部分材料在海水中的腐蚀数据及特性
碳钢、低合金钢材料在我国海洋环境中的腐蚀数据
碳钢、低合金钢材料在我国海洋环境中的腐蚀数据亓云飞;董彩常;杨万国【摘要】对我国海洋腐蚀影响因素进行介绍并对影响机理进行分析,另外通过对碳钢、低合金钢海洋环境腐蚀试验数据进行分析比较,得出碳钢、低合金钢在我国海洋环境中的腐蚀规律.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2017(031)001【总页数】6页(P24-29)【关键词】我国海洋环境;腐蚀影响因素;碳钢;低合金钢;腐蚀规律【作者】亓云飞;董彩常;杨万国【作者单位】钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所,山东青岛266071;青岛钢研纳克检测防护技术有限公司,山东青岛266071;钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所,山东青岛266071;青岛钢研纳克检测防护技术有限公司,山东青岛266071;钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所,山东青岛266071;青岛钢研纳克检测防护技术有限公司,山东青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TG174碳钢、低合金钢价格低廉、强度高、供应方便、易于加工制造，是海洋环境中应用最广泛的材料，常用于制造船舶、采油平台、码头、管线、海底装置等。
碳钢、低合金钢在海洋环境中的腐蚀是不可避免的，并造成巨大损失。
因此，了解碳钢、低合金钢在海洋环境中的腐蚀行为和规律，对钢材的正确选用和防护,提使用的经济效益是非常重要的。
海水是一种成分很复杂的天然电解质，除含有大量盐类以外，还含有溶解氧、二氧化碳、海生物和腐败的有机物[1]。
它具有高的含盐量、导电性、腐蚀性和生物活性。
海水中材料的腐蚀是典型的电化学腐蚀，腐蚀的环境因素包括海水的盐度、氧含量、温度、pH值、海生物、潮汐与潮流等[2]。
下面逐一介绍我国的海洋环境腐蚀因素及其影响腐蚀的机理。
1.1 海水盐度我国沿岸海域的盐度与外海高盐水和沿岸低盐水的消长和交汇有关，还受径流、潮流等影响。
沿岸海域年平均盐度为28 ～33‰，最高月平均盐度为33.75‰（海南岛）[3]。
南海因外海高盐水逼岸，盐度较高，其中海南岛沿岸海域盐度最高。
钛的腐蚀数据
钛的腐蚀数据引言概述：钛是一种重要的金属材料，具有优异的耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
本文将详细介绍钛的腐蚀数据，包括其耐腐蚀性能、腐蚀机理以及常见腐蚀环境下的表现。
一、钛的耐腐蚀性能1.1 钛的自腐蚀电位钛具有较高的自腐蚀电位，普通在-0.1V至-0.8V之间，这意味着钛在大部份腐蚀环境下都能保持良好的耐腐蚀性能。
1.2 钛的腐蚀速率钛的腐蚀速率相对较低，普通在0.01mm/a以下。
在常见的腐蚀介质中，如酸、碱、盐等，钛的腐蚀速率通常都能控制在较低的水平。
1.3 钛的抗应力腐蚀性能钛具有出色的抗应力腐蚀性能，能够在高温、高压等恶劣条件下保持较好的耐腐蚀性能。
这使得钛在化工、石油等领域得到广泛应用。
二、钛的腐蚀机理2.1 钛的氧化膜钛表面形成致密的氧化膜，这层氧化膜能够有效阻挠腐蚀介质的进一步侵蚀，起到了良好的保护作用。
2.2 钛的阳极反应钛在腐蚀介质中发生阳极反应，通过电子流和离子流的传递，使得钛表面形成氧化膜，从而减缓腐蚀速率。
2.3 钛的阳极保护钛作为一种优良的阳极材料，能够通过阳极保护的方式，保护其他金属的腐蚀。
这使得钛在船舶、海洋工程等领域得到广泛应用。
三、钛在不同腐蚀环境下的表现3.1 钛在酸性环境中的腐蚀行为钛在酸性环境中的腐蚀速率较低，能够耐受浓硫酸、盐酸等强酸的腐蚀，但在浓硝酸中容易发生腐蚀。
3.2 钛在碱性环境中的腐蚀行为钛在碱性环境中的腐蚀速率较低，能够耐受氢氧化钠、氢氧化钾等强碱的腐蚀。
3.3 钛在盐水环境中的腐蚀行为钛在盐水环境中的腐蚀速率较低，能够耐受海水、盐湖水等高盐度环境的腐蚀。
