金属在某些环境中的腐蚀与防护

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1、材 料 腐 蚀 与 防 护 7.1 大 气 腐 蚀7.2 土 壤 腐 蚀7.3 海 水 腐 蚀 第 七 章 金 属 在 某 些 环 境 中 的 腐 蚀 大 气 的 腐 蚀 性 大 气 腐 蚀 的 特 点 大 气 腐 蚀 的 影 响 因 素 防 锈大 气 腐 蚀 土 壤 腐 蚀 的 特 点 埋 地 钢 铁 管 道 的 保 护 土 壤 腐 蚀 的 几 种 常 见 形 式 土 壤 腐 蚀 海 水 腐 蚀 船 舶 和 海 洋 设 施 的 保 护 海 水 腐 蚀 7.1 大 气 腐 蚀 成 分 克 /米 重 量 成 分 毫 克 /米 重 量 ppm空 气 1172 100 氖 (Ne) 14 12氮 (

2、N2) 879 75 氪 (Kr) 4 3氧 (O2) 269 23 氦 (He) 0.8 0.7氩 (Ar) 15 1.26 氙 (Xe) 0.5 0.4水 蒸 汽 8 0.70 氢 (H2) 0.05 0.04二 氧 化 碳 0.5 0.04大 气 的 近 似 组 成 (10oC， 100KPa) 空 气 中 氧 的 含 量 约 23%， 是 大 量 的 也 是 主 要 的 腐蚀 剂 ， 直 接 参 与 金 属 的 腐 蚀 反 应 。 空 气 相 对 湿 度 对 金 属 的 大 气 腐 蚀 也 有 重 要 影 响 。 (相 对 湿 度 ： 空 气 中 水 蒸 气 含 量 与 同 温 度 下

3、 饱 和水 蒸 气 含 量 的 比 值 的 百 分 数 )。 杂 质 典 型 浓 度 ， 微 克 /米 二 氧 化 硫 (SO2) 工 业 区 ： 冬 天 350， 夏 天 100农 村 地 区 ： 冬 天 100， 夏 天 40二 氧 化 硫 (SO3) 大 约 为 SO2含 量 的 10硫 化 氢 (H2S) 工 业 区 ： 1.590 城 市 地 带 ： 0.51.7农 村 地 区 ： 0.150.45 春 季 测 量 数 字氨 (NH3) 工 业 区 ： 4.8 农 村 地 区 ： 2.1氯 化 物(空 气 样 品 ) 内 地 工 业 区 ： 冬 天 4.8， 夏 天 2.7沿 海 农

4、 村 区 ： 年 平 均 5.4氯 化 物(雨 水 样 品 ) 内 地 工 业 区 ： 冬 天 7.9， 夏 天 5.3沿 海 农 村 区 ： 冬 天 57， 夏 天 18 毫 克 /升 尘 粒 工 业 区 ： 冬 天 250， 夏 天 100农 村 地 区 ： 冬 天 60， 夏 天 15 大 气 的 次 要 成 分 (杂 质 ) 当 空 气 湿 度 达 到 100%， 形 成 肉 眼 可 见 的 水 膜 ； 当 空 气 的 相 对 湿 度 低 于 100%， 金 属 表 面 也 可 能 形 成水 膜 ， 原 因 是 ： 由 于 金 属 表 面 上 形 成 的 水 膜 并 不 是 纯 净 的

5、 水 ， 形 成 电解 质 溶 液 。 因 此 ， 大 气 腐 蚀 属 于 电 化 学 腐 蚀 范 畴 。 毛 细 凝 聚 化 学 凝 聚 吸 附 凝 聚 毛 细 管 半 径Ao 冷 疑 时 相 对 湿 度% 毛 细 管 半 径 Ao 冷 疑 时 相 对 湿 度%3609447 989080 302115 706050构 件 中 的 狭 缝金 属 表 面 上 的 灰 尘腐 蚀 产 物 中 的 细 孔大 气 腐 蚀 条 件 下 水 汽 毛 细 凝 聚 的 可 能 中 心毛 细 管 半 径 与 水 汽 冷 疑 所 需 相 对 湿 度 的 关 系 溶 液 中 的 盐 相 对 湿 度 % 溶 液 中

