材料是物质文明的主要载体，是现代化生产、生活和构筑物的承载基础。材料与环境之间发生了化学或电化学反应导致性能衰变的现象称为腐蚀。腐蚀是一种悄悄进行的破坏，但其造成的后果却十分严重。在工程上，腐蚀导致的直接后果就是缩短工程材料的使用寿命和灾难性的事故，不但造成严重的人员伤亡，而且带来巨大的经济损失；在环境安全方面，腐蚀产物或由腐蚀引发的化学物质的泄漏可能严重污染水资源、大气和土壤资源；在日常生活中，腐蚀问题时有发生，不仅影响物质的美观和使用，同时也会对人体健康和出行安全等造成严重威胁。据统计，腐蚀给人类造成的危害和损失甚至超过风灾、火灾、水灾和地震等自然灾害的总和。
一、腐蚀造成的经济损失十分巨大
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%。2016 年 3 月，国际腐蚀界的权威机构美国腐蚀工程师协会（NACE）根据全球腐蚀调研项目IMPACT， 公布了最新腐蚀调查结果：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。2015 年中国工程院启动了“我国腐蚀状况及控制战略研究”重大咨询项目，对我国基础设施、交通运输、能源、水环境、生产制造等 5 大关键领域 30 多个重点行业的腐蚀状况、腐蚀成本及其防控措施开展了为期两年的专题调查工作。调查结果得出，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。
二、腐蚀严重威胁国家重大工程装备的安全运行与长寿命服役
包括“三峡工程”、 “西气东输”、 “南水北调”、 “海洋平台”等国家重大工程及装备建设中，大量使用的金属结构长期处于水下、水上大气以及土壤环境等自然环境中，不可避免发生各种腐蚀问题。以“西气东输”工程为例，该工程用大口径（直径 1016 毫米）钢管把我国西部新疆塔里木气田的天然气输送到东部长江三角洲，途径 8 个省市，总长4000 公里。工程管道绝大部分都埋于土壤中，要与腐蚀性不同的 17 种土壤接触，特别是在新疆区段，不同土壤腐蚀性的差别达 10 几倍，腐蚀问题十分突出。如在塔里木地段由于土壤腐蚀性强， 管道运行3年后就会发生塑性失稳破坏，9 年就会发生腐蚀穿孔。目前各条管线已进入腐蚀事故多发期，严重威胁着长输管线工程的安全运行。
在重大海洋工程装备方面，随着“走向深蓝”国家海洋战略的实施，我国海洋平台及海洋工程装备建设快速发展，各类超大型的海上工程装备不断出现。随着材料服役向高湿热海洋和深远海的不断拓展，温度、盐度、压力、生物等环境因素发生明显变化，在严酷海洋环境下服役的无论是超大型海洋平台，还是各类被称为“国之重器”的海洋工程装备，都面临前所未有的腐蚀问题，不断地对材料耐蚀性能及防腐蚀技术提出新的要求和挑战。
三、腐蚀成为阻碍我国装备制造水平提升的重要因素
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。围绕实现制造强国的战略目标，我国提出了《中国制造 2025》重大战略部署。材料是装备制造的先导和基础，选材设计及其服役行为是高端装备制造的核心。如在先进轨道交通装备领域，高速铁路已成为“中国制造”的代名词，高速铁路轨道工程及车辆都涉及到大量的新材料，由于速度的大幅提升，对材料的使用要求和安全服役提出了更高的要求。但随着我国高铁制造水平的快速发展，高铁网络遍布神州大地，材料服役环境千差万别，而根据我国长期开展材料腐蚀数据积累工作的结果可知，在不同环境下，同样材料的腐蚀速率可相差数倍，高铁材料及构件的腐蚀问题十分突出，随着车辆服役期的延长，由于材料腐蚀导致的安全问题日益加剧。
在海洋工程装备及高技术船舶领域，包括深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备，以及深海空间站、大型浮式结构物等海洋装备制造领域，材料都在十分严苛的海洋环境下长期服役，同样面临十分严峻的海洋腐蚀问题。另外，我国已成为汽车制造大国，但在汽车材料制造、涂装防护技术方面与汽车制造强国还存在较大的差距，尤其是近年来由于腐蚀导致的产品质量问题和索赔事件频发，严重阻碍了我国汽车工业的国际化发展。其他如智能电网用输变电及用户端设备、通信电子设备也都发生过严重的腐蚀事故，尤其是近年来随着我国海洋战略的实施，这些领域都将面临严重的腐蚀威胁。
四、腐蚀已成为国家“一带一路”战略实施的绊脚石