四、钛的腐蚀防护措施4.1 表面涂层通过在钛表面涂覆耐腐蚀的涂层，能够进一步提高钛材料的耐腐蚀性能。
4.2 电化学保护通过在钛表面施加电流，形成保护性的氧化膜，能够提高钛的耐腐蚀性能。
4.3 合金化改性通过与其他金属元素形成合金，能够改变钛的晶体结构，提高其耐腐蚀性能。
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。
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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
我国金属材料的海水腐蚀研究现状
我国金属材料的海水腐蚀研究现状一、本文概述我国金属材料在海洋环境中的腐蚀问题，一直是材料科学、海洋工程和防腐蚀技术等领域的研究热点。
金属材料作为海洋工程、船舶制造、石油开采、海洋资源利用等领域的主要结构材料，其耐蚀性能直接影响到设备的使用寿命和安全性。
因此，深入研究和了解我国金属材料的海水腐蚀现状，对于提升我国金属材料在海洋环境中的使用寿命，降低因腐蚀造成的经济损失，保障海洋工程的可持续发展具有重要意义。
本文旨在全面概述我国金属材料的海水腐蚀研究现状，包括腐蚀机理、影响因素、防护技术和研究进展等方面。
对金属材料在海水中的腐蚀机理进行阐述，包括电化学腐蚀、化学腐蚀和生物腐蚀等。
分析影响金属材料海水腐蚀的主要因素，如材料成分、微观结构、海水成分、温度、流速等。
接着，介绍我国目前在金属材料海水腐蚀防护技术方面的研究进展，包括涂层防护、电化学防护、合金化防护等。
展望金属材料海水腐蚀研究的未来发展趋势和挑战，为我国金属材料在海洋工程领域的应用提供理论支持和技术指导。
二、我国金属材料海水腐蚀研究的发展历程我国金属材料海水腐蚀研究的发展历程可以追溯到上世纪五十年代，那时我国开始着手进行海洋环境的腐蚀研究，以支持海洋工程的发展。
初期的研究主要集中在金属材料的耐蚀性测试和评估，通过对不同金属材料在海水环境中的腐蚀行为进行研究，初步建立了我国金属材料海水腐蚀的基础数据库。
进入八十年代，随着我国海洋工程的大规模建设，海水腐蚀问题日益凸显。
此时，我国的金属材料海水腐蚀研究逐渐深入，开始涉及到腐蚀机理的探索和腐蚀防护技术的研究。
研究者们不仅关注金属材料的耐蚀性能，更开始探索如何通过各种技术手段提高金属材料的耐蚀性，如涂层防护、电化学保护等。
进入二十一世纪，我国金属材料海水腐蚀研究迎来了飞速发展的时期。
随着科学技术的进步，研究者们开始运用先进的测试手段和技术，如电化学测试、表面分析、数值模拟等，对金属材料的海水腐蚀行为进行深入分析。
碳钢在模拟海水中腐蚀行为的研究
碳钢在模拟海水中腐蚀行为的研究林飞;李琴【摘要】测定了低碳钢在静态与流动的模拟海水纯腐蚀失重率及其电化学行为，研究表明：动态比静态纯腐蚀失重率大，腐蚀速度随温度与流速的增大而增大。
【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】2页(P72-73)【关键词】纯腐蚀;失重率;电化学方法【作者】林飞;李琴【作者单位】南昌航空大学材料科学与工程学院;南昌航空大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG142.71海洋资源的开发和利用离不开海上基础设施的建设，船舶、港口设施及跨海大桥等海洋工程结构使用大量的金属材料。
由于海洋苛刻的腐蚀环境，金属材料结构及建筑物的腐蚀不可避免。
金属材料一旦发生腐蚀不仅影响材料的外观，其机械性能也将发生变化，丧失应有的强度、硬度和韧性，直至材料完全失效，结构发生破坏［1－3］。
尤其是在流动海水中的腐蚀，造成的损失非常大。
海洋腐蚀的研究，可以为实海环境中生产设备的设计和维护提供有力的依据。
因此材料在海洋环境中的腐蚀数据积累及实验研究一直受到各国的重视［4－5］。
1 实验方法1.1 实验材料及药品选用低碳钢，实验药品有氯化钠、自来水、酒精、丙酮、脱脂棉、玻璃棒、烧杯若干。
1.2 实验条件采用自制动态模拟测试仪器，仪器测试系统包括:机械转动装置，温度控制装置，RST5200电化学测试系统，试样装夹系统。
