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造成海水腐蚀的原因

    海洋环境是一种复杂的腐蚀环境,海水是一种含有多种盐类的电解质溶液,以33.5%的氯化钠为主盐,pH值为8左右,并溶有一量的氧气。海水对金属的腐蚀是多种综合因素作用的效果,包括化学因素、物理因素、生物因素。化学腐蚀在海水腐蚀中占主导地位。发生腐蚀的原因很多,比如:由于海水导电性好,腐蚀电池的欧姆电阻很小,因此异金属接触能造成阳极性金属发生显著的电偶腐蚀破坏;海水中含大量氯离子,易造成金属钝态局部破坏;碳钢在海水中发生吸氧腐蚀……

   

    海洋腐蚀是金属构件在海洋环境中发生的腐蚀。海洋环境的腐蚀包括海洋大气区、飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。对于处于海水环境中的金属结构来说,海洋大气区受海洋性大气腐蚀影响。飞溅区指平均高潮线以上海洋飞溅所能湿润的位置。在这个部位,金属材料表面连续不断地被海水湿润,海水又与空气充分接触,含氧量充分,含盐量很高,加上海水的冲击作用,腐蚀在这个部位最为严重。当很高的风速和海流速造成强烈的海水运动时,海水的冲击会在飞溅区成磨耗-腐蚀联合作用的破坏。同时强烈的海水冲击不断地破坏腐蚀产物和保护涂层,增加了飞溅区的腐蚀。不同海区飞溅区的腐蚀主要于风浪和温度。飞溅区金属表面温度更接近于气温。风浪大的热带海域钢铁在飞溅区的腐蚀最为严重。潮差区指平均高潮位与平均低潮位之间的区段,金属表面与含氧充分的海水周期性地接触,引起腐蚀。与飞溅区相比,潮汐区的氧扩散没有飞溅区那样快,也无强烈的海水冲击。潮汐区金属表面温度受气温影响也受海水温度的影响,通常接近于表层海水温度。潮差区的腐蚀通常是平均高潮位和平均低潮位最为严重,这是氧浓差电池的作用。潮差段因供氧充分,成为阴极,受到一定程度的保护,腐蚀减轻。低潮位以下全浸区因供氧相对较少成为阳极,使腐蚀加速。

 

    在工程设计上,有时把潮差区并入飞溅区一起考虑,并不是因为两段间的腐蚀是一样的,而是从施工、维护和阴极保护方面加综合考虑,使之协调一致。全浸区指平均低潮线以下的位置为海水全浸区。根据海洋的深度不同,又分为浅海区和深海区,二者并无确切的深度界限,一般所说的浅海区大多指100200m以内的海水。海洋环境因素如温度、含氧量、盐度、pH值等随海洋的深度而变化,所以海水深度必然影响到全浸区金属的腐蚀行为。其中是最为主要的因素是温度和含氧量。全浸区中钢铁的腐蚀速度在 0.07~0.18mm/a。浅海区海水氧处于饱和态,温度高,海水流速大腐蚀比深海区大,海洋生物会粘附在金属材料上。一般来说,20m水深以内的海水较深层海水具有更强的腐蚀性。海泥区主要由海底沉积物构成,含盐度高,电阻率低,因此是良好的电解质,对金属的腐蚀要比陆地上土壤要高。由于氧浓度十分低,所以海泥区的腐蚀比全浸区要低。如同潮差区和全浸区一样,在全浸区和海泥区之间也会因为氧的浓度不一样而造成  浓差电池。泥线以下因为相对缺氧而成为阳极,加重腐蚀。

 

    海洋腐蚀主要是局部腐蚀,即从构件表面开始,在很小区域内发生的腐蚀,如电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。钢铁的腐蚀是一个电化学过程,表面失去电子发生阳极氧化反应,阴极保护法就是利用了它的电化学腐蚀原理,通过人为施加负向电流,从而使金属的表面的反应有原来的失去电子的氧化反应,成为得电子还原反应,从而使金属的腐蚀得到抑制。

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