海水腐蚀

在吃水线处（第十段），腐蚀图显示该区域 没有发生点蚀，甚至没有均匀腐蚀的痕迹， 有资料表明，潮差区(即本文中吃水线区) 其光滑的表面表明该区域在电化学反应中 试样表面锈层由FeOOH和Fe3O4 组成,海水 为阴极区。与传统的实验室研究相一致。 全浸区试样表面锈层由FeOOH组成,这种
锈层结构的差异直接产生了试样间的腐 蚀电位差,使潮差区的钢样受到了阴极保 但是该区域为阴极区的原因却有不同，一般 护。
实验结果讨论
在大气区（14段及其上部分），金属虽然和 大气接触，但是该处金属表面平均湿度很 小，因此该区域在电化学腐蚀中扮演的角 色是阴极，故该处腐蚀较小。
对于飞溅区（约11-13段），其处于活跃带， 即有间歇性的风也有海浪的活动。该区域 大部分时间处于湿润状态，表层只有一层 很薄的水分，这样该区域氧充足，在电化 学反应中相对于大气区属于阳极，因而发 生严重的腐蚀。
文献阅读
低水位加速腐蚀涉及的原因很多，除了细 菌外，外露在水面的钢条的长度，该地区 的盐度，水流速度等，都可能是低水位加 速腐蚀的原因。该论文只研究一个方向， 即在非潮汐、低污染、低流速条件下，钢 条水上部分和水下部分的长度比对腐蚀剖 面图的影响。
试验方法
将截面为50×3mm，长1m的低碳钢钢条用尼龙绳 系在专门设计的浮子上，如图所示。并将装置 放在澳大利亚东海岸杰维斯湾受保护的皇家海 军的设施上。
（2）对锈蚀的表面和质量损失剖面图的观 察表明，吃水线以上的腐蚀机理是氧分压 差，与经典的描述浸泡区的局部腐蚀机理 相符。然而，飞溅区和浸泡阳极区的点蚀 图有很大区别。
在吃水线处（第 十段），腐蚀 质量损失较少， 点蚀也不多。
右图是吃水线以下的腐蚀 图。在同一高度上，钢条 之间的腐蚀差别比较大。
在水下200mm-500mm这 区域内有一些离散分布的 大点蚀坑。 在更深处，腐蚀的质量损 失和点蚀的严重性下降， 均匀腐蚀占的比例上升。 钢条下端有边缘腐蚀的痕 迹。
认为是氧浓差电池引起潮差区钢样受阴极 保护。
在全浸区中部（约第8-9段），该区域腐蚀比较严 重，而且随深度加深，腐蚀加大，表明该区域为 阳极区。 这是为什么呢？ 查阅文献显示，吃水线区试样的锈层结构与全浸 区不同,不同的锈层结构导致了腐蚀电位的差异,因 而使吃水线区的电位比全浸区高,电位差形成了电 偶电流的驱动力,使吃水线区得到了阴极保护 ，而 全浸区中部成为阳极发生加速腐蚀。
文献实验部分及分析讨论
在20世纪50年代,Humbe,LaQue,Larrabee这三 个人对竖直放置在美国大西洋海岸的低碳钢钢 条进行腐蚀试验研究，并得到一系列结果。 但是所得到的腐蚀剖面图却不能完全代表所有 的情况，因为某些情况下，在海洋低潮位处以 及紧靠该区域下方的位置腐蚀量很高，这种现 象称为“低潮位加速腐蚀”。
海水腐蚀区带环境条件
海水全浸区：
① 浅海区：海水通常为氧饱和，海生物污损、 海水流速、水温、污染等都有可能起重要作 用 ② 大陆架区：无植物污损，动物污损也大大减 少。氧含量有所降低，水温也较低 ③ 深海区：氧含量不一，温度接近0℃，海水流 速低，pH值比表层低。 海泥区：往往存在细菌，如硫酸盐还原菌。海 底沉积物的特征和形状不同。
和CO2溶入量近乎饱和，PH值在8.2左右，是腐蚀性电
解液。
海洋环境及腐蚀特点
其电化学特征如下： ① 海水导电性好，腐蚀过程的电阻小； ② 海水腐蚀主要为氧去极化腐蚀； ③ 海水中氯离子含量高，大多数金属 如钢铁、铸铁、锌、镉等在海水中 不能处于钝态。 影响海水腐蚀的因素一般有：海水含盐 量，温度，溶氧量，pH值，流速与波浪， 海生物等。
低碳钢在海水中竖 直方向的腐蚀
目录
海洋环境及腐蚀特点
海水腐蚀区带
文献阅读
分析讨论
海洋环境及腐蚀特点
海洋环境涉及海洋大气、海水、海泥、潮汐、海流、
海洋生物等。海洋大气与远离海岸线的大气不同，海
洋大气中含有盐粒子，这将对材料的腐蚀行为产生重 要影响。海泥、潮汐、海流、海洋生物等都对腐蚀起 不同的作用。而海水是一种复杂的天然平衡体系，它 具有高含盐量，导电性和生物活性，表层海水中的O2
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每个长100mm的钢条腐蚀损失如图所示。
将上述图中数据拟 合得到相应的趋势 线如图所示。 A-D试样的沉浸长 度短（上图）， E-G试样的沉浸长 度长（下图）。
实验结果分析
在对吃水线以上（1013段）金属表面纹理 的检查显示，该区域 点蚀相当密集，并且 点蚀很深，钢条之间 只有细微的差别。这 从该处标准差的值也 可以看出。 在更高处，腐蚀以均 匀腐蚀为主，只有较 少的、孤立的点蚀。
实验部分
钢条标记为A-G，浸入到海水的深度分别为 0.3m,0.4m,0.5m，„„，0.9m。钢条上半部分暴露 在空气中。钢条经过冷轧处理。经过12个月，钢条 被带回实验室，清除表面蓬松的锈，每一段都被切 成100mm长的条状并按顺序编号，并按照ASTM G32004标准清洗，并测量其质量。
钢条的表面状况如图，第十段在吃水线位置
海水腐蚀区带
通常所指的海洋 环境大体分为5 个腐蚀区带：海 洋大气区、海水 飞溅区、海水潮 差区、海水全浸 区和海泥区。 右图为海洋 腐蚀区带示意图。
海水腐蚀区带环境条件
海洋大气区：风带来细小的海盐颗粒。影 响腐蚀性的因素是海盐含量、湿度、风速、 雨量、温度、太阳照射等。 海水飞溅区：潮湿、充分充气的表面，海 水飞溅，无海生物污损 海水潮差区：周期沉浸，供养充分，有海 生物污损。
在全浸区中下部（约1-7段），通过对试样 的表面分析表明该区域存在随机分布的大 型中央坑以及欠发展的点蚀坑。 原因? 根据现有理论分析，在有氧腐蚀条件下，处 于主导地位的点蚀坑往往会抑制周边点蚀 的发展，并在其周围产生一个阴极区，进 一步抑制了点蚀的发展。
结论
（1）钢条在吃水线处腐蚀程度低，而在较 高处被称为“飞溅区”的地方腐蚀程度较 高。在紧接吃水线以下区域的腐蚀量也比 较大。数据显示，浸泡区腐蚀的程度与吃 水线下钢条的长度有关。钢条越长，腐蚀 衰减越快。