采用失重法和电化学测试对低碳钢进行实验。
动态实验条件:温度分别为20℃，40℃和60℃，搅拌机的转速分别为250r/min、500r/min，以模拟不同的海水流动速度。
静态实验条件:温度分别为20℃，40℃和60℃。
失重法:腐蚀时间为72小时，平行试样5个，然后计算平均腐蚀量。
电化学测试，低碳钢电极采用环氧树脂包封，引出导线，只露出工作面，辅助电极为铂电极，参比电极用饱和甘汞电极。
实验前工作电极用砂纸打磨，丙酮除油后放入测试系统，进行电化学测量。
海水淡化工程中管道材料选用
海水淡化工程中管道材料选用周敏(中国石油CPE 大连分公司,大连116001)摘 要:低温多效蒸发和反渗透海水淡化技术在沿海城市陆续应用,本文在结合海水的腐蚀因素和海水中常用的防腐蚀材料选择的基础上针对海水淡化工程中管道材料的选用原则进行了论述。
关键词:海水;淡化;管道;材料中图分类号:T G174.2 文献标识码:B 文章编号:10052748X (2006)1020536204PIPIN G MA TERIAL SEL EC TION IN SEAWA TER D ESAL TIN G EN GIN EERIN GZH OU Min(China Petroleum Engineering Co.,Ltd.Dalian Company ,Dalian 116001,China )K ey w ords :Seawater ;Desalt ;Piping ;Material1 引 言近两年来,CPE 大连分公司已成功地完成了两项海水淡化技术的工程设计。
一项是以某设备冷却海水做原水的三级反渗透法海水淡化技术,另一项是利用低温余热(热水或低压蒸汽)做热源、新鲜海水做原水的低温多效蒸发海水淡化技术,产品水均用于该企业电厂锅炉的补给水,水质达到一级除盐水标准。
国内外对耐海水腐蚀材料进行了大量的研究和开发,可供选用的材料很多,如何结合不同工艺、不同条件和环境特征以及市场供货情况,选择性价比较优的管道材料是海水淡化工程管道设计的首要任务。
2 海水腐蚀因素与防腐蚀方法2.1 海水腐蚀的主要影响因素海水是一种复杂的天然平衡体系,是腐蚀性电解质溶液,具有高的盐量、导电性和生物活性。
因此海水具有较强的腐蚀性,而其腐蚀过程和现象极其复杂。
金属在不同区域的海水环境中腐蚀规律差别很大,在不同因素的多重作用下表现出的腐蚀特征也不同。
中国科学院金属研究所通过已取得的腐蚀数据收稿日期:2006201220进行数学建模,研究了海水环境因素对碳钢和低合金钢的影响,表明海水腐蚀的主要影响因素是溶解氧浓度、p H 值和平均盐度[1]。
宝钢：海水腐蚀研究进展
3. 海洋环境低碳钢人工神经网络-数据库 腐蚀行为预测模型
神经网络方法优越性：它通过调整神经元节点之间的连接权重因子来处
理数据，而且输入数据与输出数据之间的联系不是由单独的神经元直接 负责，而是每个神经元都参与影响输入-输出模式，因而使人工神经网络 能处理带噪声的，非线性的，不完善的数据集。
建模方法：依据建立的大量腐蚀速度 —环境参数相关数据，以环境参数
建立腐蚀预测模型需要首先获取与海洋环境状态对应的可靠腐蚀行为数据， 并采用人工神经网络-数据库技术建立预测模型。
2. 海洋腐蚀相关数据与海洋参数数据库
为了获得可比的可靠腐蚀数据，采用实海失重法，
室内失重法，腐蚀电化学方法，文献腐蚀数据等测
定多种方法建立了对应海水环境状态参数组的工程 钢材腐蚀速度相关性数据库。 为了实现全球5500米深度范围海水腐蚀性相关的海 洋环境参数数据，利用卫星遥感数据建立全球全深 度海洋环境参数数据库。
同一环境状态下 ANN模型计算腐蚀速度与实测腐蚀速 度比较结果，模型计算值和实际测定值相对误差小于 8%，表明本文建立的腐蚀速度人工神经元网络模型能 够应用于具有很强相互作用的非线性多变量海洋腐蚀 体系，能够满足海洋腐蚀速度计算要求。
表2 模型预测各种钢材腐蚀速度与实测腐蚀速度比较
钢种 3C A3 16Mn 10MnPNbRe 10CrMoAl 实际值(µ A/cm2) 19.34 20.35 16.8 20.2 25.07 预测值(µ A/cm2) 18.68 18.15 16.41 19.97 27.93 相对误差(%) -3.41 -10.81 -2.32 -1.14 11.41
