阴极保护中的海洋腐蚀
海洋浪花飞溅区钢结构的防腐蚀措施
海洋浪花飞溅区钢结构的防腐蚀措施【摘要】海洋浪花飞溅区钢结构在海洋环境中暴露于盐水和潮湿空气中,容易受到严重的腐蚀破坏。
采取有效的防腐蚀措施对于延长钢结构的使用寿命至关重要。
本文介绍了海洋浪花飞溅区钢结构的重要性和防腐蚀措施的必要性,包括表面涂层防腐蚀措施、阴极保护技术、防腐蚀涂层选择、定期检查和维护措施以及环境温度和湿度控制。
通过这些措施,可以有效减少海洋环境对钢结构造成的损害。
结论部分强调了加强防腐蚀措施的重要性和持续改进防腐蚀技术的必要性,以保护海洋工程中的钢结构,确保其正常运行和安全使用。
有效的防腐蚀措施不仅可以节约维护成本,还能保护海洋环境,实现可持续发展。
【关键词】海洋浪花飞溅区、钢结构、防腐蚀措施、表面涂层、阴极保护、防腐蚀涂层、定期检查、维护措施、环境温度、湿度控制、重要性、改进技术1. 引言1.1 海洋浪花飞溅区钢结构的重要性海洋浪花飞溅区是指海洋中波涌湍急的地方,浪花飞溅频繁,风浪对钢结构的腐蚀作用非常强烈。
海洋浪花飞溅区钢结构承担着重要的海洋工程任务,例如海洋平台、海岛桥梁等。
这些钢结构不仅要承受海水侵蚀,还要承受海风的侵蚀,因此对其防腐蚀措施要求更加严格。
海洋浪花飞溅区钢结构一旦发生腐蚀,不仅会影响结构的稳定性和安全性,还会缩短使用寿命,增加维护成本,甚至可能导致灾难性事故的发生。
加强对海洋浪花飞溅区钢结构的防腐蚀工作,具有极其重要的意义。
为了确保海洋工程的安全可靠,保障钢结构的长期使用,必须采取有效的防腐蚀措施。
只有加强防腐蚀工作,有效延长钢结构的使用寿命,才能确保海洋工程的持续运行和安全性。
海洋浪花飞溅区钢结构的重要性不可忽视,必须引起我们充分的重视和注意。
1.2 防腐蚀措施的必要性在海洋浪花飞溅区钢结构中,防腐蚀措施的必要性不言而喻。
海洋环境中的氯离子、硫化氢等污染物质会导致钢结构表面发生腐蚀,严重影响结构的稳定性和使用寿命。
若不采取有效的防腐蚀措施,钢结构将面临严重的腐蚀风险,从而增加维护成本和安全隐患。
阴极保护_精品文档
阴极保护引言:阴极保护是一种常用的金属腐蚀防护方法,主要应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域。
通过采取适当的措施,将金属材料的电位移到更负的方向,从而减少金属材料的腐蚀速度。
本文将介绍阴极保护的原理、应用领域、常用方法以及一些优缺点。
一、阴极保护的原理阴极保护是基于金属腐蚀的电化学原理而实施的一种防护方法。
金属腐蚀是指金属在水、空气、土壤等介质中,受到氧化或其他化学物质作用而逐渐破坏的过程。
通过施加外加电源,将金属材料的电位移向更负的方向,实施阴极保护,可以有效地减缓金属的腐蚀过程。
具体而言,阴极保护主要包括两种方式:1) 通过阴极电流的施加,在结构表面形成一个足够厚度的电子屏蔽,从而降低腐蚀的速率;2) 通过阳极材料的提供,以消耗环境中的氧气而达到抑制腐蚀的效果。
二、阴极保护的应用领域阴极保护广泛应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域,并且有着重要的经济和社会效益。
以下是几个常见的应用领域:1. 管道防腐阴极保护在石油、天然气、水泥、化工等行业中广泛应用于管道防腐。
通过在管道表面施加电流,降低金属管道的腐蚀速率,延长其使用寿命。
这种方法具有效果明显、使用方便等优点,已被广泛采用。
2. 船舶防腐船舶在海域中长时间暴露于水中,容易受到海洋环境的腐蚀。
阴极保护在船舶上的应用可以有效地减缓腐蚀速度,延长船舶的使用寿命。
通过在船体附近安装阴极保护系统,将船体电位负化,以减少腐蚀。
3. 油罐防腐石油储罐是石油储存和运输的重要设施,经常接触到腐蚀性介质。
阴极保护可以在油罐内外表面施加电流,降低其腐蚀速率,保护油罐的安全运营。
三、阴极保护的常用方法阴极保护有多种常用的方法,具体选择方法应根据不同情况和需求作出。
以下是几种常见的阴极保护方法:1. 外加直流电源法该方法是最常见的阴极保护方法之一,通过外接直流电源,在金属结构和电源之间建立电路,施加足够的电流来实现保护。
通过控制电流大小和施加时间,可以有效地减缓金属的腐蚀速度。
阴极保护防腐
阴极保护防腐什么是阴极保护防腐?阴极保护防腐是一种常用的金属腐蚀防护方法,通过在金属结构表面引入一个电流,将金属结构作为阴极极化,使其成为电化学反应中的阴极,从而有效地减少或阻止金属腐蚀的发生。
阴极保护防腐的原理阴极保护防腐的原理基于电化学反应的基本规律,即金属在一定条件下的电极反应。
当金属结构暴露在外部环境中时,发生的腐蚀反应是金属离子释放到电解质溶液中,并与电解质中的阴离子结合形成盐类。
而阴极保护的目的就是通过施加一个外部电流,将金属结构极化为阴极,使其电位低于腐蚀电位,从而减缓或阻止腐蚀反应的发生。
阴极保护防腐的应用范围阴极保护防腐广泛应用于各种金属结构,包括钢铁、铜、铝和镍合金等。
其主要应用领域包括:1.石油和化工行业:阴极保护常用于石油储罐、石油管道、石油设备等的腐蚀保护。
2.水处理行业:阴极保护可应用于水质处理设备、给水管道等的腐蚀保护。
3.海洋工程:由于海洋环境的高盐度和潮湿程度,金属结构容易受到腐蚀,阴极保护可以有效延长金属结构的使用寿命。
4.铁路和桥梁工程:阴极保护广泛应用于铁路桥梁、隧道、障碍等的腐蚀保护,可以减少维修和更换的频率。
阴极保护防腐的实施方法阴极保护防腐的实施通常涉及以下几个关键步骤:1.设计阴极保护系统:在进行阴极保护防腐之前,需要进行相关的设计计算,包括金属结构的阳极和阴极位置的确定、电极材料的选择等。
2.安装阳极系统:阳极是阴极保护系统中负责释放电流的部分,常见的阳极材料包括铝、锌和镁等,通过将阳极安装在金属结构表面或周围的土壤中,以确保电流正常传输。
3.连接阳极与金属结构:阳极与金属结构之间需要建立电气连接,通常采用导线、连接件等进行连接,并确保连接牢固可靠。
4.监测阴极保护系统:为了确保阴极保护系统能够正常工作,需要进行定期的监测和测试,如测量金属结构的电位、电流和电阻等参数。
5.维护和维修:根据监测结果,及时对阴极保护系统进行维护和维修,包括更换阳极、修复连接等。
海洋工程中的防腐技术研究
海洋工程中的防腐技术研究海洋,占据着地球表面的大部分区域,蕴含着丰富的资源和巨大的经济潜力。
随着人类对海洋的探索和开发不断深入,海洋工程逐渐成为了重要的领域。
