海洋腐蚀及土壤腐蚀 PPT材料在各个环境的腐蚀
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海洋腐蚀与防护课件
PTC的优点
• 具有如下特点： • ①防腐蚀效果优异，有效防护效果达30年以上； • ②施工方便，表面处理简单，可带水作业；可适
用于任何形状结构物； • ③具有良好密闭性和抗冲击性能，质量轻，对结
构物几乎无附加载荷； • ④绿色环保，无毒无污染。
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6
海洋腐蚀的损失
• 海洋腐蚀的经济损失每年至少三千亿,并大幅递增。 腐蚀是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。世界各国对腐蚀工作都非常重视。据统
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
源、交通、建筑、机械、化工、基础建设、水利
所造成的损失学习可交流P达PT 5000
GDP的5%7 。
海洋腐蚀防护方法
• 当前，国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂 料保护，海水全浸区主要采用电化学保护，并且 取得了较好的保护效果。
• 针对国内一处名为海洋飞溅区海水冲刷比较严重 故采用PTC技术：
PTC技术采用了优良的缓蚀剂成分并采用了能隔 绝氧气的密封技术。PTC新型包覆防蚀系统由四层 紧密相连的保护层组成，即防蚀膏、防蚀带、聚 乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩。 防蚀膏和防蚀带作为防腐蚀保护材料涂抹、缠绕 在钢铁设施表面上；聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增 强玻璃钢防蚀学习保交流P护PT 罩作为外防护层包覆在钢铁设8
海洋腐蚀与防护学习交流PPT1学习交流PPT2
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3
什么叫海洋腐蚀
第五周 自然环境中的腐蚀
6
5
4
3
2
0 1.5
0.12 5
4.5 6
0.75
• 海水腐蚀的特点
(1)
(2)
(3)
(4)
由于海水导电性好，腐蚀电池中的欧姆电阻 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。 海水中含有大量氯离子，容易造成金属钝态 局部破坏。 碳钢在海水中发生吸氧腐蚀，凡是使氧极限 扩散电流密度增大的因素，如充气良好，流 速增大，都会使碳钢腐蚀速度增大。 海洋环境的腐蚀分为几个区域
2 特点 （1）干大气腐蚀：纯的化学作用，腐蚀速度小，破 坏性非常小。 （2）大气腐蚀发生在金属表面上存在的水膜中时， 由电化学腐蚀引起的。 ① 不同于金属沉浸在电解液中的电化学腐蚀 是吸氧腐蚀—不是析氢腐蚀 ② 水膜（相对湿度100%）中的杂质（O2 、CO2 、 HCl、 SO2 及盐类等），形成电解质溶液，促进 水膜下金属腐蚀。
1 淡水腐蚀的特点 淡水中钢铁的电化学腐蚀通常是受溶解氧的去 极化作用所控制的。 阳极反应：Fe→Fe2++2e 阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH-（吸氧过程） 溶液中： Fe2++2OH- →Fe(OH)2 Fe(OH)2 +O2→Fe2O3.H2O或 FeO.OH
2 影响淡水腐蚀的主要因素
（1）减少含有氯化物环境中的氧含量； （2）用于工业循环冷却水系统时，调整和稳 定水中溶解盐类的成分； 水质稳定处理：加入一定量阻垢剂、缓蚀剂 和杀菌剂防止腐蚀。 （3）采用涂料及镀层保护； （4）采用阴极保护。
混凝土在水中的腐蚀
混凝土是由黏土与石灰石等烧制而成的普通水泥 构成的，为了增加强度，通常内部加入钢筋。 水泥主要成分：CaO及SiO2等（复杂化合物）； 特点：强碱性，对常温碱液有良好耐蚀性，不耐 酸，耐水性很好，可溶性盐类对水泥有侵蚀作用， 但对盐类溶液的耐蚀性不同。 混凝土中钢筋的腐蚀取决于氧的去极作用，可形 成氧的浓差腐蚀，使缝内钢筋加速腐蚀。 防止：采用涂料保护，或用表面非金属覆盖层。
