海水 海洋大气腐蚀特点及防腐

海水、海洋大气中的金属腐蚀

1、海水水质的主要特点

含盐量高，盐度一般在35g/L左右；腐蚀性大；海水中动、植物多；海水中各种离子组成比例比较稳。pH变化小，海水表层pH在8.1～8.3范围内，而在深层pH则为7.8左右。

2、海水腐蚀的特点

海水腐蚀为电化学腐蚀；海水腐蚀的阳极极化阻滞对大多数金属（铁、钢、铸铁、锌等）都很小，因而腐蚀速度相当大;海水氯离子含量很高，Cl-破坏钝化膜，因此大多数金属在海水中不能建立钝态，在海水中由于钝化的局部破坏，很容易发生空隙和缝隙腐蚀等局部腐蚀。不锈钢在海水中也遭到严重腐蚀；多数金属阴极过程为氧去极化作用，少数负电性很强金属（Mg）及合金腐蚀时发生阴极氢去极化作用；海水电导率很大，海水腐蚀电阻性阻滞很小，所以海水腐蚀中不仅腐蚀微电池的活性大，腐蚀宏电池的活性也很大。

海水的电阻率很小，因此异种金属接触能造成的显着的电偶腐蚀。其作用强烈，作用范围大。

3、海水腐蚀的影响因素

3.1盐类及浓度

盐度是指100克海水中溶解的固体盐类物质的总克数。一般在相通的海洋中总盐度和各种盐的相对比例并无明显改变，在公海的表层海水中，其盐度范围为3.20％～3.75％，这对一般金属的腐蚀无明显的差异。但海水的盐度波动却直接影响到海水的比电导率，比电导率又是影响金属腐蚀速度的一个重要因素，同时因海水中含有大量的氯离子，破坏金属的钝化，所以很多金属在海水中遭到严重腐蚀。

盐类以Cl-为主，一方面：盐浓度的增加使得海水导电性增加，使海水腐蚀性很强；另一方面：盐浓度增大使溶解氧浓度下降，超过一定值时金属腐蚀速度下降。

3.2 pH值

海水pH在7.2-8.6之间，为弱碱性，对腐蚀影响不大。

3.3碳酸盐饱和度

在海水pH条件下，碳酸盐达到饱和，易沉积在金属表面形成保护层。若未饱和，则不会形成保护层，使腐蚀速度增加。

3.4含氧量

海水腐蚀是以阴极氧去极化控制为主的腐蚀过程。海水中的含氧量是影响海水腐蚀性的重要因素。氧在海水中的溶解度主要取决于海水的盐度和温度，随海水盐度增加或温度升高，氧的溶解度降低。如果完全除去海水中的氧，金属是不会腐蚀的。对碳钢、低合金钢和铸铁等，含氧量增加，则阴极过程加速，使金属腐蚀速度增加。但对依靠表面钝化膜提高耐蚀性的金属，如铝和不锈钢等，含氧量增加有利于钝化膜的形成和修补，使钝化膜的稳定性提高，点蚀和缝隙腐浊的倾向减小。

含氧量增加，金属腐蚀速度增加；对于能形成钝化膜的金属，含氧量适当增加，有助于防止腐蚀的进一步进行。

3.5温度

一方面：温度升高，腐蚀速度加快。另一方面：温度升高，氧在海水中溶解度下降，引起腐蚀速度减小

海水的温度随着时间、空间上的差异会在一个比较大的范围变化。从两极到赤道，表层海水温度可由0℃增加到35℃，海底水温可接近0℃，表层海水温度还随季节而呈周期性变化。温度对海水腐蚀的影响是复杂的。从动力学方面考虑，温度升高，会加速金属的腐蚀。另一方面，海水温度升高，海水中氧的溶解度降低，同时促进保护性碳酸盐的生成，这又会减缓钢在海水中的腐蚀。但在正常海水含氧量下，温度是影响腐蚀的主要因素。这是因为含氧量足够高时（实测值为5?mL／L以上），控制阴极反应速度的是氧的扩散速度，而不是含氧量。对于在海水中钝化的金属，温度升高，钝化膜稳定性下降，点蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀的敏感性增加。