然而,海洋环境极为苛刻,具有高湿度、高盐度、强腐蚀性等特点,这给海洋工程设施带来了严峻的腐蚀挑战。
为了确保海洋工程的安全、可靠和长期运行,防腐技术的研究和应用显得尤为关键。
一、海洋环境对工程设施的腐蚀影响海洋环境中的腐蚀因素众多。
首先是海水本身,其富含的氯离子能够穿透金属表面的氧化膜,引发点蚀和缝隙腐蚀。
其次,海洋生物的附着会形成局部缺氧环境,加速腐蚀进程。
再者,海浪的冲击、海流的冲刷以及温度和压力的变化都会对工程设施造成机械损伤,使得腐蚀更容易发生。
在海洋工程中,常见的受腐蚀设施包括海上石油平台、港口码头、船舶以及海底管道等。
这些设施一旦遭受严重腐蚀,不仅会影响其正常功能,还可能导致泄漏、倒塌等重大安全事故,造成巨大的经济损失和环境污染。
二、常见的海洋防腐技术1、涂层防护涂层防护是应用最为广泛的防腐方法之一。
通过在金属表面涂覆一层具有良好耐腐蚀性、附着力和阻隔性能的涂层,可以有效地阻止海水、氧气和其他腐蚀性物质与金属接触。
常见的涂层材料包括环氧涂料、聚氨酯涂料和氟碳涂料等。
为了提高涂层的防护效果,常常采用多层涂覆的方式,并在施工过程中严格控制表面处理质量和涂层厚度。
2、阴极保护阴极保护是一种通过向被保护金属结构施加阴极电流,使其电位负移至免蚀区,从而抑制腐蚀的电化学保护方法。
分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种。
牺牲阳极通常采用锌、铝等活泼金属,它们在海水中优先溶解,为被保护结构提供阴极电流。
外加电流阴极保护则通过直流电源和辅助阳极向被保护结构提供阴极电流。
3、耐蚀材料的应用选用耐蚀性能良好的材料是预防腐蚀的根本措施之一。
例如,不锈钢、钛合金和镍基合金等在海洋环境中具有较好的耐蚀性。
但由于成本较高,这些材料往往只用于关键部位或对耐蚀性要求极高的场合。
海洋平台的腐蚀及
涂层保护
涂层保护是海洋平台防腐的主要手段之一,通过在平台表面涂覆防腐蚀涂层,隔离 平台与海水,降低腐蚀介质与平台的接触,从而减缓腐蚀速率。
常用的涂层材料包括有机涂层和无机涂层,如油漆、防腐涂料等。这些涂层材料应 具有良好的耐腐蚀性、耐磨性、附着力和抗冲击性能。
涂层保护的关键在于涂层的完整性和连续性,应定期检查涂层的破损和剥落情况, 及时进行修复和重新涂覆。
性。
展望
随着科技的不断进步和研究的深入,相信未来对海洋平台腐蚀的认识将更加深入,防腐 技术和措施将更加成熟和有效,为保障海洋平台的安全和稳定运行提供更加可靠的保障。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
数据分析与预测
通过对大量监测数据的分析,建立腐 蚀预测模型,实现对平台腐蚀发展趋 势的预测,为预防性维护提供支持。
06 结论与建议
总结海洋平台腐蚀的研究现状与挑战
现状
目前对海洋平台腐蚀的研究已经取得了一定的成果,但仍然面临许多挑战,如腐蚀机理的复杂性、腐蚀环境的恶 劣性、腐蚀监测的困难性等。
挑战
在役平台的再评估与修复技术
结构健康监测
利用无损检测和结构健康监测技术,对在役平台进行定期检 测和评估,及时发现腐蚀等损伤,为修复提供依据。
修复技术
研究和发展高效、环保的修复技术,如电化学修复、微生物 修复等,对已腐蚀部位进行修复,恢复平台性能。
智能化与远程监控技术的应用
智能化监测系统
研发智能化监测系统,利用物联网、 大数据等技术,实时监测平台的腐蚀 状况,实现远程监控和预警。
防污与防生物附着的维护需要定期检查和清洁平台表面,及时去除附着 的生物和污垢,保持平台的清洁和良好的工作状态。
05 海洋平台腐蚀的未来研究 方向
海洋环境下建筑钢结构腐蚀原因及防治方法
海洋环境下建筑钢结构腐蚀原因及防治方法1. 摘要本文档主要分析了海洋环境下建筑钢结构腐蚀的原因,并提出了相应的防治方法。
在海洋环境中,钢结构建筑面临着更为严峻的腐蚀挑战,这主要是由于海水中的盐分、湿度以及氧气等引起的。
本文档旨在提供一份全面的指南,以帮助工程师和建筑师了解和防止海洋环境下的钢结构腐蚀问题。
2. 腐蚀原因分析2.1 盐分的影响海洋环境中,盐分是导致钢结构腐蚀的主要原因之一。
盐分能够增加钢铁表面的电化学活性,形成原电池,从而加速腐蚀过程。
2.2 湿度海洋环境通常伴随着高湿度,钢铁在潮湿的环境中更容易腐蚀。
湿度能够提供钢铁腐蚀所需的水分,加速腐蚀过程。
2.3 氧气海洋环境中的氧气是钢结构腐蚀的另一个关键因素。
氧气能够参与钢铁表面的电化学反应,从而加速腐蚀。
2.4 微生物海洋环境中的微生物也可能导致钢结构腐蚀。
例如,铁细菌能够利用钢铁表面的铁元素进行代谢,从而导致钢铁的腐蚀。
3. 防治方法针对上述腐蚀原因,我们可以采取以下防治方法:3.1 涂层保护涂层保护是一种常见的防腐方法,可以通过在钢铁表面涂覆一层防护材料,如涂料、油脂或者塑料,来隔绝钢铁与海洋环境的直接接触,从而防止腐蚀。
3.2 阴极保护阴极保护是一种通过施加外部电流,使钢铁表面成为电解质溶液中的阴极,从而减缓腐蚀速度的方法。
3.3 合金设计选择合适的合金材料,能够提高钢结构的耐腐蚀性能。
例如,不锈钢和镀锌钢等材料具有较好的耐腐蚀性。
3.4 结构优化通过优化钢结构的设计,减少结构的暴露面积,可以降低腐蚀的风险。
4. 结论海洋环境下的建筑钢结构面临着严峻的腐蚀挑战。
通过了解腐蚀原因,并采取有效的防治方法,我们可以显著提高钢结构建筑的使用寿命和安全性。
本文档提供了一份全面的指南,以帮助工程师和建筑师应对海洋环境下的钢结构腐蚀问题。
阴极保护在海洋平台上的应用_曹永升
化学工程与装备 2013年 第8期180 Chemical Engineering & Equipment 2013年8月阴极保护在海洋平台上的应用曹永升,史勋汉,孙为志,王 沙,赵 晨(海洋石油工程股份有限公司,天津 300451)摘 要:本文通过分析对海洋平台所处环境的分析以及阴极保护的工作原理介绍,研究了阴极保护在海洋平台的腐蚀防护中的应用,分析了两种阴极保护的特点及其在海洋平台防腐工作中的应用情况和取得的效果。
关键词:阴极保护;海洋平台;腐蚀;防腐1 概述海洋平台是海上石油开采的主要装置。
随着海洋石油开发逐步向深海迈进,海洋平台的体积也逐渐加大,结构日趋复杂,投资日益增高。
并且海洋平台及其辅助设施都是由复杂的钢结构组成,长期受到海洋环境中着海水的侵蚀。