“一带一路”重大战略规划为我国经济带来了前所未有的发展机遇。 在国家 “一带一路” 战略中， 材料先行是关键，也是必然。特别是“21 世纪海上丝绸之路”沿线的东南亚、印度洋等地区面临着严重的腐蚀问题，由于缺乏材料在“一带一路”环境中的腐蚀数据和相关研究，将影响到相关基础建设和重大工程实施。同时材料腐蚀问题也是实施制造强国战略和阻碍企业“走出去”步伐的重要技术瓶颈之一。
近期，国家材料环境腐蚀平台等机构开展了针对“21世纪海上丝绸之路”沿线的泰国、老挝、新加坡等太平洋沿岸和印度洋沿岸的材料腐蚀状况全面调查，调查结果显示，东南亚地区严酷海洋气候环境下的材料腐蚀十分严重，大部分沿海区域的腐蚀等级达到 4-5 级以上，且不同地区腐蚀速率差异巨大。这对在上述地区长期服役的平台、船舶和高速铁路等重大装备的安全运行，形成严重的威胁，必须针对“一带一路”海上走廊沿线开展全面的腐蚀试验和数据积累，为“一带一路”战略实施提供科技支撑。
五、腐蚀已成为国防工程和武器装备服役安全的头号“敌人”
近年来，随着我国海洋强国战略的实施，海军装备活动半径由近海逐渐向远海、深海延伸，航天导弹装备需要长期在海洋环境执行巡逻、作战任务，为国家利益提供有力的战略支撑，打造深蓝海军是我国重要的国策，发展和建造航母、核潜艇、深潜器等成为国防安全的根本保障。材料的环境腐蚀与海洋装备的服役性能息息相关，对其环境适应性、可靠性提出了更高的要求。
近年来，我国开始重视在南海等严酷海洋区域的基础设施建设，但由于缺乏经验和数据支撑，新建岛礁和其他工事都发生过严重的腐蚀事故，有部分构筑物建成后不到一年时间就由于腐蚀导致失效损毁。另外，随着各种装备上岛服役，材料、构件甚至电子元器件的腐蚀问题频频发生，已成为海岛建设的最大难题。
我国海上作战力量体系中包含航母、潜艇、舰船等全方位武器装备的材料选择、设计、服役寿命评估，都必须考虑腐蚀问题；陆军装备在沿海环境所面临的苛刻服役条件下的环境适应性和维修保养问题十分迫切，包括水陆两栖装甲车、火炮、枪支等都会发生严重的腐蚀问题；火箭军武器装备涉及的型号战术和战略导弹贮存环境适应性试验和寿命，都与腐蚀与防护措施息息相关。
六、腐蚀是我国载人航天及深空探测工程必须解决的关键问题
中国首个目标飞行器“天宫一号”的发射升空，“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”与“天宫一号”的对接等一系列重大任务的成功，表明我国已经迈出了载人航天工程坚实的前两步。根据我国载人航天“三步走”的发展战略。我国将在 2016 年发射“天宫二号”空间实验室，并分步开展飞船载人对接试验和宇航员太空驻留试验。初步规划在 2020 年左右建成载人空间站。中国载人航天“三步走”
计划完成后，航天员和科学家在太空的实验活动将会实现经常化，并将逐步开展登月和火星探测等深空探测任务，为我国和平利用太空和开发太空资源打下坚实基础，为人类开发宇宙空间做出贡献。
在陌生的外太空环境中，航天飞行器所处的服役环境非常复杂，影响飞行器材料服役安全的因素很多，我国在该方面的研究基础十分薄弱。材料的失效轻则会影响设备、装置的功能效果，重则会导致灾难性事故，特别是在空间实验室、载人空间站甚至深空探测器的建设和运行过程中，关键材料的失效将会造成十分严重的后果，不仅引发空间站的安全事故，甚至影响航天员所处环境的安全，危及空间站的长期稳定运行和可靠性。由于空间站用材料腐蚀防护与控制和寿命预测是一项全新的工作，这一复杂的系统工程，目前我国还没有大规模开展相关材料在空间环境下的材料服役行为研究和数据积累工作。
“天宫二号”及未来空间站和深空探测器的选材、设计及可靠运行必须要解决材料的环境适应性问题；2016 年我国首个临海航天发射场将进行“长征五号”大推力火箭发射，未来将承担更多的航天发射任务，发射场设施、装备的腐蚀与防护问题必须引起高度的重视。
七、腐蚀是造成管网泄露等突发事故及次生灾害的主要原因
腐蚀破坏是一种逐渐发生发展，并由量变到质变的过程，尤其工程装备和重大设施的腐蚀过程通常不易发现，一但发生腐蚀破坏，极易引发重大安全事故。因此，腐蚀导致的间接损失——即腐蚀次生灾害造成的损失更严重。腐蚀不仅静悄悄地吞噬钢材，同时造成设备的跑、冒、滴、漏，不仅严重污染环境，甚至着火、爆炸，造成严重的伤亡事故。
特别像石油化工设备一般在高温高压下运行，介质腐蚀性强、扩散速度快、易燃易爆，危害性更大。腐蚀次生灾害严重损害社会安宁和经济的持续发展。另外，因腐蚀问题的制约，常常致使一些新产品、新工艺迟迟不能投产。因此，腐蚀的次生灾害是一个重大的社会不安全、不安定和降低社会运行效率的问题，保守估计腐蚀间接损失是其直接经济损失的三倍以上。