第六章 海洋材料防腐蚀工程 ppt课件
钛和钛合金具有很好的耐常温海水腐蚀性能。甚至在污染海水、 热海水(小于120C)、海泥和流动海水中也有良好的耐腐蚀性能。 但是钛和钛合金的价格较高，影响了它们的应用。
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6.2 海洋工程防腐设计原则
在进行设计时，要考虑单一材料自身的性质，相互接触的材料之 间的配合方式等。比如，对于不锈钢螺栓，设计时就要避免选用 铜垫圈。因为铜和钢之间可以形成原电池而加速钢的腐蚀。腐蚀 往往容易从尖端开始，在不影响使用的前提下，端部最好要设计 成弧形。应遵循的原则有：
6.4.1表面转化
金属表面转化：为了防腐蚀的目的，人为的采用化学处理液与金 属发生化学或电化学反应，使金属表面生产稳定的、与金属表面 结合紧密的薄膜的一种表面处理技术。金属本身要参与反应，这 种表面转化可以看作是金属在受控条件下的腐蚀过程。 常用的表面转化方法有：电化学法和化学法 电化学法：在适当的电解液中，用待转化金属为阳极，通过对金 属施加电流使其发生阳极反应而得到需要的薄膜。电化学法也被 称为阳极化或阳极氧化法。得到氧化物薄膜。 化学法：将待转化金属在化学处理液中浸泡或将化学处理液喷洒 到金属上，金属与处理液中的物质发生化学反应而生成需要的薄 膜。化学处理液为P草PT课酸件盐溶液、磷酸盐溶液、铬酸盐溶液等。 19
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④ 对于暴露于大气的结构，设计时要力求使空气在结构上容易流 通，使得水蒸气不容易在结构上停留，或完全隔离。若能钝化 则可完全浸渍。
⑤ 设计时要使结构防止沉积和滞留，容易排水、检查和清洗。比 如，尽量设计成有倾斜面或斜角的凸形而不是凹形。
不当的设计 稍好的设计
恰当的设计
⑥ 设计时要尽量避免连接。如果必须连接，要用焊接而尽量不使
不锈钢中Ni和Cr含量对其在凝析气井中腐蚀性能的影响
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6.2 海洋工程防腐设计原则
在进行设计时，要考虑单一材料自身的性质，相互接触的材料之 间的配合方式等。比如，对于不锈钢螺栓，设计时就要避免选用 铜垫圈。因为铜和钢之间可以形成原电池而加速钢的腐蚀。腐蚀 往往容易从尖端开始，在不影响使用的前提下，端部最好要设计 成弧形。应遵循的原则有：
6.4.1表面转化
金属表面转化：为了防腐蚀的目的，人为的采用化学处理液与金 属发生化学或电化学反应，使金属表面生产稳定的、与金属表面 结合紧密的薄膜的一种表面处理技术。金属本身要参与反应，这 种表面转化可以看作是金属在受控条件下的腐蚀过程。 常用的表面转化方法有：电化学法和化学法 电化学法：在适当的电解液中，用待转化金属为阳极，通过对金 属施加电流使其发生阳极反应而得到需要的薄膜。电化学法也被 称为阳极化或阳极氧化法。得到氧化物薄膜。 化学法：将待转化金属在化学处理液中浸泡或将化学处理液喷洒 到金属上，金属与处理液中的物质发生化学反应而生成需要的薄 膜。化学处理液为P草PT课酸件盐溶液、磷酸盐溶液、铬酸盐溶液等。 19
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④ 对于暴露于大气的结构，设计时要力求使空气在结构上容易流 通，使得水蒸气不容易在结构上停留，或完全隔离。若能钝化 则可完全浸渍。
⑤ 设计时要使结构防止沉积和滞留，容易排水、检查和清洗。比 如，尽量设计成有倾斜面或斜角的凸形而不是凹形。
不当的设计 稍好的设计
恰当的设计
⑥ 设计时要尽量避免连接。如果必须连接，要用焊接而尽量不使
不锈钢中Ni和Cr含量对其在凝析气井中腐蚀性能的影响
第六章各种环境中的腐蚀精品PPT课件
氯化锌 ZnCl2.XH2O
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(根据ToMaWoB.O’Brient等)
大气腐蚀
分子层数
100
80
60
40
20
0 50 60 70 80 90 100