2.很多因素的影响是非线性的，例如腐蚀速度随温度的变化为 25 ° C 极大
深海环境碳钢的腐蚀与防护
1.1
图1 南海海水环境含氧量与水深的变化规律
温度的影响
图2 南海某海域温度和水深的变化规律
如图2所示，南部某海域温度随海水深度的增加逐渐降低，最后趋于平稳。
海水温度的变化是影响海水
腐蚀过程的重要的参数之一，对腐蚀的影响是一个极其复杂的过程[3]。
温度升高会加速阴极和阳极过程的反应速度。
温度升高，氧的扩散速度加快，海水电导率
图3 南海某海域盐度的变化规律流速的影响
处和1/8。
我国杭州湾和镇海海底管线项目的海底管线全部采用熔结环氧粉末外涂层和混凝土配重涂层管线
道存在的应力，管道在运行过程中产生的应力对腐蚀。
不锈钢管道焊缝区域的海水腐蚀性能
腐蚀与防护文章编号:1003 1545(2007)01 0044 03不锈钢管道焊缝区域的海水腐蚀性能车俊铁1,2,黄俊华2(1.北京石油化工学院,北京 102617;2.中国石油大学(北京),北京 102249)摘 要:通过化学成分分析、金相试验和腐蚀试验,分析了不锈钢管道焊缝及附近区域耐海水腐蚀的特点,揭示了该焊缝及附近区域的海水腐蚀规律,并总结出该焊缝及附近区域金相组织变化对耐海水腐蚀性能的影响。
关键词:海水腐蚀;焊缝;金相组织;夹杂物中图分类号:T G1 文献标识码:A收稿日期:2006 09 07在通常情况下,海水对金属管道有强烈的腐蚀作用,一般采用特殊不锈钢管道施工,但在管道焊缝及其附近区域腐蚀最严重,给实际生产带来巨大安全隐患和经济损失。
为解决不锈钢管道焊缝及其附近区域耐海水腐蚀性差的问题,本文进行了针对性试验研究。
1 试验方法试验管材为00Cr18Ni14Mo2Cu2奥氏体不锈钢,焊接材料为A032奥氏体不锈钢焊条,采用普通电弧手工焊接方法施焊,焊后未热处理。
对焊后试样进行能谱分析和定量化学成分分析、金相(金相夹杂物和金相组织)分析。
用SCE(汞/甘汞 饱和KCl)电极作为参比电极来衡量工作电极的电位,辅助电极为暗黑铂电极,采用407合成胶密封试样。
电化学试验介质溶液的组成为:4.35%NaCl 水溶液(模拟海水成分),温度为25 。
试样有效工作面积约0.5cm 2,扫描速率为2mV/s 。
分别取母材区(BMZ)、焊缝区(WZ)和影响区(HAZ)进行试验。
2 结果分析2.1 成分分析母材区、热影响区和焊缝区的能谱峰图如图1~3所示,分析结果如表1所示。
表1 化学成分1)(w )%部位Si M n N i Cr M o Cu Fe 焊缝区0.35极少14.1317.74 1.32极少其余热影响区0.350.8113.2915.90 1.60 1.48其余母材0.21 1.0312.6516.38 1.69 1.87其余G B/T 14976-200200Cr18Ni14M o2Cu21.002.0012.00~16.0017.00~19.001.2~2.751.00~2.50其余注1):C 、S 、P 、Si 等微量元素均符合GB/T 14976-2002!流体输送用不锈钢无缝钢管∀对00Cr18Ni14Mo2Cu2母材的要求,在焊缝区和影响区C 、S 、P 等微量元素基本无变化。
腐蚀数据手册中低合金钢在海水中的腐蚀速率
腐蚀数据手册中低合金钢在海水中的腐蚀速率示例文章篇一：《低合金钢在海水中的腐蚀速率：一次有趣的探索》嗨，大家好！今天我想和大家聊聊一个特别有趣的话题，那就是腐蚀数据手册里低合金钢在海水中的腐蚀速率。
你们可能一听这个就觉得很枯燥，哎呀，什么腐蚀速率呀，听起来就像一堆复杂又难懂的东西。
可是呀，等我和你们说完，你们就会觉得它像一个神秘又好玩的故事呢。
我呢，最开始知道这个事儿是因为我爷爷。
我爷爷可厉害了，他以前在造船厂工作。
有一次，我去爷爷家玩，看到他桌子上有一本很旧很旧的书，封面上写着“腐蚀数据手册”。
我就好奇地拿起来看，翻到低合金钢在海水中的腐蚀速率那一页，全是密密麻麻的数字和一些我不太懂的术语。
我就跑去问爷爷：“爷爷，这上面写的是啥呀？这些数字看起来好乱哦。
”爷爷笑了笑，他就开始给我讲了起来。
爷爷说呀，低合金钢就像是一群勇敢的小战士，海水呢，就像是一个超级大的战场。