因此,如何加强平台结构的腐蚀防护、有效地控制平台钢结构的腐蚀,提高其使用寿命、保障生产运行的安全成为人们关注的焦点。
而阴极保护作为一种腐蚀防护方式,已广泛应用于各种环境的金属防腐实践中,这其中也包括海洋平台的腐蚀与防护。
2 阴极保护原理阴极保护其实质是对阴极金属进行保护,防止金属结构的腐蚀。
通常我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。
腐蚀的危害性极大,世界上每年生产的钢铁中约有10%的钢铁因腐蚀而变成铁锈,大约30%的钢铁设备因为腐蚀而损坏。
这样不仅造成了极大的材料浪费,还会导致停产、人生伤害和环境污染等严重的生产事故。
据统计,有些国家由于金属的腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2~4%。
金属腐蚀发生的根本原因是金属热力学性质上的不稳定性造成的,即金属本身较其他某些化合物(如氧化物,氢氧化物,盐等)原子处于较高的自由能状态,使得金属极易失去电子而被氧化,这种倾向在相应条件具备时,就会发生金属由单质向化合物的转化,即发生了腐蚀。
金属和金属的腐蚀主要是化学作用或电化学作用引起的,有时还包含了机械作用﹑物理作用及生物作用。
海洋平台的腐蚀及防腐技术
腐蚀原理
海洋平台腐蚀的主要原因是电化 学、化学反应和生物侵蚀等。
电化学腐蚀是由于海洋平台结构材料与海水、海洋生物等接触,形成原电池反 应,导致金属腐蚀。这种腐蚀在海洋平台中最为普遍,严重时可能导致平台结 构削弱。
化学反应腐蚀主要是由于海洋平台结构材料与海水、盐分等化学物质发生反应, 导致腐蚀。例如,钢铁材质的海洋平台在海水中会发生氧化反应,形成铁锈, 导致结构材料的腐蚀。
挑战与机遇
当前,微生物腐蚀及防腐技术的研究仍面临着一系列的挑战。首先,微生物腐 蚀的机制尚不完全清楚,需要进一步深入研究;其次,现有防腐技术的效果还 需要进一步提高,以满足更为严苛的防腐要求;此外,新型防腐技也带来了诸多机遇。随着环境保护意识的 提高和绿色可持续发展的要求,对于环保型防腐技术的需求不断增加。例如, 生物防腐剂和生物防护技术的发展前景十分广阔。此外,随着材料科学和纳米 技术的快速发展,新型防腐材料的研发和应用也将为微生物腐蚀及防腐技术的 发展带来新的机遇。
2、化学方法
化学方法主要包括使用缓蚀剂和杀菌剂。缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀的物 质,如亚硝酸盐、铬酸盐等。杀菌剂则用于消灭海洋生物,防止生物污损引起 的腐蚀。然而,这些化学物质有可能对海洋生态系统造成负面影响,因此需要 慎重使用。
3、生物方法
生物方法主要利用某些生物的耐腐蚀特性,如海藻、珊瑚等,以降低海水的腐 蚀性。此外,生物污损也可以形成保护层,提高金属的耐腐蚀性能。生物方法 具有环保性和长效性,但需要充分考虑生物生态平衡以及不同生物对不同材料 的适应性。
未来展望
随着科技的不断进步,海洋环境腐蚀控制技术将迎来更多的发展机遇。新型材 料和涂层技术的研发将为海洋腐蚀控制提供更多选择。此外,智能防腐技术也 将成为未来的研究热点,包括智能涂层、自修复材料等。同时,随着海洋工程 的发展,针对深海和极地等特殊环境的腐蚀控制技术也将得到进一步研究和发 展。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理在阴极保护技术中,牺牲阳极是一种常见的阴极保护原理。
牺牲阳极阴极保护是利用一种更容易腐蚀的金属来代替受保护金属作为阳极,从而保护受保护金属不受腐蚀。
在这种原理下,受保护金属成为阴极,而牺牲阳极则成为阳极,通过电化学反应来保护受保护金属。
牺牲阳极阴极保护原理的关键在于牺牲阳极材料的选择。
通常情况下,牺牲阳极材料应该具有更负的标准电极电势,以便能够更容易地被氧化。
常用的牺牲阳极材料包括锌、铝、镁等。
这些金属在自然环境中更容易被氧化,因此可以更好地保护受保护金属。
牺牲阳极阴极保护原理的工作原理是通过在受保护金属表面形成一个保护性的氧化膜,阻止了金属的继续腐蚀。
当牺牲阳极被氧化时,产生的电子通过外部电路流向受保护金属,使其成为阴极,从而减缓受保护金属的腐蚀速度。
这样,牺牲阳极不断被腐蚀,而受保护金属得到保护。
牺牲阳极阴极保护原理的应用非常广泛,特别是在海洋工程、管道、船舶和钢结构等领域。
在海洋工程中,海水中的氯离子容易引起金属腐蚀,而牺牲阳极可以有效地保护海洋结构。
在管道和船舶中,牺牲阳极也可以延长金属的使用寿命,减少维护成本。
然而,牺牲阳极阴极保护原理也存在一些问题。
首先,牺牲阳极需要定期更换,这会增加维护成本。
其次,牺牲阳极的性能受环境因素的影响较大,需要根据具体情况进行设计和选择。
最后,牺牲阳极的保护效果受到电流分布的影响,需要合理布置阳极以确保保护效果。
综上所述,牺牲阳极阴极保护原理是一种有效的防腐蚀技术,通过选择合适的牺牲阳极材料,可以有效地保护受保护金属不受腐蚀。
然而,在实际应用中需要注意材料选择、维护更换和电流分布等因素,以确保牺牲阳极阴极保护技术的有效性和可靠性。
外加电流阴极保护技术在海水管线防腐中的应用
关 键 词: 外加电流;阴极保护;柔性阳极;海洋腐蚀环境;FS 海水管线 PO
0 引 言
目前 ,F S 海水 管线最 常用 的防 腐手段 为 内部涂层 保护 ,但 这种方 法对于 海水 管线有其 致命 的 PO 缺点 ,一旦涂层 出现破 损 ,就会 出现 电化 学腐蚀 中常 见的 “ 阴极 小阳极 ”现 象 ,海水 中 的氯离子会 大 迅速在 破损 处形成 点蚀 ,造成 管线 穿孔 。而 由于 管线施工 需要 焊接 或安装 ,均 会造 成涂层 损坏 ,使其
常采 用 的有 效方法 是涂装 。
( )点蚀 2
点蚀又称 坑蚀和 小孔腐 蚀 。点蚀有 大有 小 ,一般情 况下 ,点蚀 的深 度要 比其 直径 大得 多。点蚀经 常发 生在表面 有钝化膜 或保 护膜 的金属上 ,由于金属 材料 中存在 缺陷 、杂质和 溶质 等的不 均一性 ,当 介质 中含有某 些活性 阴离子 ( C 一 如 1)时 ,这 些活性 阴离 子首先 被吸 附在金属 表面 某些 点上 ,从 而使
金属表 面钝化膜 发生破 坏 。 ( )缝 隙腐蚀 3
在 电解液 中 ,金属 与金属 或金属 与非金 属表 面之 间构成狭 窄 的缝 隙 ,缝 隙 内有 关物质 的移动 受到