相对湿度%
洁净的,细磨过的铁表面 上吸附的水膜厚度变化 与空气相对湿度的关系
2.1 大气腐蚀的分类
• 全球范围大气主要成分几乎不变的，其中的水分含量 将随地域、季节、时间等条件而变化。
成分 克/米３ 重量％
成分 毫克/米３ 重量
空气
1172
100
氖
12
氮(N2) 879
75
(Ne) 14
3
氧 (O2) 269
23
氪(Kr) 4
0.7
氩(Ar) 15
1.26
水蒸汽 8
0.70
二氧化 0.5
0.04
碳
氦 (He)
0.8
氙(Xe) 0.5
氢(H2) 0.05
0.4 0.04
根据Meetham. 转引自＜ Corrosion＞ 上卷 P2.4
4)区域IV 金属表面水膜厚度大于1mm，相当于全浸在 电解液中的腐蚀，腐蚀速度基本不变。
• 通常所说的大气腐蚀是指在常温下潮湿空气中的腐蚀
大气腐蚀机理
• 特点是金属表面处于薄层电解液下的腐蚀过程， 规律符合电化学腐蚀规律。
1 大气腐蚀的电化学过程
• 金属表面形成连续电解液薄层时, 大气腐蚀的阴 极过程主要是氧去极化。
3)湿大气腐蚀 湿大气腐蚀指金属在相对湿度>100%， 如水分以雨、雾、水等形式直接溅落在金属表面上， 表面存在肉眼可见的水膜(1μm ~1mm)发生的腐蚀。
第4章-海洋腐蚀
3．点蚀试验法 抗点蚀的标准试验法是把橡胶带绕在不锈钢样板上
(隔绝氧气)，浸在含少量硫酸的三氯化铁水溶液中，低级 的不锈钢在几小时内就会发生点蚀。
4．钼的抗点蚀作用 在不锈钢中，添加少量钼能有效地抵抗点蚀和缝隙腐
蚀。
5．点蚀的临界温度 对于不锈钢来说，存在着一个临界点蚀温度(CPT)，
如果低于这个温度，即使在最易发生点蚀的实验室环境中， 也不会发生点蚀。
移
度的关系式就是搭菲尔方程式 ：
E = a+βlogIw
随着点蚀孔的不断扩大，则不管电位变 化的速度如何，孔内外浓度差总是等 于 1.8mol/l。这说明，在孔内外浓度差达到 极限值时，点蚀孔的内壁就会完全钝化。由 于点蚀孔半径r大幅度增加，孔壁电流密度Iw。 迅速降低，使点蚀孔内溶解物的供应越来越 不足，孔内外浓度差也降低，且在很小的体 积范围内，质量迁移速度很高，就不能维持 扩大点蚀孔所需要的盐浓度，因此点蚀就停 止。
三、海上腐蚀环境的分区
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。
海 上 腐 蚀 环 境 的 分 区
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)。
生物因素
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
二、海盐腐蚀
如果海上或近海的设备被海水所湿润，然后再干燥， 则白色的海盐结晶就会留在它的表面。这种海盐内含氯化 钙等吸湿性盐类，故其吸湿性远超过纯氯化钠，因而海盐 能经常吸收空气中的水分，使其表面保持潮湿，即使在干 燥的季节中也是难免，这种晶体表面的湿存水是高浓度的 盐溶液，此时的氧气浓度也比海水中高得多，所以这种海 盐腐蚀比一般海水浸渍腐蚀严重得多。
海洋腐蚀及土壤腐蚀 PPT材料在各个环境的腐蚀
❖ 对于土壤来说，其固相部分几乎不发生机械的搅动和对流，因此在一 般情况下，土壤的固体构成物，对于金属表面来说，可以认为是固定不 动的，而仅仅靠着气相和液相作有限的运动。
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第四章
土壤腐蚀的电化学过程
❖ 1.阳极过程
在中性或碱性土壤中
在比较干燥的土壤中，由于湿度小，空气易于透入、如果土壤中没有氯 离子存在，则会促进金属钝化而减慢腐蚀；如果土壤相当干燥，含水量 极少，则使金属离子的水化产生因难，导致阳极过程更加不易进行。
❖ 土壤的电导率、透气性、含水量、含盐量 及酸碱度等是影响土壤腐蚀的主要环境因素。
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第四章
防止土壤腐蚀的措施
❖ （1）覆盖层保护 ❖ 地下金属构件上施加的涂层，通常是有机或无机物质做成的。常