这些小战士要在这个战场上待着，可是海水这个战场可不会轻易放过它们。
海水里有好多好多东西，就像有一群调皮的小怪兽。
比如说盐分呀，就像一群小小的尖刺，不停地去扎这些低合金钢小战士。
那腐蚀速率呢，就是这些小战士被小怪兽攻击的速度。
我当时就眼睛睁得大大的，感觉像在听一个超级英雄的故事呢。
我又问爷爷：“爷爷，那这个腐蚀速率快了会怎么样呢？”爷爷摸了摸我的头说：“哎呀，要是腐蚀速率快了呀，那可不得了。
就好比你搭的积木房子，突然有一块一块的积木被偷偷拿走了，很快你的房子就会塌掉的。
那些用低合金钢做的东西，要是腐蚀得快，像船呀，码头呀，就会变得破破烂烂的，就不能好好工作啦。
”我听了就特别担心，我就说：“爷爷，那我们不能让那些小怪兽得逞呀。
”爷爷哈哈笑了起来，说：“对呀，所以那些聪明的科学家和工程师们，就像超级英雄一样，他们会想办法保护这些小战士呢。
”我就特别好奇那些科学家和工程师是怎么做的。
爷爷说，他们会给低合金钢穿上一层“保护衣”，这层保护衣就像是小战士的盾牌。
舵传动拉杆常用材料腐蚀试验
舵传动拉杆常用材料腐蚀试验舵传动拉杆是船舶上用来转动舵叶的重要部件，其使用寿命直接影响着船舶的安全性和经济性。
但是，由于海洋环境的特殊性质，舵传动拉杆易受到腐蚀的侵害，导致其寿命大幅缩短。
因此，在舵传动拉杆的材料选取和生产加工过程中，必须进行严格的腐蚀试验，以确保舵传动拉杆的耐腐蚀性和使用寿命。
常见的舵传动拉杆材料有不锈钢、碳钢、铜合金等。
下面以这三种材料为例，介绍舵传动拉杆的腐蚀试验情况。
一、不锈钢不锈钢有良好的耐腐蚀性，因此是舵传动拉杆常用的材料之一。
不锈钢舵传动拉杆经过盐雾试验和水淋试验后，其表面均无明显的腐蚀现象。
同时，采用电化学腐蚀试验可以测定不锈钢在海水中的腐蚀速率，实验结果表明，不锈钢舵传动拉杆的腐蚀速率极低，且可以长期保持较好的耐腐蚀性能。
二、碳钢碳钢是一种廉价、易加工的材料，但由于缺乏耐腐蚀性，在海水中容易被腐蚀。
针对碳钢舵传动拉杆的腐蚀试验通常包括盐雾试验、开润试验、海水泵循环试验等。
根据实验结果可以发现，碳钢舵传动拉杆在海水中容易被腐蚀，其表面会出现锈蚀、腐蚀坑等现象，因此碳钢舵传动拉杆一般不适用于海水环境下。
三、铜合金铜合金是一种抗腐蚀性较好的金属材料，常用于海洋工程中，如造船、海洋勘探等。
红铜和黄铜是铜合金中应用较广的种类。
针对铜合金舵传动拉杆，腐蚀试验主要包括盐雾试验和电化学腐蚀试验。
实验结果表明，铜合金舵传动拉杆经过盐雾试验和电化学腐蚀试验后，仅表面出现细小的腐蚀斑点，整体耐腐蚀性能较好。
综上所述，不锈钢和铜合金是适用于船舶上舵传动拉杆的良好材料，而碳钢则不能满足材料的耐腐蚀性要求。
同时，腐蚀试验可作为材料选取和生产过程中的储备，以确保舵传动拉杆的耐腐蚀性和使用寿命。
为了更具体地探究不锈钢、碳钢和铜合金这三种常用材料在海洋环境中的耐腐蚀性能，下面列出一些相关数据进行分析。
首先是不锈钢。
不锈钢在海水中的腐蚀速率通常用mm/a（毫米每年）来表示。
具体实验数据表明，AISI316L不锈钢在4%NaCl盐水环境下的腐蚀速率仅为0.2mm/a，而在海水中这个速率更低，仅有0.01～0.1mm/a之间。
碳钢在海水中的腐蚀和防护
碳钢在海水中的腐蚀和防护摘要对碳钢在海水中的腐蚀与防护进行了现场实地考察,分析了它作为海水中常用材料的腐蚀特点,同时在实验室进行了挂片实验和电化学测试,评价了它的耐蚀性能,对其防蚀提出了一点经验。
关键词:碳钢海水腐蚀防护1 前言碳钢是应用最广泛的工程材料之一。
海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达3 a～16 a 的海水腐蚀数据。
我国则仅限于碳钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。
这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获得可靠的材料腐蚀数据,为海洋工程、沿海建筑物的设计、选材、开展防护,开发新的耐蚀材料提供依据。
碳钢、低合金钢是应用最广泛的工程材料。
海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达 3 a～16 a 的海水腐蚀数据。
