2017-12-02 03:30:37新京报
原创版权禁止商业转载授权

如何在时间中对抗锈蚀

2017-12-02 03:30:37新京报


《锈蚀:人类最漫长的战争》
作者:(美)乔纳森·瓦尔德曼
译者:孙亚飞
版本:广西师范大学出版社
2017-9


美国艺术家Alyssha Csuk以锈蚀为表现主题的摄影作品。图为《胡佛-梅森栈桥1号》,《高炉13号》。


美国艺术家Alyssha Csuk以锈蚀为表现主题的摄影作品。《胡佛-梅森栈桥1号》,图为《高炉13号》。


人们在自由女神像上发现锈蚀。

  科学记者乔纳森·瓦尔德曼在2007年买了一艘长四英尺的帆船。从此,帆船走进了他的生活,但同时,“锈蚀也闯进了我的生命”。乔纳森买的这艘单桅帆船有30年历史,甲板上的每一颗铆钉周围都有锈痕,不锈钢水箱也生了锈。水、盐、空气和时间侵蚀着它,也侵蚀了乔纳森的荷包。

  在此后多年的调查里,乔纳森便寻访关注锈蚀的各种故事,试图打探历史的脉络和当下的锈蚀现状。尽管有受访者声称这“是个愚蠢的创作主题”,但乔纳森最后写出来的作品可一点都不愚蠢。他记载了这个冷僻主题的大量精彩故事,收录进他的著作《锈蚀——人类最漫长的战争》。

  1 自由女神像除锈战

  1980年5月,两个抗议者,德拉蒙德和卢瑟福,偷偷爬上了美国纽约的自由女神像。这座塑像落成于1886年,是法国赠送给美国独立100周年的礼物。因为展现对外来移民的欢迎,它被誉为美国的象征。在那个年代的美国,抗议者们喜欢找这种标志性的地点,有噱头,容易引发关注。

  爬上雕像的两位抗议者很快被捕,而管理方发现,自由女神像上的孔洞像是遭到了破坏。官方怀疑,抗议者爬雕像砸进去了钉子。德拉蒙德和卢瑟福被指控非法侵入与破坏政府财产,造成8万美元的损失。然而,事情后来峰回路转。管理方经过调查,专门派人爬上去发现,雕像到处是空洞——它们不是被钉子砸出来的,而是金属腐蚀。

  自由女神像生锈了。这次意外的发现,拉开了美国历史上最昂贵、公众参与度最高、最具象征意义的锈蚀抗争序幕。

  自由女神像的除锈斗争搅动了全美。攀爬事件发生一年之后,美国和法国方面决定一起修复自由女神像,并展开了筹款活动。在多风多雨、高湿高盐的大西洋海岸,围绕这项90多米高的大型金属工程,修复工作持续了三年,雇佣了超过300名工作人员。到1986年7月4日,来自两万多所学校的学生为修复自由女神像筹集到超过500万美元。最终,这场筹款活动筹得惊人的2.77亿美元。

  各方劳心劳力,在修复工程的技术细节上反复磋商。最终,在1986年自由女神像落成的100周年庆典上,这座雕像在数百万现场民众和数亿电视观众面前,告别用于修复的脚手架,重现一个世纪前的光辉。

  乔纳森说,如今,任何人到自由女神像这一景点,都能看到美国国家腐蚀工程师协会(NACE)竖起的一块牌匾。牌匾中,最上方的是NACE的标志,其下便是碑文:

  自由女神像

  已由国家腐蚀工程师协会选定为国家腐蚀修复地址

  作为人类控制腐蚀技术应用于历史建筑的典范

  未来的世世代代

  都可以从全世界最著名的这座象征人类追求自由的纪念碑历史中受益

  谨献于国家公园管理局

  1986年10月28日

  纪念雕像建成一百周年

  2 当锈蚀入侵易拉罐

  《锈蚀》一书讲述的人类抗击锈蚀的故事大多发生在西方。比起纽约的自由女神像,易拉罐的故事更有普世性:全世界每年大约消耗1800亿只铝制易拉罐,相当于每人每年会喝掉24罐饮料。如果将全世界每年生产的易拉罐垒起来,足可以搭建通往月球的道路50多次。

  追溯前身,是英国人在1810年发明了世界上第一只罐头盒,为了防腐,他们在这只笨重的铁罐里面涂了一层锡。两百年前,人们常用刀、锤子和凿子来破坏这些铁罐头盒。有时情绪激动了,保不准还会甩石头砸开或是端枪来上一梭子。接下去的几十年,随着罐头起子的发明,巴氏消毒法的推出,罐头越来越受宠爱。然而,有些食物容易变质,有些食物具有强腐蚀性,比如腌菜,这些食物与罐头容器更容易发生反应。罐头商人们也在做各种材料的尝试,试图突破禁区。