用的有石油沥青、煤焦油沥青、环氧煤沥青、聚乙烯胶粘带、聚 氨酯泡沫塑料、环氧树脂等。目前用得比较普遍的是煤焦油沥青、 环氧树脂涂料和聚氨酯泡沫塑料等。 ❖ （2）电化学保护 ❖ 延长地下管线寿命的最经济有效的方法是把适当的覆盖层和电化 学阴极保护法联合使用。既可以采用牺牲阳极的阴极保护法，也 可以来用外加电流的阴极保护法。涂层与阴极保护联合使用法， 不仅可以弥补保护涂层的针孔或破损缺陷造成的保护不完整，而 且可以避免单独阴极保护时高电能的消耗。 ❖ （3）土壤处理 ❖ 利用石灰处理酸性土壤可有效地降低其浸蚀性。在地下构件周围 填充石灰石碎块，或移人浸蚀性小的土壤，并设法降低土壤中的 水分，也可达到有效控制土壤腐蚀的目的。
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第四章
3.微生物引起的腐蚀
❖ 引起腐蚀作用的微生物，最主 要的是嗜氧的硫杆菌和厌氧的 硫酸盐还原菌。
❖ 这两种细菌能将土壤中的硫酸 盐还原产生S2-，其中仅小部分 消耗在微生物自身的新陈代谢 上，大部分可作为阴极去极化 剂，促进腐蚀进行。
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第四章
土壤腐蚀的电化学过程
❖ 1.阳极过程
在中性或碱性土壤中
在比较干燥的土壤中，由于湿度小，空气易于透入、如果土壤中没有氯 离子存在，则会促进金属钝化而减慢腐蚀；如果土壤相当干燥，含水量 极少，则使金属离子的水化产生因难，导致阳极过程更加不易进行。
❖ 土壤的电导率、透气性、含水量、含盐量 及酸碱度等是影响土壤腐蚀的主要环境因素。
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第四章
防止土壤腐蚀的措施
❖ （1）覆盖层保护 ❖ 地下金属构件上施加的涂层，通常是有机或无机物质做成的。常
用的有石油沥青、煤焦油沥青、环氧煤沥青、聚乙烯胶粘带、聚 氨酯泡沫塑料、环氧树脂等。目前用得比较普遍的是煤焦油沥青、 环氧树脂涂料和聚氨酯泡沫塑料等。 ❖ （2）电化学保护 ❖ 延长地下管线寿命的最经济有效的方法是把适当的覆盖层和电化 学阴极保护法联合使用。既可以采用牺牲阳极的阴极保护法，也 可以来用外加电流的阴极保护法。涂层与阴极保护联合使用法， 不仅可以弥补保护涂层的针孔或破损缺陷造成的保护不完整，而 且可以避免单独阴极保护时高电能的消耗。 ❖ （3）土壤处理 ❖ 利用石灰处理酸性土壤可有效地降低其浸蚀性。在地下构件周围 填充石灰石碎块，或移人浸蚀性小的土壤，并设法降低土壤中的 水分，也可达到有效控制土壤腐蚀的目的。
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第四章
3.微生物引起的腐蚀
❖ 引起腐蚀作用的微生物，最主 要的是嗜氧的硫杆菌和厌氧的 硫酸盐还原菌。
❖ 这两种细菌能将土壤中的硫酸 盐还原产生S2-，其中仅小部分 消耗在微生物自身的新陈代谢 上，大部分可作为阴极去极化 剂，促进腐蚀进行。
第五章-自然环境中的腐蚀
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5.2.4 海水腐蚀的分类 海洋大气腐蚀 浪花飞溅区腐蚀 海水间浸腐蚀 海水半浸腐蚀 海水全浸腐蚀 海泥腐蚀 飞溅区以上部分以及不会直接受 到海水作用的海岸设施的腐蚀 经常遭受浪花飞溅作用的海上和 沿岸构件的腐蚀 港口结构和船体外部结构的腐蚀 海水水线腐蚀， 海水水线腐蚀，海洋飘浮结构的 气/水交界处腐蚀 船壳水线以下部件及各种水下构 件的腐蚀 埋在海泥中的管道、 埋在海泥中的管道、电缆及水下 16 构件的腐蚀
不同海洋区域示意图
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飞溅区
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（3）潮汐区 环境条件： 周期沉浸， 环境条件： 周期沉浸，供氧充 足，海生物沾污 腐蚀特点： 腐蚀特点： 钢和水线下区组成 氧浓差电池
（4）全浸区 环境条件： 环境条件： 在浅水区海水通常 为氧饱和 腐蚀特点： 腐蚀随深度变化， 腐蚀特点： 腐蚀随深度变化， 浅水区腐蚀较重， 浅水区腐蚀较重， 随着深度增加， 随着深度增加，腐 蚀减轻