美国是世界上埋地管道使用最早和最发达的国家之一，目前其天然气输送管道大约有 52 万 Km。在 1990-2005 年的16年里共发生了1415次事故， 年均近90次。 外部干扰 （外力及第三方破坏）、腐蚀和材料及施工缺陷分列事故原因的前三位，分别占事故总数的 39.6%、22.5％和 15.3%。欧洲 17 个国家的 227 万 Km 天然气管道 1970-2004 年间共发生事故 1123 起，事故原因与美国相似，上述三个原因分别约占事故总数的49.7%、 15.1%和16.7%。 俄罗斯 （前苏联）的油气管道事故率较高，原因前三位分别是腐蚀、材料及施工缺陷和外部干扰，依次为 39.9%、32.7% 和 16.9%。
美国近年来发生了三起重大的燃气管道爆炸事故，包括 1999 年华盛顿州 Bellingham 汽油管道爆炸事故、2000年新墨西哥州 Carlsbad 天然气管道爆炸事故和 2006 年阿拉斯加 Prudhoe Bay 油田原油管道泄漏事故。这三起事故均与腐蚀有关，引起美国举国关注，并因此进一步加强了油气管道完整性的强制性管理，颁布了《管道安全改进法案》，首次以法律的形式明确要求执行管道完整性管理程序。
据国家质监总局特种设备监察局报道，70-90% 管道安全寿命缩短问题是由腐蚀造成的。据统计，2008-2010 年间，全国仅媒体公开报道的各种地下管道事故平均每天就有 5.6 起，近 5 年来管道事故数呈井喷式上升。地下管道事故引发的严重次生灾害屡见不鲜。例如：武汉“3·15”
天然气管道泄漏事故致使 2000 人被紧急疏散，山东胶州“5·2”原油管道爆裂事故导致数百吨原油泄漏，陕西铜川“5·31”天然气管道闪爆事故迫使上万人被紧急疏散，青岛的“11·22” 特大石油管道爆炸事故导致 62 人死亡、120 多人受伤，直接损失 7.5 亿元。其中“11·22”事故是典型的多网并汇区的管道土壤腐蚀导致的次生灾害。这些事故表明，腐蚀严重威胁着号称地下生命线工程管网的服役安全，我国管道完整性管理和事故应急预警技术等方面仍然存在重大缺陷，亟待解决。
八、腐蚀也给社会民生造成极大的困扰
腐蚀不仅静悄悄地吞噬材料， 污染环境， 造成伤亡事故；在日常生活中，腐蚀问题也时有发生，不仅影响物质的美观和使用，同时也会对人体健康和出行安全等造成严重威胁。 从安全的角度考虑， 除上述重大安全事故外， 市政网（给水、排水、燃气、供热、电力、电信、工业及其它共八大类 ）为城市输送着物质、能量与信息，构成了城市的生命线。
近几年来， 全国各地城市每天都在发生着各类突发性事故，暖气漏水、漏电、燃气泄漏事故，以及栏杆、灯柱、景观倾倒伤人事件等频频发生，对老百姓的生命安全造成极大的危害，这其中除了人为管理因素，很大部分原因是由于腐蚀引起的。
在食品饮用水安全方面，如频频曝光的水龙头析铅污染事件、不锈钢餐具重金属超标问题，腐蚀产物重金属污染土壤和地下水问题，无不与腐蚀相关。除此之外，我国文物古迹的腐蚀损失严重，调查显示，各类材质的馆藏文物，普遍存在不同程度的自然病害，藏品总数中有一半以上遭受了各种程度的自然腐蚀损害，其中，受重度腐蚀的文物数量超过 230 万件，占馆藏文物总量的 16.5%。文物腐蚀造成的文化和经济损失极为惨重！
可见，材料腐蚀导致的腐蚀损失十分巨大！材料静悄悄地腐蚀和由此导致的严重次生灾害及经济损失，要充分引起社会各界和广大民众的关注。本次中国工程院“我国腐蚀状况及控制战略研究”重大咨询项目，对我国的腐蚀情况进行了一次全面深入的梳理，使得人们更深入的认识腐蚀、了解腐蚀，有助于提高我国工程装备制造水平，发展先进防腐蚀技术，对于提高全民防腐蚀意识，推动腐蚀立法具有重要意义。
作者简介
吴俊升，男，北京科技大学腐蚀与防护中心副教授，博士。主要从事材料海洋腐蚀与防护、微/纳米电化学、新型防腐蚀功能涂层及表面处理技术等方面研究工作。先后承担2项国家自然科学基金，5项省部级课题及多项横向课题。在J.Mater.Chem., J.Power Sources, Small, Electrochem.Commun., J.Phys.
Chem.C., 金属学报等学术刊物发表论文80余篇，参编专著4部。申请中国发明专利16项，授权9项，参与制修订国家标准和行业标准十余项，获得省部级科技进步一等奖2项。目前担任国家科技平台青年工作组执行委员、技术与标准组组长；中国电工学会理事；建材行业建筑材料及构件环境条件与环境试验标准化技术委员会委员；中国腐蚀与防护学会缓蚀剂专业委员会委员。