5 卷 增刊 2 I 21 O 0年 1 2月
中
国
造
船
Vo . S e i l 1 1 5 p ca 2 De l c 20 0
S P HI BUI LDI NG OF CHI NA
文 章编 号 : 10 —8 22 1)2630 0 04 8 (0 OS —5 -7
64 5
中
国
造
船
学 术 论 文
要 因素 ,温 度越高 腐蚀越 快 。 海水在 管 内是 流动 的,流速 越 高,越 容易 发生紊流 ,尤其是 含盐量及 含砂 量高 的海水 ,会加 剧管 系 的磨蚀和 腐蚀 :其 一对钢 管 内壁 形成较 大 的冲刷 作用力 ,会冲 刷掉金 属表 面的各 种保护 膜 ;其 二使 空气 中的氧扩 散到金 属表面 的流速 加快 ,使管壁 处 的氧 供应量 得到 充分保 证 ,因而 氧 的去 极化作 用一 直处 于高峰状 态 ,加 快 了电化学腐 蚀 ;其三流速 超过 一定极 限后 ,与海 水接触 的管 系表面 不断地 有空 气泡或 蒸汽泡 形成和破 灭 ,其冲 击压 力很大 ,形 成气蚀 ,加剧 电化学 腐蚀 。总之 ,海水流 速越 大 ,管 路腐蚀 也就越严 重 ,腐蚀 速度 与静止 状态 相 比,显著增 加 。 1 2 F S 海 水管线腐 蚀类 型与机 理 . P 0 ( )均匀腐 蚀 1 均匀 腐蚀是 指腐蚀 反应在金 属表 面上普 遍发 生 ,其腐蚀 速度 可 以用 重量减 小 、壁 厚变薄来 客观 度 量的一种 常见腐 蚀形 态 。F S P O海 水管 线外 壁在海 洋大气 区 ,管线 内壁相 当于 在海 水全 浸区 ,虽然 均 匀腐 蚀 比较 普遍 ,而且 平均速度 也 比较大 ,但 从技术观 点和 实际危 害性来 看 ,这类 腐蚀并 不重要 ,因 为设计 时往 往是根 据平均 腐蚀速 度和使 用寿 命计算 确定材 料裕量 ,而且在 防腐 维修上 也 比较 简单 ,通
十大海洋腐蚀防护技术
盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。
船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。
控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。
从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。
建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。
表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。
海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。
按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。
海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。
海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。
海洋工程重防腐技术
结论
本次演示介绍了海洋工程重防腐涂料的应用技术现状及发展分析。目前,海 洋工程重防腐涂料已广泛应用于船舶、港口设施、海洋平台等领域,并取得了良 好的防腐效果。然而,随着环保、节能和可持续发展的要求不断提高,海洋工程 重防腐涂料的应用技术仍需不断进步和创新。未来,开发环保、高性能、低能耗 的海洋工程重防腐涂料将成为研究的重要方向。
海洋工程重防腐技术
目录
01 引言
03
重防腐技术的定义和 原理
02 防腐技术的重要性 04 参考内容
引言
海洋工程是指利用海洋资源和环境条件,为人类开发、利用和保护海洋而开 展的一系列工程和技术活动。然而,海洋环境中的腐蚀问题一直是制约海洋工程 长期稳定发展的关键因素之一。因此,本次演示将重点探讨海洋工程重防腐技术 的重要性和未来发展趋势,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
2、研究方向与进展
目前,国内外针对海洋工程重防腐涂料的研究主要集中在以下几个方面:
(1)高性能涂料研发:研究开发耐候性、耐腐蚀性、耐生物侵蚀性更强的 涂料,以提高海洋工程设施的防腐寿命。
(2)涂层固化技术:探究更快速、更环保的涂层固化技术,以提高涂层的 施工效率和降低能耗。
(3)涂层维护与修复:研究涂层的维护与修复技术,以提高涂层的耐用性 和降低维护成本。
防腐技术的重要性
海洋工程中,防腐技术具有极其重要的作用。首先,海洋环境中的高盐、富 氧等条件使得钢铁等材料容易发生电化学腐蚀,进而影响结构物的安全性和稳定 性。其次,海洋工程中大量使用的石油、化工、天然气等设施也需要面对严重的 腐蚀问题,一旦发生泄漏将对环境造成严重危害。因此,防腐技术的合理应用对 于保障海洋工程的安全性和稳定性具有重要意义。
方法
海洋工程防腐系统优化设计的方法包括以下几个方面:
海洋腐蚀与防护技术研究
海洋腐蚀与防护技术研究海洋环境中是金属材料的最大敌人之一。
腐蚀问题是海洋工程设计和维护中不容忽视的问题。
海洋腐蚀严重影响工程的寿命和安全性。
为了保护海洋工程设备不被腐蚀损坏,必须在设计中以及维护中使用先进的防护措施和技术。
本文将介绍海洋腐蚀及防护技术的研究现状和应用现状。
一、海洋腐蚀机理以钢结构为例,海洋环境中的腐蚀可以分为电化学和化学腐蚀两类。
电化学腐蚀包括点蚀、流蚀、应力腐蚀开裂(SCC)等。
例子如下:1. 点蚀:钢结构表面局部出现的钝化现象,形成点蚀。
2. 流蚀:海流可以加剧金属表面的侵蚀。
3. 应力腐蚀开裂:由于应力作用,在一定介质条件下,金属材料发生开裂和腐蚀现象。
化学腐蚀包括海水对钢材的流失、蚀刻、酸化等等。
而海水腐蚀中最具有代表性的是在电池原理作用下的钝化腐蚀。
海洋里五大阳离子分别是氢离子(H+)、钠离子(Na+)、镁离子(Mg2+)、钾离子(K+)以及钙离子(Ca2+)。
钙离子、镁离子等离子体对海洋腐蚀起着相当重要的作用,不同离子的组合可以提高或降低腐蚀速率。
海水离子组成方面,北极海洋离子组成以氯化钠、镁离子、钙离子、硫酸根离子、碳酸根离子为主确定。
