金属海水腐蚀

pH值
海水一般处于中性，对腐蚀影响不大。在深海中， pH值略有下降，不利于生成保护性碳酸盐
碳酸盐饱和度
在海水的pH值下，碳酸盐一般达到饱和，易于沉积； 当施加阴极保护时，更易于碳酸盐沉积析出。河口处的 稀释海水，碳酸盐并非饱和，不宜析出形成保护层，腐 蚀增加
氧含量
氧含量增加，促进腐蚀。波浪和绿色植物的 光合作用提高氧的含量；海洋动物的呼吸作用 及生物分解需要消耗氧，氧含量降低。污染海 水中氧含量可大大下降
（ 2×10－4 S/m ）和雨水（ 1×10－5 S/m ）
海水的主要成分
离子 浓度0/00 离子 浓度0/00
ClSO42HCO3BrFBO3-
18.98 2.65 0.14 0.09 0.002 0.3
源自文库
Na+ Mg2+ Ca2+ K+ Sr2+
18.56 1.27 0.40 0.38 0.01
•海水腐蚀的分类
海洋环境的腐蚀分为几个区域 ：海洋大气 区、飞溅区、潮汐区、全浸区和海泥区。 飞溅区的供氧充足，干湿交替，腐蚀速率 最大；海泥区氧分不足，腐蚀反应较慢，但可
能存在泥浆海水间的腐蚀电池或微生物腐蚀
距 试 样 上 端 距 离 （ 米 ）
0.6 1.2 1.8 2.4 3.1 3.7 4.3 4.9 5.5 6.1
温度
海水温度每升高10℃，腐蚀速率提高约一倍； 但随温度升高，氧含量降低。一般讲，铁、铜 和它们的合金在炎热的环境和季节里，海水的 腐蚀速率要更快些
流速
铁、铜等金属存在一个临界流速，超过它， 腐蚀明显加快 但对海水中能钝化的金属，一定的流速能促 进钛、镍合金和高铬不锈钢的钝化和耐蚀性 海水流速很高时，出现了冲刷腐蚀
生物因素
生物因素对腐蚀影响很复杂。但多数增加了 腐蚀
船舶和海洋设施的保护
（1）材料
低合金海水用钢与碳钢的比较 环境 海洋大气区 飞溅区 腐蚀速度(mm/y) 低合金钢 0.04 0.05 0.1 0.15 碳钢 0.2 0.5 0.3 0.5
潮汐区
全浸区
0.1
0.15 0.2
•海水的组成和性质
海水的总盐度约为3.2～3.7% ，近似看做3.5%的氯化
钠溶液。几乎含有地壳中所有的自然状态的元素。海水中 含氧量大，表层海水可以认为被氧饱和，随温度变化，氧 含量在5 ~ 10mg/L范围 pH：8.1 8.3，呈微碱性 温度： –2 ~ 35C 导电性强 ：平均电导率为4×10 －2 S/m，远超过河水
6 5
飞溅区
潮汐区
全浸区 海泥区 Mainer钢 碳钢
4
3
2
1
耐海水钢Mariner与碳钢的试验结果（九年暴露，美国）
•海水腐蚀的机理及电化学特征
（1）除镁及其合金既有耗氧腐蚀又有析氢腐
蚀外，其它金属都属于耗氧腐蚀
（2）阳极极化阻滞对于大多数金属（如钢铁、
锌、铜等）很小；只有少数易钝化金属
金属在自然环境中的 腐蚀与防护
2. 海水腐蚀
• 定义
海水腐蚀指金属在海洋环境中遭受腐蚀而 失效破坏的现象 海洋占地球表面积的71%，海水是自然界 中量最大，而且具有很强腐蚀性的天然电解 质 各种海上运输工具、海上采油平台、海 岸设施、军用设施，都可能遭受海水腐蚀 我国沿海工厂常使用海水做为冷却水， 海水泵的铸铁叶轮仅能使用3个月
（如钛、锆、铌、钽等）才能在海水中 保持钝态
（3）海水中含大量氯离子，容易造成金属钝
态局部破坏
（4）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 （5）海水中易出现点腐蚀＆缝隙腐蚀，在高 速流水中，易产生冲击腐蚀和空蚀
•影响海水腐蚀的因素
盐度
当盐的浓度超过一定值，氧的溶解度降低，腐蚀速 率下降
0.1
0.2 0.25
海泥区
0.06
0.1
（2）设计和施工
在选材、设计和施工中要避免造成电偶腐蚀和缝 隙腐蚀。与高流速海水接触的设备(泵、推进器、海水 冷却器等)要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀 。
（3）涂层保护
（4）电化学保护
电化学保护与涂层联合应用是最有效的防护方法。 现在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法。 外加电流阴极保护便于调节，而牺牲阳极法则简 单可行。铝合金（如Al-Zn-Sn、Al-Zn-In等）牺牲阳极 较为经济