6、的 盐 相 对 湿 度 %硫 酸 铜硫 酸 钾硫 酸 钠碳 酸 钠 硫 酸 亚 铁硫 酸 锌 硫 酸 镐 氯 化 钾 硫 酸 铵 989893929290898681 氯 化 铵氯 化 钠氯 化 亚 铜氯 化 亚 铁 氯 化 镍 碳 酸 钾 氯 化 镁 氯 化 钙 氯 化 锌 807668565444343210与 饱 和 盐 溶 液 平 衡 的 空 气 相 对 湿 度 ( 20oC ) 吸 附 水 膜 厚 度 与 空 气 相 对 湿 度 的 关 系 (洁 净 的 细 磨 过 的 铁 表 面 ) :干 大 气 腐 蚀 =10100 :潮 大 气 腐 蚀 =100 1m :湿 大 气 腐 蚀 =

7、1 m1mm :全 浸 , 1mm大气腐蚀速度 水 膜 厚 度 大 气 腐 蚀 的 类 型干 大 气 腐 蚀 ： 空 气 十 分 干 燥 ， 金 属 表 面 上 不 存 在 水 膜 ,金 属 的 腐 蚀 属 于 常 温 氧 化 。 潮 大 气 腐 蚀 ： Rh100%， 在 金 属 表 面 上 存 在 肉 眼 不 可 见 的 薄 液 膜 ,随 水 膜 厚 度 增 加 ,V-迅 速 增 大 。湿 大 气 腐 蚀 ： Rh100%， 金 属 表 面 上 形 成 肉 眼 可 见 的 水 膜 ， 随 水 膜 厚 度 增 加 ， V -逐 渐 减 小 。 大 气 腐 蚀 的 特 点 氧 分 子 还 原

8、反 应 速 度 较 大 ， 成 为 主 要 的 阴 极 过 程 。即 使 液 膜 呈 酸 性 ， 氧 分 子 还 原 反 应 仍 占 阴 极 过 程 的 主 要地 位 ； 在 薄 的 液 膜 下 氧 容 易 到 达 金 属 表 面 ， 有 利 于 金 属 钝化 ； 潮 的 大 气 腐 蚀 受 阳 极 极 化 控 制 ， 湿 的 大 气 腐 蚀 受 阴极 极 化 控 制 ； 此 外 ， 腐 蚀 产 物 的 性 质 对 大 气 腐 蚀 过 程 有 重 要 影 响 。 析出H2或吸收O2的体积(cm 3/dm2) 镁 在 全 浸 ， 蒸 镏 水 薄 膜 和 洁 净 大 气 条 件 下 腐 蚀 时 的

9、 氢 去 极 化 及 氧 去 极 化 全 浸 薄 水 膜 大 气 腐 蚀 氧 去 极 化 氢 去 极 化(根 据 ToMawoB) 50 100 150 200302010 1 (根 据 Po3eHe b4) 氧扩散层厚度()氧还原反应速度(mA/cm2) 水 膜 厚 度 () （ 铜 表 面 上 ）1.21.00.80.60.40.2 0 0 200 400 600180150120906030021 大 气 腐 蚀 的 影 响 因 素 （ 1） 气 候 条 件 ： 湿 度 、 降 水 量 、 温 度 、 日 照 量 ； （ 2） 大 气 污 染 物 质 ： SO2 ： 能 强 烈 促 进

10、钢 铁 的 大 气 腐 蚀 盐 粒 ： 溶 解 于 金 属 表 面 水 膜 ， 增 加 吸 湿 性 和 导 电 性 ， 氯 离 子 还 具 有 强 腐 蚀 性 。 烟 尘 ： 烟 尘 落 在 金 属 表 面 ， 能 吸 附 腐 蚀 性 物 质 ， 或 者 在 金 属 表 面 上 形 成 缝 隙 ， 增 加 水 汽 凝 聚 。 铁 的 大 气 腐 蚀 (大 气 中 含 0.01%SO2)暴 露 55天 的 结 果相 对 湿 度 (%) 12010080604020(mg/dm2 )腐蚀增重 20 40 60 80 1000 抛 光 钢 试 样 大 气 腐 蚀 （ 空 气 中 杂 质 ）(mg/d