二、海洋腐蚀对海洋工程设备的影响海洋腐蚀削弱了海洋工程设备的耐用性和安全性。
如何限制海洋工程设备的腐蚀损害,也是海洋工程技术研究的重要领域。
海洋腐蚀对海洋工程设备的影响包括以下几个方面:1. 降低强度:钢结构被海洋腐蚀后,会逐渐失去其原有的耐用性能,强度逐渐降低,导致海洋工程设备的寿命变短。
2. 导致漏洞:腐蚀面积加大导致钢结构出现缺损等漏洞,还会加大应力集中程度,影响海洋工程设备的安全性。
3. 减小重量:腐蚀还会造成附加重量,影响特别显著,附加重量主要来自氧化膜和腐蚀产物。
发生在管路、容器中,管路阻力增加,容器受力加剧,对设备的浮力、越波、减震性能等产生不良影响。
4. 增加维护成本:为了保证设备的可靠运行,需要经常进行维护和修复。
海洋环境下的维护,成本会更加显著。
海底管道牺牲阳极阴极保护施工
水环境腐蚀主要包括海水、淡水两种。
水环境腐蚀是金属材料自然环境腐蚀中的重要类型。
随着海洋开发利用,各种舰船、海上采油平台、港口设施、水下输送管道的大量增加,海洋腐蚀问题日益突出。
水工金属结构是水电站、水库、水闸、船闸等水工建筑物的重要组成部分。
水工金属构筑物主要包括闸门、钢管、拦污栅、各种埋件、清理机和启用机等,它们都是大中型水利水电工程常有的设施,由于其所处环境恶劣,长期受气候变化、日光照射、干湿交替、高速水流冲击或其他环境因素影响,很容易产生腐蚀,使水工金属结构的承载能力显著降低,严重影响水利工程的安全,在维修防护上消耗了大量的人力、物力和财力。
因此,采取有效措施控制水环境腐蚀、延长设备使用寿命具有很重要的现实意义。
作为海上油气运输的大动脉,海底管线发挥着越来越重要的作用。
海底管线腐蚀是指管线金属材料表面与环境介质发生化学和电化学作用,引起表面损伤或晶体破坏等的现象和过程,是海底管线破坏的主要因素之一。
腐蚀严重影响海底管线的使用寿命,使其损坏率逐年增大,泄漏和断裂破坏事故逐渐增多。
海底管线一般采用钢质管道,耐腐蚀性较差,修复难度极大且费用较大。
因此,有效防护海底管线的腐蚀、延长海底管线的使用寿命就显得非常重要。
海底管线腐蚀后,管壁整体或局部变薄,强度降低或发生应力集中,严重时造成管壁穿孔或破坏,导致海底管线不能正常输送,甚至导致海洋环境污染。
海底管线所处环境恶劣,其腐蚀破坏具有很大的随机性和偶然性。
由于海底管线所处环境恶劣,很容易受到腐蚀损伤,因而对其进行腐蚀防护非常必要。
此外,由于海洋潮汐流动所造成的不稳定性,对管道的自体强度要求较高。
海底管线外涂层应根据管线所处的不同海洋环境采用不同的涂层。
电化学阴极保护是通过电流的保护使海底管线处于阴极低电位,在阴极极化作用下受到保护。
牺牲阳极的阴极保护对防止管外腐蚀效果非常明显。
因此,海底管线一般采用牺牲阳极保护作为二次保护。
十大海洋腐蚀防护技术
盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。
船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。
控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。
从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。
建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。
表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。
海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。
按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。
海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。
海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。
海洋腐蚀与防护
海洋防腐需要注意哪几方面
通常 ,金属构件在海洋飞溅区(指风浪、潮汐等激起
的海浪、飞沫溅散到的区域)的全面腐蚀速率最高。 防止海洋腐蚀的措施除正确设计金属构件、合理选材 外,通常有以下几种: ①采用厚浆型重防式涂料。 ②对重点部件采用耐腐蚀材料包套。 ③设计构件时要考虑到足够的腐蚀裕量。 ④根据电化学腐蚀原理,采用牺牲阳极。
一种悄悄进行的破坏,但它的破坏力比地震、火灾、水灾、 台风等自然灾害所造成损失更为严重。世界各国对腐蚀工
占国民经济生产总值的2%-4%。1969年英国因腐蚀而造成 的损失为13.65 2001年的腐蚀直接损失为国 民生产总值的3.1% 约合2760亿美元。这一调查结果当时 机械、化工、基础建设、水利和军事设施等典型的行业和 5000 占GDP的5%。腐蚀所造成的经济损失除直接损失外还包括 停工停产、设备维修、产品降级、效率降低等一系列间接 损失。
陈淼
什么叫海洋腐蚀
金属构件在海洋环境中发生的腐蚀。海洋环境是一种
复杂的腐蚀环境。在这种环境中,海水本身是一种强 的腐蚀介质,同时波、浪、潮、流又对金属构件产生 低频往复应力和冲击,加上海洋微生物、附着生物及 它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加 速作用。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。此外,还有低频腐蚀疲劳、应力腐蚀及 微生物腐蚀等 。
法,也可将两者 分开,复盖层保护钢桩平均低潮位线 以上部位,而阴极保护用于保护水下部位。就阴极保 护而言,以前采用外加电流系统为多,从2O世纪80年 代以来采用铝台金牺牲阳极保护的港口码头数量日益 增多。
选取阴极保护所受制约因素
主要受以下几方面因素制约: (1)保护系统的可靠性; (2)相邻结构的影响; (3)保护电流需要量; (4)被保护结构的复杂性; (5)结构设计使用寿命; (6)被保护结构所处的环境条件等。
海洋耐蚀材料性能汇总
海洋耐蚀材料性能汇总海洋材料的腐蚀问题涉及生物学、电化学、材料学等多门学科,是一项非常复杂的研究工作。
海洋腐蚀的电化学过程、海洋防腐蚀材料的应用及研究进展想必是大家最想了解的问题。