我国则仅限于碳钢、低合金钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。
这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获得可靠的材料腐蚀数据,为海洋工程、沿海建筑物的设计、选材、开展防护,开发新的耐蚀材料提供依据。
本文用实验室挂片和电化学方法对碳钢在海水中的腐蚀行为进行研究,分析了它作为海水中常用材料的腐蚀特点,评价了它的耐蚀性能,对它的防蚀提出了一点经验。
海洋工程装备的疲劳与腐蚀性能研究
海洋工程装备的疲劳与腐蚀性能研究疲劳与腐蚀是海洋工程装备在海洋环境中面临的重要问题。
由于海洋环境的高盐度、高湿度、浸泡、海水腐蚀等特殊因素，海洋工程装备容易受到疲劳和腐蚀的影响。
因此，在海洋工程装备设计与制造过程中，疲劳与腐蚀性能的研究显得尤为重要。
本文将从疲劳和腐蚀两个方面进行探讨，以便了解海洋工程装备的疲劳和腐蚀特性，为海洋工程装备的设计和制造提供参考。
疲劳是海洋工程装备最常见的失效形式之一，特别是那些长期暴露在海洋环境中的装备。
海洋环境的波浪涌动、风力强度以及可能的搁浅和冲击等因素都会对装备产生疲劳影响。
因此，对装备的疲劳性能进行研究和评估至关重要。
疲劳性能研究主要包括疲劳寿命预测、疲劳裂纹扩展行为和疲劳损伤评估等方面。
疲劳寿命预测是指通过对海洋工程装备进行疲劳试验和分析，推断其在特定工作条件下的疲劳寿命。
这需要从材料的棘轮曲线、应力状态、载荷频率等多个因素考虑，以得出合理的装备设计寿命。
通过对动态载荷下装备的仿真试验和实验室试验，结合现场监测数据，可以进一步完善疲劳寿命预测模型。
而裂纹扩展行为研究则关注装备在疲劳加载下裂纹的生长机制和速率。
通过对装备材料的疲劳裂纹行为和金属疲劳损伤机理的研究，可以为装备设计和材料选择提供依据。
目前，透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等先进的测试技术和分析方法，能够对装备中的裂纹进行精确的形貌观察和尺寸测量，为疲劳裂纹扩展行为研究提供了有力的支持。
除了疲劳问题外，海洋环境中还存在严重的腐蚀现象。
海水中的盐分、溶解氧、水温等因素都会对装备材料产生腐蚀和侵蚀作用。
因此，研究腐蚀性能对于保障装备在海洋环境中的长期安全可靠运行至关重要。
对于腐蚀性能的研究主要包括腐蚀特性评估、防腐措施优化以及腐蚀预测等方面。
电化学腐蚀测试是当前最常用的评估装备腐蚀性能的方法之一。
通过电化学腐蚀试验可以获得材料的腐蚀速率和腐蚀倾向的定量参数，并进一步了解不同环境条件下材料的耐腐蚀性能。
电化学腐蚀实验——铁在海水中的消耗规律
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实验原理
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电化学腐蚀基本原理
化学反应：铁与电解质溶液中的离子发生化学反应，生成铁离子和氢气
电解质溶液：海水中含有氯化钠、硫酸钠等电解质，形成电解质溶液
铁在海水中的消耗规律：铁在海水中发生电化学腐蚀，导致铁的损耗
电化学腐蚀：金属在电解质溶液中发生化学反应，导致金属损耗的过程
铁在海水中的腐蚀机制
氧气与铁反应生成铁锈，即Fe2O3·nH2O
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数据记录与分析
记录实验数据：包括时间、温度、铁的消耗量等
绘制曲线图：根据实验数据绘制铁的消耗量与时间的关系图
分析数据：根据曲线图分析铁的消耗规律，如线性关系、指数关系等
得出结论：根据数据分析结果，得出铁在海水中的消耗规律
实验结果与讨论
铁在海水中的腐蚀主要是由于海水中的氯离子和氧气的共同作用
氯离子会破坏铁表面的氧化层，使铁暴露在氧气中
铁锈进一步加速铁的腐蚀，形成恶性循环
影响因素及控制方法
温度：影响化学反应速率，需要控制温度在适宜范围内
盐浓度：影响腐蚀速率，需要控制盐浓度在实验要求范围内
氧气含量：影响腐蚀速率，需要控制氧气含量在实验要求范围内