  比如啤酒,直到1910年代,还没有人知道如何用罐头装啤酒。镀锡铁会让啤酒变得浑浊,并且破坏口感。铁就更糟糕了:百万分之一的铁就能破坏啤酒的风味。因为铁和水相互作用,释放出氧气,从而改变啤酒的口感,同时还会腐蚀罐头盒。直到1954年,一位名叫比尔·康盛的工程师开发出了铝制罐。同时,他使用环氧树脂作为涂层,以保护金属。

  啤酒其实非常温和,并不需要涂层。事实上,啤酒易拉罐需要涂层的唯一理由,是防止二氧化碳立即逃逸。没有人喜欢喝淡而无味的啤酒,而涂层的存在正是为了确保其美味可口。

  但对可乐来说,涂层的作用可就不止如此了。

  “由于锈蚀的问题,工程师们花费了125年研究如何修补钢合金罐头盒,其次才是考虑如何将啤酒灌进去;他们花了25年才认识到铝是易拉罐最好的原料,后又花了10年才制造出适合装可乐的易拉罐。”乔纳森写道,但它装的可不是一罐简单的可乐,而是锈蚀引发的一场噩梦。磷酸的存在可以让可乐的pH值达到2.75,盐和色素又加剧了腐蚀效应。这样的配方在高压下混合,最终却由不足一毫米的铝片承受。

  灌装好的可乐也许面临潮湿的环境,被存放几周、几个月甚至几年。从技术层面讲,易拉罐不发生锈蚀简直就是奇迹。而且,可乐只是开始,近半个世纪以来,人们在易拉罐中喝到了腐蚀性更强的饮料,而易拉罐却变得越来越薄,越来越精致。保护这层铝不被腐蚀的是一层肉眼看不见的、防腐性能优异的塑料膜。这层名叫环氧树脂的塑料膜不过几微米厚,但缺了它,一罐可乐不用三天就能蚀透罐体。

  不过,关于这层塑料膜,还有食品安全上的争议,这在书中又是另一个鲜为人知的故事了。

  3 锈蚀还在何处肆虐?

  这本书名副标题叫做“人类最漫长的战争”,实在是因为敌人太普遍和悠久。乔纳森走访食品加工、油气管道、钢铁制造、交通运输等领域,花了数年追踪锈蚀这一话题。他曾偷偷溜进匹兹堡废弃的炼钢厂,也曾穿越北极探寻锈蚀对输油管道的危害。

  锈蚀掘开了人类的墓穴。根据乔纳森的调查,美国每年为锈蚀要付出4000亿美元的代价,远超其他自然灾害的总和。它不只是差点搞垮了自由女神像,现实中,它更是击落飞机,折断桥梁,撞毁汽车,沉没舰船,毁坏房屋,夺去无数人的生命和财产。

  锈蚀问题威胁乔纳森的帆船,更是美国海军的头号威胁。五角大楼最高防锈长官向乔纳森指出:美国海军的最大克星不是哪个国家,而是锈蚀。地球上最强的海军正在输掉这场战争,美国海军的相关部门则以“大规模锈蚀”作为年度维护会议讨论议题。与船舶一样,汽车领域也危机四伏。因为燃油泵和刹车线生锈的问题,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)已经召回过数百万辆汽车。没有哪家车企能逃过锈蚀的魔爪。现代、日产、吉普、丰田、通用汽车、五十铃、铃木、梅赛德斯、菲亚特、标致、雷克萨斯以及凯迪拉克都因为锈蚀的问题召回过汽车。

  美国冬季使用融雪盐的21个州也遭遇了灾难。曾经,运输部门极为依赖融雪盐(氯化钠或氯化钙),1990年全美花费在融雪盐上的总支出高达五亿美元。不幸的是,融雪盐中的氯离子会与桥梁中的钢发生反应。2001年的腐蚀成本研究发现,这些桥梁的维护费用占了美国运输部经费的大头,相比之下,融雪盐的成本只有芝麻点大。

  目前看来,一个没有锈蚀的世界是不可能的,否则将会是一个没有金属的世界。在艾伦·韦斯曼《没有我们的世界》中曾如此描绘金属物件的使用寿命:仅仅在人类消失后的二十年,有增无减的腐蚀就会破坏曼哈顿东区的很多铁路和桥梁;几百年后纽约所有桥梁都会损毁;几千年后唯一能够保存下来的将会是那些深埋在地下的建筑;大约七百万年后,或许只有拉什莫尔山上的遗迹能证明我们曾经出现过。

  考察了锈蚀的诞生、蔓延、危害与人类抗击锈蚀的种种故事,世人在乔纳森的笔下得以见识现代世界最隐秘的一面:锈蚀肆虐,无处不在。最后,乔纳森引用了美国国家科学院的一份报告,呼吁从资源、基建等方面,出台更严格的政策对待锈蚀问题。当然,在这之前,各行各业乃至全社会,首先要理解到,对抗锈蚀可以为国家带来高昂的回报。

  □曾鼎

点击加载更多

    • 一天
    • 一周
    • 一月
       回到PC版