由于海洋环境苛刻、海水对材料腐蚀严重、海洋生物加剧腐蚀进行、深海环境下水压过强、海洋设备尺寸巨大等多方面因素影响,海洋产业因此受到极大限制,海洋新材料的研发和应用是目前须解决的首要问题。
海水腐蚀的特点1、海水中的氯离子等卤素离子能阻碍和破坏金属的钝化,海水腐蚀的阳极过程较易进行。
2、海水腐蚀的阴极去极化剂是氧,阴极过程是腐蚀反应的控制性环节。
一切有利于供氧的条件,如海浪、飞溅、增加流速,都会促进氧的阴极去极化反应,加速金属的腐蚀。
3.海水腐蚀的电阻延迟很小,异种金属的接触会引起显著的腐蚀效应。
影响腐蚀的海水环境因素1、温度的影响从动力学方面考虑,海水温度升高,会加速阴极和阳极过程的反应速度。
但海水温度变化会使其他环境因素随之变化。
海水温度升高,氧的扩散速度加快,这将促进腐蚀过程进行。
另一方面,海水温度升高,海水中氧的溶解度降低,同时促进保护性钙质水垢生成,这又会减缓金属在海水中的腐蚀。
2、溶解氧的影响溶解氧对铁腐蚀的影响更大。
氧气是金属电化学腐蚀中阴极反应的去极化剂。
对于碳钢、低合金钢等在海水中不钝化的金属,海水含氧量的增加会加速阴极去极化过程,增加金属的腐蚀速率;对于那些依靠表面钝化膜来提高耐蚀性的金属,如铝和不锈钢,氧含量的增加有利于钝化膜的形成和修复,提高了钝化膜的稳定性,降低了点蚀和缝隙腐蚀的倾向。
3、盐度的影响水中含盐量直接影响到水的电导率和含氧量,因此必然对腐蚀产生影响。
随着水中含盐量增加,水的电导率增加而含氧量降低,所以在某一含盐量时将存在一个腐蚀速度的最大值。
海水的含盐量刚好为腐蚀速度最大时所对应的含盐量。
4、pH的影响一般说来,海水的 pH 值升高,有利于抑制海水对钢的腐蚀。
在施加阴极保护时,阴极表面处海水 pH 值升高,很容易形成碳酸钙水垢这种沉积层,这对阴极保护是有利的。
海洋环境腐蚀规律及控制技术
海洋环境腐蚀规律及控制技术日期:2005-3-28作者:侯保荣中国工程院院士、中科院海洋所研究员阅读:156一、海洋环境腐蚀研究的意义随着人口增加,资源匮乏和环境恶化,人们越来越深刻地认识到,浩瀚的海洋是人类生命源泉、资源宝库和环境调节器。
自人类有文明史以来,从“兴渔盐之利”、“行舟楫之便”的传统海洋产业的开发,到今天海上运输、深海采矿、港口码头、油气开发、海洋生物技术等新兴海洋产业的兴起,人类对海洋的开发利用逐步走向深入,海洋开发的规模不断扩大,但是海洋环境又是一个腐蚀性很强的灾害环境,各种材料在海洋环境中极易发生劣化破坏,腐蚀损失包括直接损失和间接损失两大类,它是一种悄悄在进行的破坏,世界各国每年因腐蚀造成的直接经济损失约占其国民生产总值的2%- 4%,其破坏力之大令人震惊!其中海洋腐蚀的损失约占总腐蚀的1/3。
美国早在1949年就曾经做过全国腐蚀调查,2001年调查结果表明,1998年美国每年因腐蚀带来的直接经济损失达2 760亿美元,占国民生产总值的3.1 %,其他国家像英国、日本、德国、印度、原苏联、法国等也都做过类似的调查。
2003年我国国内生产总值突破11万亿元人民币大关,以此推算,去年我国腐蚀损失约为4000亿元人民币,其灾害性事故隐患也是严峻的。
尽管如此,如果我们的防护工作做得好,其中25% ~ 4 0%的损失可以得到有效避免。
二、海洋环境因素与海洋腐蚀规律海洋腐蚀环境研究主要是从环境角度来考察海洋环境对材料的的腐蚀能力问题。
海水不仅是盐度在32‰~37‰,pH值在8~8.2之间的天然强电解质溶液,更是一个含有悬浮泥沙、溶解的气体、生物以及腐败的有机物的复杂体系。
影响海水腐蚀的有化学因素、物理因素和生物因素等三类,而且其影响常常是相互关联的,不但对不同的金属影响不一样,就是在同一海域对同一金属的影响也因金属在海水环境中的部位不同而异。
海洋腐蚀环境一般分为海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区和海泥区五个腐蚀区带。
海洋环境腐蚀规律及控制技术
海洋环境腐蚀规律及控制技术日期:2005-3-28作者:侯保荣中国工程院院士、中科院海洋所研究员阅读:156一、海洋环境腐蚀研究的意义随着人口增加,资源匮乏和环境恶化,人们越来越深刻地认识到,浩瀚的海洋是人类生命源泉、资源宝库和环境调节器。
自人类有文明史以来,从“兴渔盐之利”、“行舟楫之便”的传统海洋产业的开发,到今天海上运输、深海采矿、港口码头、油气开发、海洋生物技术等新兴海洋产业的兴起,人类对海洋的开发利用逐步走向深入,海洋开发的规模不断扩大,但是海洋环境又是一个腐蚀性很强的灾害环境,各种材料在海洋环境中极易发生劣化破坏,腐蚀损失包括直接损失和间接损失两大类,它是一种悄悄在进行的破坏,世界各国每年因腐蚀造成的直接经济损失约占其国民生产总值的2%- 4%,其破坏力之大令人震惊!其中海洋腐蚀的损失约占总腐蚀的1/3。
美国早在1949年就曾经做过全国腐蚀调查,2001年调查结果表明,1998年美国每年因腐蚀带来的直接经济损失达2 760亿美元,占国民生产总值的3.1 %,其他国家像英国、日本、德国、印度、原苏联、法国等也都做过类似的调查。
2003年我国国内生产总值突破11万亿元人民币大关,以此推算,去年我国腐蚀损失约为4000亿元人民币,其灾害性事故隐患也是严峻的。
尽管如此,如果我们的防护工作做得好,其中25% ~ 4 0%的损失可以得到有效避免。
二、海洋环境因素与海洋腐蚀规律海洋腐蚀环境研究主要是从环境角度来考察海洋环境对材料的的腐蚀能力问题。
海水不仅是盐度在32‰~37‰,pH值在8~8.2之间的天然强电解质溶液,更是一个含有悬浮泥沙、溶解的气体、生物以及腐败的有机物的复杂体系。
影响海水腐蚀的有化学因素、物理因素和生物因素等三类,而且其影响常常是相互关联的,不但对不同的金属影响不一样,就是在同一海域对同一金属的影响也因金属在海水环境中的部位不同而异。
海洋腐蚀环境一般分为海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区和海泥区五个腐蚀区带。
关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析
关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析1. 引言1.1 研究背景海洋工程结构与船舶防腐技术是现代海洋工程领域中的重要课题。
随着海洋经济的快速发展和海洋资源的广泛利用,海洋工程结构和船舶在海水中长期使用的情况下容易出现腐蚀问题。