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5.2 海水腐蚀
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5.2.1 海水腐蚀 金属材料在海洋环境中的腐蚀过程。 海水腐蚀 金属材料在海洋环境中的腐蚀过程。海水是 一种含有多种盐类近中性的电解质溶液， 一种含有多种盐类近中性的电解质溶液，并溶有一定量的氧 ，这就决定了大多数金属在海水中腐蚀的电化学特征
海水腐蚀形貌
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深海采油平台
不同海洋区域示意图
19
全浸区设备
20
（5）深海区 环境条件： 氧含量比表层低， 环境条件： 氧含量比表层低， 水流速度小 腐蚀特点： 腐蚀特点： 钢的腐蚀通常较轻
（6）海泥区 环境条件： 常有细菌， 环境条件： 常有细菌，环境条 件多变 腐蚀特点： 腐蚀特点： 有可能形成泥浆海 水腐蚀电池， 水腐蚀电池，有微 生物腐蚀作用
5.2.4 海水腐蚀的分类 海洋大气腐蚀 浪花飞溅区腐蚀 海水间浸腐蚀 海水半浸腐蚀 海水全浸腐蚀 海泥腐蚀 飞溅区以上部分以及不会直接受 到海水作用的海岸设施的腐蚀 经常遭受浪花飞溅作用的海上和 沿岸构件的腐蚀 港口结构和船体外部结构的腐蚀 海水水线腐蚀， 海水水线腐蚀，海洋飘浮结构的 气/水交界处腐蚀 船壳水线以下部件及各种水下构 件的腐蚀 埋在海泥中的管道、 埋在海泥中的管道、电缆及水下 16 构件的腐蚀
不同海洋区域示意图
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飞溅区
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（3）潮汐区 环境条件： 周期沉浸， 环境条件： 周期沉浸，供氧充 足，海生物沾污 腐蚀特点： 腐蚀特点： 钢和水线下区组成 氧浓差电池
（4）全浸区 环境条件： 环境条件： 在浅水区海水通常 为氧饱和 腐蚀特点： 腐蚀随深度变化， 腐蚀特点： 腐蚀随深度变化， 浅水区腐蚀较重， 浅水区腐蚀较重， 随着深度增加， 随着深度增加，腐 蚀减轻
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5.2 海水腐蚀
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5.2.1 海水腐蚀 金属材料在海洋环境中的腐蚀过程。 海水腐蚀 金属材料在海洋环境中的腐蚀过程。海水是 一种含有多种盐类近中性的电解质溶液， 一种含有多种盐类近中性的电解质溶液，并溶有一定量的氧 ，这就决定了大多数金属在海水中腐蚀的电化学特征
海水腐蚀形貌
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深海采油平台
不同海洋区域示意图
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全浸区设备
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（5）深海区 环境条件： 氧含量比表层低， 环境条件： 氧含量比表层低， 水流速度小 腐蚀特点： 腐蚀特点： 钢的腐蚀通常较轻
（6）海泥区 环境条件： 常有细菌， 环境条件： 常有细菌，环境条 件多变 腐蚀特点： 腐蚀特点： 有可能形成泥浆海 水腐蚀电池， 水腐蚀电池，有微 生物腐蚀作用
海洋工程材料海洋防腐涂层PPT教案
型涂料则是靠溶剂的挥发而沉积干燥成膜。
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7.2涂料的防蚀原理
涂料的防蚀作用通常分为两方面: 1、惰性防蚀作用即屏蔽作用; 2、活性防蚀作用,包括阴极保护作用、钝化作
用等。
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惰性防蚀作用
