187

7.2海洋腐蚀防护技术的研究、应用的进展与趋势190

7.2.1防腐涂料190

7.2.2防污涂料193

7.2.3耐腐蚀材料194

7.2.4浪花飞溅区包覆技术194

7.2.5表面处理与改性195

7.2.6电化学保护197

7.2.7缓蚀剂198

7.2.8结构健康监测与检测198

7.2.9安全评价、可靠性分析、寿命评估199

7.2.10不同材料的防护差异199

7.3存在的问题与差距200

7.4总结与建议201

参考文献202

第8章船舶工程材料

8.1船舶装备概述206

8.2船舶材料概述207

8.3船舶材料技术发展趋势208

8.3.1“高”——船舶船体钢材仍向高性能化发展209

8.3.2“复”——研发高性能多功能复合材料的趋势方兴未艾209

8.3.3“钛”——高性能钛合金的研发与推广应用势在必行211

8.3.4“隐”——仍将研发高性能隐身材料列为重要发展方向212

8.3.5“防”——船舶防护材料以环保高寿命为重点正蓄势待发213

8.3.6“有”——船舶用有色金属材料仍需加强推广应用214

8.3.7“无”——开辟无机材料在船舶装备上应用的新领域215

8.3.8“前”——船舶材料前沿技术呈现百花齐放的发展趋势215

8.3.9“用”——加强材料应用技术的研究不可或缺216

8.3.10“低”——船舶材料技术一如既往向低成本化的方向发展217

8.4我国船舶材料技术的进步与不足217

8.4.1我国船舶材料技术的进步217

8.4.2我国船舶材料技术的不足218

8.5我国船舶装备对材料技术的需求219

8.6我国船舶材料技术的发展战略与重点220

8.6.1我国船舶材料技术的发展思路220

8.6.2我国船舶材料技术的发展目标220

8.6.3我国船舶材料技术的发展重点221

8.7措施及建议227

参考文献228

第9章海洋石油天然气工程材料

9.1海洋平台结构用钢的现状和发展趋势231

9.1.1海洋平台结构用钢的现状231

9.1.2固定式平台结构用钢的现状233

9.1.3浮式平台结构用钢的现状234

9.1.4海洋平台结构用钢的发展趋势237

9.2海洋钻采装备发展动向及对材料的要求237

9.2.1海洋钻采装备的发展现状237

9.2.2海洋石油关键设备对材料的要求239

9.3海底油气管道的发展现状和趋势245

9.3.1海底油气管道的发展现状245

9.3.2海底油气管道材料发展趋势247

9.4建议255

参考文献256

第10章海洋综合利用工程装备材料

10.1海洋综合利用工程概述259

10.1.1水资源短缺与海水淡化260

10.1.2海洋可再生能源利用261

10.2海水淡化产业发展现状261

10.2.1海水淡化技术简介261

10.2.2国内外海水淡化发展概况264

10.3海水淡化装备及材料266

10.3.1多级闪蒸海水淡化装备及材料266

10.3.2多效蒸馏海水淡化装备及材料273

10.3.3反渗透海水淡化装备及材料279

10.4海水淡化用工程材料的发展趋势286

10.4.1海水淡化市场预期286

10.4.2海水淡化装备用材的发展趋势289

10.5国产材料在海水淡化中的应用现状及存在问题294

10.5.1我国海水淡化从业机构294

10.5.2国产材料的应用现状及存在问题297

10.6海洋能发电301

10.6.1国际海洋能发电技术及装备301

10.6.2我国海洋能发展概述306

10.6.3国产材料应用存在的问题及发展趋势309

10.7发展建议310

10.7.1国家政策配套方面310

10.7.2亟待解决的关键技术问题311

参考文献312

本书是中国工程院咨询项目“中国海洋工程材料研发现状及发展战略初步研究”的研究成果汇编，对国内外海洋工程材料研究现状进行了系统介绍，重点分析了我国海洋工程材料应用现状及发展趋势，针对我国海洋工程材料目前存在的主要问题并结合国家长期发展规划及建设海洋强国战略目标，提出加快发展海洋工程材料的措施及建议。
本书可供船舶、海洋石油、海洋综合利用、海岸带工程结构设计、制造、使用和防护等领域，从事海洋工程材料研发、设计、生产、应用的科研、工程技术人员及相关部门管理人员参考阅读，也可作为大专院校相关专业本科生及研究生的辅助教材。

本书以中国工程院“中国海洋工程材料”咨询项目为基础，经过项目组专家加工整理而形成，梳理了我国材料领域在海洋工程研究和应用方面的脉络，为读者从不同应用范围、不同材料及技术等角度了解海洋工程材料提供帮助。该项目由18位院士、170余位著名专家参与完成，代表了我国该领域的最高水准，具有权威性。