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实验数据整理与处理
数据分析：比较不同时间、不同海水浓度下的铁块重量变化，找出规律
实验数据收集：记录铁块在不同时间、不同海水浓度下的重量变化
数据处理方法：采用Excel进行数据整理，计算平均值、标准差等统计量
实验结果讨论：根据实验数据，讨论铁在海水中的消耗规律，分析影响因素
铁在海水中的消耗规律分析
海水淡化设备的材料选择及防腐
海水淡化设备的材料选择及防腐在海水淡化过程中，要用到很多材料，常用的壳体、换热材料有碳钢、不锈钢、钛管、铜管、铝管。
下边就这几种材料在海水中的腐蚀做一个简单的介绍，并指出一些相应的防腐措施。
1、铸铁在海水中的腐蚀铸铁在海水中的腐蚀类型为石墨腐蚀。
即铸铁表面的铁腐蚀,留下不腐蚀的石墨和腐蚀产物,腐蚀后保持原来的外形和尺寸,但失去了重量和强度。
除去石墨和腐蚀产物,呈不均匀全面腐蚀。
灰口铸铁HT200在海水中暴露1年的腐蚀率为0.16mm/a,平均点蚀深度、最大点蚀深度分别为0.27mm、0.45mm。
灰口铸铁在海水中的腐蚀速度随暴露时间下降,HT200在海水暴露0.5年的腐蚀率为0.19mm/a,暴露1.5年的腐蚀率为0.14mm/a。
普通铸铁在海水中的腐蚀速度与碳钢接近。
碳钢在青岛小麦岛海区暴露1年的典型腐蚀率为:全浸区0.18mm/a,海洋大气区0.06mm/a。
灰口铸铁在流动海水中的腐蚀速度随海水流速的增大而增大, HT200在3m/s的海水中试验164h的腐蚀率为1.0mm/a;在7和11m/s的海水中试验40h,腐蚀率为7.82和9.33mm/a。
灰口铸铁在流速为5、10和15m/s的海水中试验30天的腐蚀率分别为1.8、2.7和3.6mm/a,它与碳钢在流动海水中的腐蚀速度接近。
(1)普通铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀速度与碳钢接近。
(2)低合金铸铁在海水中的腐蚀行为与普通铸铁的腐蚀行为相似。
CrSbCu铸铁在海水中的腐蚀比普通铸铁轻。
添加Ni、Ni-Cr、Ni-Cr-Mo、Ni-Cr-Cu、Ni-Cr-Re、Cu-Sn-Re、Cu-Cr、Cu-Al等的低合金铸铁在海水中的腐蚀速度与普通铸铁无明显差别。
加入少量Ni、Cr、Mo、Cu、Sn、Sb、Re等元素可减小铸铁海洋大气区的腐蚀速度。
(3)高镍铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀均较轻。
高镍铸铁在海水中暴露1.5年的腐蚀率大约是普通铸铁的1/3,它们在海水中暴露1.5年的最大点蚀深度小于0.20mm。
金属材料的海洋腐蚀与防护(第7章)铝及铝合金在海洋环境中的腐蚀
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
• 根据包铝层的厚度150μm及材料在青岛海域 暴露16a后，按腐蚀失重计算平均腐蚀掉 35μm，最深的点蚀深度也只有0.2mm，可 以计算出这3种铝合金在舟山的最大点蚀深 度也小于包铝层的厚度。
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
• 可以预见，只要包铝层仍较完整地存在， LY11CZ(BL)、LY12CZ(BL)、LC4CS(BL)基体不会 发生明显的腐蚀。不带包铝层的LY11CZ、 LY12CZ、LC4CS在海洋环境中的耐蚀性很差， 不宜使用。
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
• 高的硅含量是造成LF3M在青岛海域全浸区 和潮差区耐蚀性差的内在原因，造成LF3M 在舟山海域和青岛海域的耐蚀性差异的原 因同海区的腐蚀性有关。相同材料在不同 海区的耐蚀性可以有很大的差异，说明了 实海腐蚀试验对选材用材的重要性。
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
一、工业纯铝和锻铝 • 工业纯铝L4M、L3M在海水潮差区的耐蚀性
较差，锻铝LD2CS的耐蚀性较差，如图7-5、 7-6.