涂料的惰性防蚀，主要是涂料涂布在物体表面，干燥固 化后能附着于物体表面，形成连续覆盖的漆膜。漆膜能 阻止环境中的水、氧气、氯离子等腐蚀介质渗透到金属 表面，使环境和金属隔离，特别是隔绝氧和水，抑制金 属腐蚀中的阴极去极化反应，从而防止腐蚀。
丙酮：无色透明液体
丁醇：极性溶剂，溶解力较乙醇低，挥发速度慢
乙醇：极性很大的有机溶剂，可作虫胶的溶剂
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辅助材料
为了改善涂料的某些性能，往往使用一些辅助材 料。这些材料的用量很少，只占涂料的百分之几 或千分之几，但在使用了这些辅助材料之后，可 改善涂料的涂装工艺，改善涂料的性能，缩短漆 膜的干燥时间，防止颜料沉淀，提高漆膜的耐久 性。
4）面漆
主要作用是建立起一个耐气候、耐化学侵蚀、防海生物 附着的表面，以及给予装饰性的外观。
不论其作用如何，它们在组分上基本都是相似的，在 其配方中都含有颜料。
表面涂料分为反应型和溶剂型两大类，其区别在于涂
料转化成干膜的机理不同。反应型涂料漆膜干燥固化
是由于氧化或交联 聚合反应，反应为不可逆的。溶剂
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船舶漆 中辅助
材料
催干剂 固化剂 增塑剂 助剂
也称干燥剂，是一种能加速漆膜干燥的物质， 对漆膜中干性油或树脂的氧化聚合起到催化作
用，使漆膜的干燥时间大大缩短。
能与树脂产生固化反应的酸、胺等物 质，在涂料中称为固化剂。
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4
第四章
根据金属腐蚀速率的控Hale Waihona Puke 因素分类腐蚀速率 控制因素
阴极过程控制 包括碳钢、低合 金钢、铸铁、锌 、镉等，它们在 海水中不发生钝 化，阳极极化率 很小，腐蚀过程 由氧扩散控制
5
腐蚀速率受钝化 行为控制
该类金属在海水 中有自钝化能力， 腐蚀速率取决于 钝化膜的稳定性。
第四章
影响海水腐蚀的环境因素
海洋生物
含氧量：活泼金属， 钝化金属？
海水流速
环境 因素
含盐量： Cl-
pH值
海水温度:双重作用
6
第四章
含氧量
❖ 金属在海水中腐蚀的主要阴极反应是氧的还原反应．对于不形成 保护性膜层或膜的保护性很差的活性金属，氧浓度愈高，腐蚀速 率愈快。对于形成保护性钝化膜的金属，需要足够的氧维持钝态， 含氧量愈高愈容易钝化，钝化膜愈稳定。含氧量太低时，钝化膜 会发生局部破损，导致局部腐蚀。水中的含氧量随盐度增加或温
15
第四章
2.土壤的特点
❖ 土壤是一种具有特殊性质的电解质，其表现为多相性、多孔性、导电性、 不均匀性、相对固定性等特点。
❖ 多相性表现在土壤为固、气、液和微生物等组成的多相体系。土壤具有 毛细管的多孔性，同时还是胶质体系。在土壤的颗粒间形成大量毛细管 微孔或孔隙，为空气和水的存在提供便利条件，土壤中含有的盐类溶解 在水中，使土壤具有离子导电性。土壤的性质及结构容易出现小范围或 大范围内的不均匀性。从小范围看，有各种微结构组成的土粒、气孔、 水分的存在，以及结构紧密程度的差异；从大范围看，有不同性质的土 壤等。因此土壤的各种物理、化学性质，尤其是与腐蚀有关的电化学性 质，不仅随着土壤的组成及含水量变化，而且随着土壤的结构及其紧密 程度有所差异。
8
第四章
海水温度
❖ 海水温度随地理位置、季节和深度有较大变化。海水 温度对金属材料的腐蚀具有双重影响。一方面温度升 高扩散加快，电导率增大，电化学反应加快，腐蚀加 速，另一方面，温度升高，海水中溶氧量降低，并促 进钙质沉淀层形成，可减缓腐蚀。一般来说，前者的 作用大于后者，因此通常随海水温度升高，腐蚀速率 增加，温度每升高10℃，钢在海水中的腐蚀速率约增 大1倍。
第四章 金属在各种环境中的腐蚀 第二节海洋腐蚀及土壤腐蚀
1
第四章
研究海洋腐蚀的重要性
海洋面积 海水：天然电解质
海水具有腐蚀性
重要性
我国海域广阔 海洋腐蚀损失严重
开发海洋
研究海洋腐蚀及防护有重要意义
2
第四章
海水腐蚀特点
❖ 1.盐类及电导率
海水是一种含盐量很高的腐蚀性电解质，盐分中主要 是NaCl，约占总盐度的77.8％,其次是MgCl2。海水中 的总盐度约为3.2％- 3.7％，因此，人们通常以质量分 数为0.03或0.035的NaCl水溶液近似地代替海水，进行 模拟海水环境的腐蚀试验。
