金屬在海水環(huán)境中的腐蝕

關(guān)于金屬在海水環(huán)境中的腐蝕第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六4.2.1海水腐蝕特點4.2.1.1鹽類及導(dǎo)電率海水為腐蝕性介質(zhì)，特點是含多種鹽類，鹽分中主要是NaCl，常把海水近似地看作質(zhì)量分數(shù)為3%或3.5%的NaCl溶液。鹽度是指1000g海水中溶解固體鹽類物質(zhì)的總克數(shù)，一般海水的鹽度在3.2％~3.75％之間，通常取3.5％為海水的鹽度平均值。海水中氯離子的含量很高，占總鹽量的58.04%，使其具有較大腐蝕性。海水平均電導(dǎo)率為4×10-2S/cm，遠超過河水和雨水的電導(dǎo)率。第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六4.2.1.2溶解氧海水中溶解氧，是海水腐蝕的重要因素。正常情況下海水表面層被空氣飽和；氧的濃度隨水溫一般在(5~10)×10-6cm3/L范圍內(nèi)變化。由表4-4可見，鹽的濃度和溫度愈高，氧的溶解度愈小。第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六表4-4氧在海水中的溶解度第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六4.2.1.3海水的電化學(xué)特點1)多數(shù)金屬,除特別活潑金屬鎂及其合金外,海水中的腐蝕過程都是氧去極化過程,腐蝕速度由氧擴散過程控制。2)大多數(shù)金屬(鐵、鋼、鋅等)，在海水中發(fā)生腐蝕時，陽極過程的阻滯作用很小,海水中Cl-離子濃度高,海水中用增加陽極阻滯方法來減輕海水腐蝕的可能性不大,添加合金元素鉬,才能抑制Cl-對鈍化膜的破壞作用，改進材料在海水中的耐蝕性。3)海水電導(dǎo)率很高,電阻性阻滯很小,對海水腐蝕,微觀電池的活性較大,宏觀電池活性也較大。在海水中,異種金屬接觸引起的電偶腐蝕有相當大的破壞作用。如艦船的青銅螺旋槳可引起遠達數(shù)十米處的鋼船殼體的腐蝕。4)海水中金屬易發(fā)生局部腐蝕破壞。如點蝕，縫隙腐蝕，湍流腐蝕和空泡腐蝕等。

第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六4.2.2影響海水腐蝕的因素海水中鹽類,溶解氧、海洋生物和腐爛的有機物,海水的濕度、流速與pH值等都對海水腐蝕有很大的影響。1)鹽類NaCl為主,海水中鹽的濃度與鋼的腐蝕速度最大的鹽濃度范圍相近,當溶鹽濃度超過一定值,因氧溶解度降低,金屬腐蝕速度下降,見圖4-8。第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六圖4-8鋼的腐蝕速度與NaCl濃度的關(guān)系第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六2)pH值海水pH在7.2~8.6之間。pH值可因光合作用而稍有變化；在深海處pH值略有降低,不利于金屬表面生成保護性的鹽膜。3)溶解氧海水中的溶解氧是海水腐蝕的重要因素。大多數(shù)金屬在海水中的腐蝕受氧去極化作用控制。溶解氧含量隨海水深度不同而變化.海水表面與大氣接觸含氧量高達12×10-6cm3/L。海平面至-800m深處,含O逐漸減少并達到最低值;海洋動物要消耗氧氣；-800m再降-1000m，溶氧量又上升，接近海水表面的氧濃度，因為深海水溫度較低、壓力較高的緣故。第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六4)溫度海水T每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速度提高約10%，海水中金屬的腐蝕速度將隨之增加。但T升高,氧在海水中的溶解度下降，每升高10℃,氧的溶解度約降低20%，使金屬的腐蝕速度略有降低。溫度變化與海洋生物有關(guān)。海水溫度與金屬腐蝕速度之間的關(guān)系是相當復(fù)雜的。5)流速許多金屬發(fā)生腐蝕與海水流速有較大關(guān)系。對鐵、銅等金屬存在V臨界，V>V臨界，金屬腐蝕明顯加快。含鈦、含鉬不銹鋼，高速海水中抗蝕性能較好。

第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六6)海洋生物海洋生物在船舶或海上構(gòu)筑物表面附著形成縫隙，易誘發(fā)縫隙腐蝕。微生物的生理作用會產(chǎn)生氨、CO2和H2S等腐蝕物質(zhì)，如硫酸鹽還原菌作用產(chǎn)生S2-,會加速金屬腐蝕。

第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六4.2.3海水中常用金材料的耐蝕性金屬材料在海水中的耐蝕性差別很大；鈦合金和Ni-Cr合金耐蝕性最好；鑄鐵和碳鋼耐蝕性較差。不銹鋼的均勻腐蝕速度很??；在海水中易產(chǎn)生點蝕。常用金屬材料耐