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
二、防锈铝 • 防锈铝LF2Y2、LF6M(BL)、LF11M、LF21M、
180YS在海水潮差区的耐蚀性较好。
第一节 概述
• 当铝合金中与周围溶液相屏蔽的区域缺氧时， 就在被屏蔽与未被屏蔽的区域间形成氧浓差电 池，而且由于作为阳极的低浓度区的面积往往 比作为阴极的高浓度区的面积小得多，从而形 成了小阳极大阴极的耦合，阳极部分的被屏蔽 区的腐蚀就会大大加快。
第一节 概述
• 由于铝合金常见的主要腐蚀破坏形式是点蚀和 缝隙腐蚀，而平均腐蚀率只反映材料均匀减薄 的速度，因此铝合金的平均腐蚀率同钢等材料 平均腐蚀率并非同一概念，且意义不大，不能 确切地反映铝及铝合金在海水中的腐蚀程度， 所以铝及铝合金只能通过局部腐蚀来评价。
(完整版)海水腐蚀情况讲解
海水腐蚀情况海水腐蚀的原因浸入海水中的金属，表面会出现稳定的电极电势。
由于金属有晶界存在,物理性质不均一；实际的金属材料总含有些杂质，化学性质也不均一；加上海水中溶解氧的浓度和海水的温度等，可能分布不均匀,因此金属表面上各部位的电势不同,形成了局部的腐蚀电池或微电池。
其中电势较高的部位为阴极，较低的为阳极。
电势较高的金属，例如铁，腐蚀时阳极进行铁的氧化；电势较低的金属，例如镁，被海水腐蚀时，镁作为阳极而被溶解，阴极处释放出氢。
当电势不同的两种金属在海水中接触时，也形成腐蚀电池,发生接触腐蚀。
例如锌和铁在海水中接触时,因锌的电势较低,腐蚀加快；铁的电势较高，腐蚀变慢,甚至停止。
海洋环境对腐蚀的影响盐度海水含盐量较高，水中的含盐量直接影响水的电导率和含氧量，随着水中含盐量的增加，水的电导率增加但含氧量却降低。
海水中的盐度并不和NaCl 的行为相一致，这是因为其中所含的钙离子和镁离子，能够在金属表面析出碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对金属有一定的保护作用。
河口区海水的盐度低，钙和镁的含量较小，金属的腐蚀性增加。
海水中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜,并能与金属离子形成络合物,后者在水解时产生氢离子，使海水的酸度增大，使金属的局部腐蚀加强。
电导率海水中不仅含盐量高，而且其中的盐类几乎全部处于电离状态，这使得海水成为一种导电性良好的电解质。
这就决定了海水腐蚀过程中，不仅微观电池腐蚀的活性大，同时宏观电池的活性也大。
研究表明：随着电导率的增大，微观电池腐蚀和宏观电池腐蚀都将加速。
溶解氧海水溶解氧的含量越多，金属在海水中的电极电位越高，金属的腐蚀速度越快。
但对于铝和不锈钢一类金属，当其被氧化时，表面形成一薄层氧化膜，保护金属不再被腐蚀,即保持了钝态。
此外，在没有溶解氧的海水中,铜和铁几乎不受腐蚀。
（常压下氧在海水中的溶解度如下）（表一）酸碱度一般来说，海水的pH升高，有利于抑制海水对钢铁的腐蚀。
但是海水pH远没有含氧量对付腐蚀的影响大，尽管表层海水pH比深层海水高，但由于表层海水中的植物光合作用，含氧量远比深处海水高，所以表层海水的腐蚀性远比深层海水要强，这与实际的实验结论是一致的。
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部分材料在海水中的腐蚀数据及特性
1Cr18Ni9Ti不锈钢材料在海水中虽然平均腐蚀速率很小，但有时由于表面加工的缺陷或表面的钝化膜受到破坏，易出现严重的点蚀，即整体很好，但局部可能腐蚀穿孔。
因此，根据国外的规范，在海水条件下，不推荐用该种材料制作长期工作在海水条件下的设备。
在海水条件下长期工作的设备，选用材料要求为316或以上不锈钢材料。
在要求严格的情况下，对于316及316L以上不锈钢材料在海水中长期使用时，也需做阴极保护。
如根据德国西门子发电公司的设计中就要求对该类材料的拦污栅、旋转滤网等，采用外加电流方式进行保护。