海水中含有大量的氯离子、硫化物等腐蚀物质,加上海水中的氧气和微生物的作用,造成了海洋环境对金属结构和船体的腐蚀破坏。
开展海洋工程结构与船舶防腐技术的研究具有重要的现实意义和应用价值。
为了延长海洋工程结构和船舶的使用寿命,保障海洋工程和船舶的安全运行,必须采取一系列有效的防腐技术措施。
涂层防护技术、阴极保护技术、材料防腐技术等是目前应用较广泛的防腐技术手段。
通过对海洋工程结构的腐蚀特点进行全面深入的分析和研究,并结合最新的防腐技术发展趋势,可以为提升海洋工程结构与船舶的防腐性能提供有效的技术支撑。
的理论研究和实践探索,为海洋工程结构和船舶防腐技术的改进与发展提供了重要的参考和借鉴。
1.2 研究意义海洋工程结构与船舶防腐技术在当今社会发挥着重要的作用,其研究意义主要体现在以下几个方面:第一,海洋工程结构与船舶是重要的海洋资源开发和利用载体,其防腐技术直接影响到海洋资源的开发效率和可持续利用。
通过研究海洋工程结构与船舶的腐蚀特点和防腐技术,可以优化设计方案,提高设备的耐腐蚀能力,延长使用寿命,从而更好地保护海洋环境和资源。
第二,海洋环境的腐蚀性很强,海水中各种盐类、微生物和化学物质会对海洋工程结构与船舶材料产生腐蚀破坏。
研究海洋工程结构与船舶防腐技术可以帮助我们更好地了解海洋环境对材料的影响,为选择合适的防腐材料和技术提供依据。
2. 正文2.1 海洋工程结构的腐蚀特点分析海洋工程结构在海洋环境中长期使用,会受到海水、海气、海浪等多种环境因素的影响,从而导致腐蚀。
海洋工程结构的腐蚀特点主要表现在以下几个方面:1. 海水中含有大量的氯离子和硫化物,这些物质会对金属结构产生腐蚀作用。
尤其是在海水中存在微生物,它们会附着在金属表面形成生物膜,加速金属的腐蚀过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
云南阴极保护中的海洋腐蚀1 海水性质海水中是最丰富的天然电解质溶液,通常海水中的含盐量为3.2~3.75%(港口因有淡水稀释,盐度可能低达1.0%),海水中的pH 值为8~8.2之间。
在海水中影响金属腐蚀的因素可分为化学因素、物理因素和生物因素三大类,这些因素是互相关联且互相有影响的。
在海水中影响腐蚀的因素2 腐蚀环境分区海洋环境的腐蚀情况可分五大区,即海上大气区、飞溅区(或飞沫区)、潮差区、全浸区和海底土壤区五部分。
1)海上大气区:指高出海平面2米以上的部分,波浪打不到,潮水不能淹没的地方。
它的腐蚀因素虽然和内陆的大气腐蚀相类似(如空气中的氧气和日光等),但海上的湿度通常高于大陆,还存在着“气溶胶”形式的盐雾(见上节),故其腐蚀环境比一般的大气腐蚀要严重些。
钢铁腐蚀速度约为20~70微米/年(荷兰)。
化学因素物理因素 生物因素溶解的气体 氧气 二氧化碳 化学平衡 盐含量(氯离子,溴离子和碘离子,硫酸根离子,镁离子等) pH 值碳酸盐溶解状况流动速度 气泡海水中悬浮物 冲击和划伤 温度压力 风力污损生物 藻类藤壶等附着动物 海中植物的生活 产生氧气 消耗二氧化碳 海中动物的生活 消耗氧气 发生二氧化碳 海中微生物的生活 产生硫化氢 产生有机酸2)飞溅区(飞沫区):指高出海平面0~2米的部分,经常受海水波浪飞沫冲击的地区。
由于在飞溅区,氧气的供应十分充足,氧气的去极化作用促进了钢的腐蚀,同时,浪花的冲击有力地破坏了保护膜(干湿交替),故此处是腐蚀最严重的部分(图中的第一最大值)。
碳钢的平均腐蚀速度可达500微米/年,约为全浸区的5倍。
3)潮差区:即在涨潮时浸在水下,在落潮时在水线上的地区。
从理论上说,海水平面由于氧气的供应不均匀,在水面上下造成了氧气浓差,水线上下形成大型的氧气浓差电池。
空气中部分氧气供应最充分,故为阴极,受到保护,腐蚀较小(曲线中的极小值);恰好浸在海水线下的部分为阳极,腐蚀极其严重(图中的第二极大值)。
但因海浪和风的冲击,干湿边界瞬即变化,故总的来说,这部分(从海平面到海平面下约1米的地方)也是腐蚀比较严重的地区之一。
钢铁腐蚀速度可达120~270微米/年(荷兰)。
4)全浸区:这部分的腐蚀受到海中溶解氧气,盐浓度,流速,水温,海生物,pH值和流砂的影响,它又可分为三个区域:①浅海区。
为自海面至海平面下50米处,因溶解氧气浓度较高,故腐蚀较严重。
②中等深度区。
为海平面下50~200米处,腐蚀程度中等。
③深海区。
为海平面下200米以上,因溶解氧气浓度较低,故程度较小。
此三区的钢材平均腐蚀速度为26~90微米/年。
5)海底土壤区:受到细菌腐蚀及污染的土壤堆积腐蚀,腐蚀情况比较和缓。
钢材腐蚀速度为15微米/年。
3 腐蚀类型3.1 海洋环境中金属的局部腐蚀3.1.1 点蚀点蚀又称孔蚀,是在金属表面产生小孔的一种局部腐蚀形态。
点蚀的形成可以被划分为三阶段:①可溶性杂质的溶解,而留下微型空腔;②氯离子在择优的几何条件下(例如空腔有足够的深度),在微型空腔中聚集(点蚀酝酿阶段);③点蚀的引发和生长阶段。
3.1.2 缝隙腐蚀浸在海水中(或其他腐蚀介质中)的金属表面上,在缝隙和其他隐蔽的区域内常常发生强烈的局部腐蚀,称为缝隙腐蚀缝隙腐蚀和点蚀的相互关系:通常,缝隙腐蚀所引起的危害比点蚀更大。
与点蚀相比较,在同样条件下,缝隙腐蚀可能有更大的腐蚀电位差,或者有更强的腐蚀电流密度。
3.1.3 流动腐蚀、冲刷腐蚀和空蚀海水流动一方面使溶存氧含量增高,另一方面能冲刷损伤金属的保护膜。
因此,在流动的方向和速度不变时,管道腐蚀不大,而在水流被迫改变方向时(如弯头或三通处)则因受到冲击,故腐蚀也比较严重。
在湍流状态,腐蚀也比层流区严重。
空蚀是空泡腐蚀的简称,有时也称泡蚀。
3.1.4 电偶腐蚀当两种不同金属浸在腐蚀性溶液中,两种金属之间通常存在着电位差(又称电压),若这两种金属互相接触(或用导线接通),这种电位差就会驱动电子在它们之间流动。
此种耐蚀性较差的(贱金属),在接触后的腐蚀速度增加(此金属成为阳极);耐蚀性较强的金属(贵金属),则腐蚀速度下降(此金属成为阴极)。
因这类腐蚀形态涉及到电流和不同的金属,故称为电偶腐蚀,又称双金属腐蚀。
3.1.5 电解腐蚀(电蚀)电蚀和电偶腐蚀的区别:电解腐蚀通常被简称为电腐蚀或电蚀,它和电偶腐蚀不同,是外来电源供应的电流引起的腐蚀。
这种腐蚀的驱动力——电流——通常是无意中形成的,是安装不正确的电路中发散出来的(例如,接地不正确),通常称为杂散电流。