第四章
土壤中的水分
干燥而少盐的土壤电阻率可高达10000 cm，而潮湿多盐的土壤电阻率 可低于500·cm。 ’般来说，土壤的电阻率可以比较综合地反映在某一 地区的土壤特点。土壤电阻率越小，土壤腐蚀越严重，因此，可以把土 壤电阻率作为土壤腐蚀性的评估依据之一。但应该指出．这种估计有时 并不符合所有情况，因此土壤电阻率并不能作为评估土壤腐蚀的唯一依 据。
❖ 海水呈弱碱性(pH＝ 8.1 - 8.3)，海水中的氧和Cl-含量 是影响海水腐蚀的主要环境因素。海水平均电导率远
远超过河水和雨水的电导率。
❖ 2.溶解氧 海水中溶解氧是海水腐蚀的重要因素
3
第四章
海水中金属电化学腐蚀的特点
❖ 海水是含盐量很高的天然电解质，因此海水会造成大 多数常用金属材料的腐蚀。由于海水中溶解有一定量 的氧，因此决定了大多数金属材料在海水中腐蚀的电 化学特征。除了电极电位很低的金属镁及其合金外， 所有金属材料在海水中都以氧去极化腐蚀为主．即绝 大多数金属材料在海水环境中发生的腐蚀电化学反应 如下：
涂层 保护
(1)长效金属复合涂层 (2) 塑料除层 (3)重防腐蚀涂料
阴极 保护
阴极保护往往需要与涂料保护联合使用，以达 到更为理想的效果。根据实际情况，阴极保护 可选择牺牲阳极保护方法或外加电流保护方法。 阴极保护不仅对全面性腐蚀有效，而且对局部 腐蚀也有效。
12
第四章
金属在土壤中的腐蚀
自来水管爆裂
9
第四章
海水流速
❖ 海水流速对腐蚀速率有较大影响。由于流速直接影响 对金属表面的供氧情况．流速增大．到达金属表面的 氧量增加，增加了耗氧腐蚀的极限电流密度。对于非 钝化金属，极限电流密度增加使腐蚀速率增加，而对 于易钝化金属却促进了钝化。这就是为什么钝化金属 在静止海水中耐蚀性下降的原因。但当海水流速很高 时，海水冲刷作用增强，海水中气泡和固体颗粒增加， 使气蚀、磨蚀增加。
土壤中 的氧
土壤中的氧 气，部分存 在于土壤的 孔隙与毛细 管中，部分 溶解在水里 ，是造成氧 浓差电池腐 蚀的原因
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土壤的酸 土壤中的
碱性
微生物
大多数土 壤是中性 的，其pH 值在6.07.5之间
微生物腐蚀 是指由微生 物直接的或 间接的参与 腐蚀过程引 起金属的破 坏，微小物 腐蚀往往和 电化学腐蚀 同时发生，
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第四章
海洋生物
❖ 对于钝态金属，海洋生物使金属表面与氧隔开，促进 钝化膜破坏；对于活性金属．海洋生物附着能隔离金 属表面与腐蚀介质，阻碍氧的输运，会减少腐蚀。海 洋生物附着还会对结构物的镀层和涂层产生损害。
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第四章
防止海水腐蚀的措施
材料
根据不同的腐蚀环境开发耐海水腐蚀的新材料 和合理选用现有耐蚀材料是按制海水腐蚀的重 要措施之一。材料的选择应综合考虑有效性、 重要性和经济性
度升高而降低，温度变化对水中溶解氧的影响更为显著。
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第四章
含盐量
当含盐量较低时，电导率 增加对腐蚀的促进起主导 作用，因而腐蚀速率随含 盐量增加而增大；当含盐 量较高时，溶解氧的降低 很显著，因而钢的腐蚀速 率随含盆量的增加呈下降 变化趋势。
当海水温度升高、碱性 增加时．海水中Ca2+会形 成碳酸钙或碳酸氢钙沉淀 物，Mg2+会形成Mg(OH)2 沉淀物，对金属腐蚀具有 一定保护作用。
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第四章
一、土壤的性质和特点
1.土壤的性质
土壤的 组成
土壤中的 水分
由各种颗粒 状的矿物质、 有机物质、 水分、空气 及微生物等 组成的多相 并具有生物 活性和离子 导电性的多 孔的毛细管 胶体体系。
土壤越干燥， 含盐量越少。 其电阻越大； 土壤越潮湿， 含水量、含盐 量越多，电阻 就越小。土壤 电阻率越小， 土壤腐蚀越严 重。