金属在海水环境中的腐蚀

关于金属在海水环境中的腐蚀4.2.1海水腐蚀特点4.2.1.1盐类及导电率海水为腐蚀性介质，特点是含多种盐类，盐分中主要是NaCl，常把海水近似地看作质量分数为3%或3.5%的NaCl溶液。盐度是指1000g海水中溶解固体盐类物质的总克数，一般海水的盐度在3.2％~3.75％之间，通常取3.5％为海水的盐度平均值。海水中氯离子的含量很高，占总盐量的58.04%，使其具有较大腐蚀性。海水平均电导率为4×10-2S/cm，远超过河水和雨水的电导率。第2页,共13页，2024年2月25日，星期天4.2.1.2溶解氧海水中溶解氧，是海水腐蚀的重要因素。正常情况下海水表面层被空气饱和；氧的浓度随水温一般在(5~10)×10-6cm3/L范围内变化。由表4-4可见，盐的浓度和温度愈高，氧的溶解度愈小。第3页,共13页，2024年2月25日，星期天表4-4氧在海水中的溶解度第4页,共13页，2024年2月25日，星期天4.2.1.3海水的电化学特点1)多数金属,除特别活泼金属镁及其合金外,海水中的腐蚀过程都是氧去极化过程,腐蚀速度由氧扩散过程控制。2)大多数金属(铁、钢、锌等)，在海水中发生腐蚀时，阳极过程的阻滞作用很小,海水中Cl-离子浓度高,海水中用增加阳极阻滞方法来减轻海水腐蚀的可能性不大,添加合金元素钼,才能抑制Cl-对钝化膜的破坏作用，改进材料在海水中的耐蚀性。3)海水电导率很高,电阻性阻滞很小,对海水腐蚀,微观电池的活性较大,宏观电池活性也较大。在海水中,异种金属接触引起的电偶腐蚀有相当大的破坏作用。如舰船的青铜螺旋桨可引起远达数十米处的钢船壳体的腐蚀。4)海水中金属易发生局部腐蚀破坏。如点蚀，缝隙腐蚀，湍流腐蚀和空泡腐蚀等。

第5页,共13页，2024年2月25日，星期天4.2.2影响海水腐蚀的因素海水中盐类,溶解氧、海洋生物和腐烂的有机物,海水的湿度、流速与pH值等都对海水腐蚀有很大的影响。1)盐类NaCl为主,海水中盐的浓度与钢的腐蚀速度最大的盐浓度范围相近,当溶盐浓度超过一定值,因氧溶解度降低,金属腐蚀速度下降,见图4-8。第6页,共13页，2024年2月25日，星期天图4-8钢的腐蚀速度与NaCl浓度的关系第7页,共13页，2024年2月25日，星期天2)pH值海水pH在7.2~8.6之间。pH值可因光合作用而稍有变化；在深海处pH值略有降低,不利于金属表面生成保护性的盐膜。3)溶解氧海水中的溶解氧是海水腐蚀的重要因素。大多数金属在海水中的腐蚀受氧去极化作用控制。溶解氧含量随海水深度不同而变化.海水表面与大气接触含氧量高达12×10-6cm3/L。海平面至-800m深处,含O逐渐减少并达到最低值;海洋动物要消耗氧气；-800m再降-1000m，溶氧量又上升，接近海水表面的氧浓度，因为深海水温度较低、压力较高的缘故。第8页,共13页，2024年2月25日，星期天4)温度海水T每升高10℃，化学反应速度提高约10%，海水中金属的腐蚀速度将随之增加。但T升高,氧在海水中的溶解度下降，每升高10℃,氧的溶解度约降低20%，使金属的腐蚀速度略有降低。温度变化与海洋生物有关。海水温度与金属腐蚀速度之间的关系是相当复杂的。5)流速许多金属发生腐蚀与海水流速有较大关系。对铁、铜等金属存在V临界，V>V临界，金属腐蚀明显加快。含钛、含钼不锈钢，高速海水中抗蚀性能较好。

第9页,共13页，2024年2月25日，星期天6)海洋生物海洋生物在船舶或海上构筑物表面附着形成缝隙，易诱发缝隙腐蚀。微生物的生理作用会产生氨、CO2和H2S等腐蚀物质，如硫酸盐还原菌作用产生S2-,会加速金属腐蚀。

第10页,共13页，2024年2月25日，星期天4.2.3海水中常用金材料的耐蚀性金属材料在海水中的耐蚀性差别很大；钛合金和Ni-Cr合金耐蚀性最好；铸铁和碳钢耐蚀性较差。不锈钢的均匀腐蚀速度很小；在海水中易产生点蚀。常用金属材料耐海水腐蚀性能表4-6。

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