故电蚀又可称为杂散电流腐蚀。
不管同种金属还是异种金属,都可以发生电蚀,而且,这种杂散电流还可能克服电偶腐蚀电流,从而迫使在正常条件下不会发生腐蚀的贵金属也会发生腐蚀。
3.1.5 合金选择腐蚀合金选择腐蚀又称为选择性腐蚀或选择性浸出,它是由于腐蚀作用而从一种固体合金中只除去其中一种元素的过程。
3.1.6 应力腐蚀开裂稳态时的张应力和特种腐蚀介质的共同作用所引起的某些金属的开裂,叫做应力腐蚀开裂(简而言之,应力腐蚀开裂是应力和腐蚀的联合作用而引起的开裂)。
可能发生应力腐蚀开裂的应力总是低于这种金属在正常条件下发生断裂所需要的应力,就是低于金属的抗断强度。
点蚀或缝隙腐蚀是引起应力集中常见原因,锐角处也常成为开裂扩大的起点。
3.1.7 氢脆氢脆的原因是氢原子扩散进入金属结构,氢溶解在金属中而生成脆性的氢化物。
氢脆易于引起应力腐蚀开裂,也有人把它叫做氢脆开裂,以区别于阳极性应力腐蚀开裂。
3.1.8 晶间腐蚀晶间腐蚀是应力腐蚀开裂的原因之一,它还可以使合金碎裂、片状脱落或丧失强度。
晶间腐蚀不易察觉,所以它是许多灾难性事故的常见原因。
晶间腐蚀是由晶界的杂质,或晶界区某一合金元素增多或减少而引起的。
为防止晶间腐蚀,可以在使不锈钢中的碳含量降到0.03%以下(愈低愈好),或在不锈钢中添加易于和碳反应的稳定剂元素,如铌和钛等,或使用固溶淬火法,即加热到1066—1121℃,然后用水淬火,可减少晶间腐蚀的危险。
3.1.9 振磨腐蚀两固体材料之间互相接触的表面,由于振动和滑动使金属表面的保护膜损伤,所引起的腐蚀称为振磨腐蚀。
涂布防锈润滑油,提高光洁度和滑性,降低磨擦力,避免振动,提高金属的耐磨性、硬度和韧性等方法都能减少或避免振磨腐蚀。
3.2 海洋环境中金属的疲劳腐蚀金属在交变的循环应力(如拉伸应力和压缩应力的交替进行)作用下发生破裂的倾向,通常称为“疲劳”。
在存在腐蚀介质时,材料的抗疲劳性能就会下降,这就是腐蚀疲劳。
在海水或其他水溶液中,引发腐蚀疲劳开裂的起点大致上有4类:①点蚀。
点蚀孔易于成为开裂的核心部分。
②严重形变区的材料的择优溶解。
因为形变区可成为局部阳极,未形变区成为阴极。
③金属表面的氧化物保护膜的韧性通常不如金属本身的韧性好,在曲折时易于开裂,这种开裂的裂缝处金属的腐蚀速度快,引起金属腐蚀疲劳开裂。
铝即使在空气中也没有腐蚀疲劳极限,而铜在海水中却有良好的抗腐蚀疲劳性能,就可能是因为铝液依靠氧化物膜保护,而铜却不是。
④金属表面吸附了污物,引起了表面能量降低,使微小的裂缝得以加速扩展。
4 各种材料在海洋环境中的腐蚀及防护4.1 常用的耐腐蚀材料4.1.1 分类表 2-1 常用的耐腐蚀材料分类耐腐蚀材料金属材料黑色金属铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢有色金属Al及其合金,Mg及其合金,Ag及其合金Ni及其合金,Ti及其合金,Ag及其合金稀贵金属Pt,Au,Ru,Rh,Pd,Zr,Hf,Ir及稀土等非金属材料无机非金属材料碳系:石墨、玻璃碳、碳纤维玻璃钢等硅酸盐体系:玻璃、陶瓷、水泥(混凝土)有机非金属材料塑料:热塑性塑料、热固性塑料橡胶:天然橡胶、合成橡胶涂料4.1.2 具有海洋抗腐蚀性能的阴极保护材料1、碳钢碳钢是指含碳量低于1.7%的铁-碳合金,可分为4类:工业纯铁,含碳量小于0.04%;低碳钢,含碳量在0.04%~0.25%之间;中碳钢,含碳量在0.25%~0.6%之间;高碳钢,含碳量大于0.6%。
钢铁在海水中或在实际工作环境中的腐蚀行为受到很多因素的影响,同一种刚在不同的环境中的腐蚀速度可以差别很大。
同一地区的海水对插入钢桩不同部位的腐蚀也不同。
飞溅区腐蚀最严重,这一地区供养充分,氧去极化作用强烈,浪花又易冲击破坏保护膜。
钢材在海水中还易受到生物腐蚀作用。
在海底泥浆区或被污染的海域,危害最大的就是硫酸盐还原菌,它能够使硫酸盐还原成腐蚀性极强的硫化氢和其他硫化物,从而加速钢材的腐蚀。
由于水泥具有很高的碱性,故新鲜水泥和钢接触时有助于防蚀;在钢材中,添加少量的P,Cu,Cr,Al等元素,能明显提高其耐蚀性。
2、不锈钢不锈钢的耐蚀性主要取决于其含铬量。
铬能与氧气快速反应形成一层氧化铬膜,能有效阻止氧气的进一步腐蚀。
不锈钢中的镍可提高不锈钢的耐酸性和耐蚀性。
3、铜与铜基合金在海洋环境中,铜与铜基合金常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和成分选择性腐蚀(如黄铜脱锌、白铜脱镍)等,此外,还会发生应力腐蚀和腐蚀疲劳。
在海水中,铜与铜合金有较好的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。
其中,白铜是耐海水腐蚀性最好的一类铜合金。
铜与铜基合金在海水中具有抗生物污损的能力。
4、镍与镍基合金虽然纯镍本身也有优良的耐蚀性,但仍和不锈钢一样又发生点蚀的可能性。
在镍基合金中,蒙乃尔、哈氏合金C和因科耐尔合金都是奶海洋腐蚀最好的结构材料。
镍和镍基合金在海洋气氛中有优异的耐腐蚀性,即使暴露20a 仍能保持金属光泽,在海水全浸区,其耐蚀性也十分优良。
它在焊缝区有晶间腐蚀的可能性,但低碳型合金和加银合金就能防止缝隙腐蚀。
5、铝及海洋级铝防锈铝在海洋潮汐区有较好的耐蚀性;工业纯铝、锻铝的耐蚀性较差;硬铝和超硬铝的包铝层起着牺牲阳极的作用,使基体受到保护,它们的点蚀深度、缝隙腐蚀深度随时间变化不大,暴露16年的点蚀深度小于防锈铝;在海水潮汐区,海生物污损对铝合金的腐蚀有明显影响,它能引起铝合金的局部腐蚀;镁、锰能提高铝合金在海水潮汐区的耐蚀性,硅明显降低铝的耐蚀性,铜严重损害铝的耐蚀性。
6、钛及钛合金钛及钛合金是目前所知材料中抗常温海水腐蚀性能最好的材料,即使在污染海水、热海水(<120℃)、海泥、流动海水中均具有良好的耐蚀性。
其优异的耐蚀性是由于它具有很好的自钝化性,当受到某种程度的破坏时,表面氧化膜或钝化膜可以很快自行修复。
7、其他晶态金属铅:铅不易被海水腐蚀,其腐蚀速度小于25 um/a。
若在表面涂以防蚀底漆和防污漆,则铅的防蚀性能会更加优良。
焊接合金:不管使用何种焊接合金,在焊接后都必须小心清除焊剂,因为任何一种焊剂与海水的联合作用,都将加速腐蚀。
8、无定形合金无定形合金是一种新材料,无定形结构是热力学的亚稳态结构,其局部腐蚀可能性小于结晶型结构。