3.6流速

流速增加，金属腐蚀速度增加。海水腐蚀是借助氧去极化而进行的阴极控制过程，并且主要受氧的扩散速度的控制，海水流速和波浪由于改变了供氧条件，必然对腐蚀产生重要影响。另一方面，海水对金属表面有冲蚀作用，当流速超过某一临界流速wc时，金属表面的腐蚀产物膜被冲刷掉，金属表面同时受到磨损，这种腐蚀与磨损联合作用，使钢的腐蚀速度急剧增加。对于在海水中能钝化的金属，如不锈钢、铝合金、钛合金等，海水流速增加会促进其钝化，可提高耐蚀性。

3.7海生物的影响

海生物在大多数情况下是加大腐蚀的，尤其是局部腐蚀。海水中叶绿素植物可使海

使周围海水酸性加大，海生物死亡、腐烂可产生酸性水中含氧量增加，海生物放出的CO

2

物质和H

S，这些都可使腐蚀加速。此外，有些海生物会破坏金属表面的油漆或镀层，有2

些微生物本身对金属就有腐蚀作用。

4、海洋大气腐蚀

大气腐蚀基本上属于电化学性腐蚀范围。它是一种液膜下的电化学腐蚀，和浸在电

解质溶液内的腐蚀有所不同。由于金属表面上存在着一层饱和了氧的电解液薄膜，使大

气腐蚀以优先的氧去极化过程进行腐蚀。另一方面在薄层电解液下很容易造成阳极钝化

的适当条件，固体腐蚀产物也常以层状沉积在金属表面，因而带来一定的保护性。例如，

钢中含有千分之几的铜，由于生成一层致密的、保护性较强的锈膜，使钢的耐蚀性得到

明显改善。

海洋大气是指在海平面以上由于海水的蒸发，形成含有大量盐分的大气环境。此种

大气中盐雾含量较高，对金属有很强的腐蚀作用。与浸于海水中的钢铁腐蚀不同 ,海洋

大气腐蚀同其它环境中的大气腐蚀一样是由于潮湿的气体在物体表面形成一个薄水膜而

引起的。这种腐蚀大多发生在海上的船只、海上平台以及沿岸码头设施上。普通碳钢在

海洋大气中的腐蚀比沙漠大气中大50倍～100倍。除了在强风暴的天气中，在距离海岸近

的大气中的金属材料，特别是在距海岸200m以内的大气区域中，强烈的受到海洋大气的

影响，

离海岸24m处钢的腐蚀比240m处大12倍，海洋大气中金属材料腐蚀速率明显变化发.

生在距海岸线 15 km到 25 km之间。因此，海洋大气的影响范围一般界定为20km左右。

海洋大气中相对湿度较大，同时由于海水飞沫中含有氯化钠粒子，所以对于海洋钢结构

来说，空气的相对湿度都高于它的临界值。因此，海洋大气中的钢铁表面很容易形成有

腐蚀性的水膜。薄水膜对钢铁的作用而发生大气腐蚀的过程，符合电解质中电化学腐蚀

的规律。这个过程的特点是氧特别容易到达钢铁表面，钢铁腐蚀速度受到氧极化过程控

制。空气中所含杂质对大气腐蚀影响很大，海洋大气中富含大量的海盐粒子，这些盐粒

子杂质溶于钢铁表面的水膜中，使这层水膜变为腐蚀性很强的电解质，加速了腐蚀的进

行，与干净大气的冷凝水膜比，被海雾周期饱和的空气能使钢的腐蚀速度增加８倍。

5、海洋大气腐蚀的影响因素

5.1 大气相对湿度

海洋大气中相对湿度较大，空气的相对湿度都高于它的临界值。因此海洋大气中的

钢铁表而有腐蚀性水膜。表面水膜的厚度对钢铁的海洋大气腐蚀有重要影响，它直接影

响到钢铁腐蚀速率和腐蚀机理。同一般的大气腐蚀相比，由于海洋大气环境具有高的湿

度，钢铁表面通常存在较厚的水膜，随着水膜厚度的增加，腐蚀速度变大。对于海洋大