11、m2 )腐蚀增重 相 对 湿 度 (%) E: 烟 尘 颗 粒 +0.01%SO2D: 硫 铵 颗 粒 +0.01%SO2C: 无 颗 粒 +0.01%SO2 B: 硫 铵 颗 粒 无 SO2 A: 纯 净 空 气12080400 30 50 60 80 90 99E D CBA SO2对 钢 铁 大 气 腐 蚀 的 影 响 (根 据 Evans)1 2 4 8 16时 间 (天 ) 90.0 67.5 45.0 22.5 0-22.5-45.0-67.5-90.0-112.5重量变化mg 222 BAAB 曲 线 A:暴 露 到 不 含 SO2湿 空 气 中 ;曲 线 B:暴 露 到 含 S

12、O2 空 气 中 ; SO2对 钢 铁 大 气 腐 蚀 的 影 响 (根 据 Evans)1 2 4 8 16 时 间 (天 )32 2222 222 22 CDDC 防 锈 各 种 金 属 耐 大 气 腐 蚀 性 能 ： 普 通 碳 钢 在 潮 湿 和 污染 大 气 中 很 容 易 生 锈 ， 须 使 用 油 漆 涂 料 之 类 的 覆 盖 层 进行 保 护 。 含 铜 、 磷 、 铬 、 镍 的 低 合 金 钢 有 良 好 的 耐 大 气腐 蚀 性 能 。 当 大 气 污 染 严 重 时 ， 不 含 钼 的 奥 氏 体 不 锈 钢也 会 产 生 锈 点 。 有 色 金 属 铝 、 铜 、

13、铅 、 锌 有 良 好 耐 大 气腐 蚀 性 能 ， 但 当 存 在 污 染 物 质 时 ， 腐 蚀 速 度 增 大 。 金 属 工 业 大 气 海 洋 大 气 农 村 大 气 铝 铜 铅 锡 镍 锌 (99.9%) 锌 (99. %) 碳 钢低 合 金 钢 (4Cu,1.1Cr,0.16P) 0.813 1.19 0.432 1.19 3.25 5.13 4.90 9.65 1.02 0.71 1.32 0.406 2.31 0.102 1.60 1.75 0.0254 0.584 0.483 0.457 0.152 0.864 1.07 部 分 金 属 大 气 腐 蚀 速 度 （ mm/y

14、） 涂 料 和 金 属 镀 层 对 于 机 器 设 备 和 管 道 的 外 表 面 ， 构 件 和 建 筑 物 ， 最常 用 的 防 锈 方 法 是 油 漆 涂 料 覆 盖 层 。 化 工 大 气 防 腐 蚀 涂 料 ： 各 种 环 氧 树 脂 漆 、 过 氯 乙 烯漆 、 乙 烯 漆 、 有 机 硅 耐 热 漆 、 铝 粉 漆 、 聚 氨 酯 漆 等 。 金 属 镀 层 用 得 较 多 的 是 钢 管 和 部 件 镀 锌 、 镉 和 铬 。 金 属 制 品 在 加 工 贮 存 和 运 输 中 的 防 锈(1)降 低 空 气 湿 度 (2)暂 时 性 防 锈 层 “ 暂 时 ” 并 不 是 指

15、 时 间 短 ， 而 是 指 金 属 制 品 在 连 续加 工 或 使 用 时 可 以 顺 利 地 将 防 锈 材 料 除 去 。 常 见 的 防 锈 材 料 ： 防 锈 水 、 防 锈 切 削 液 、 防 锈 油和 防 锈 脂 、 防 锈 塑 料 、 气 相 缓 蚀 剂 (记 为 VPI或 VCI)。 名 称 配 方 使 用 903(FZ-4)防 锈 脂（ 热 涂 型 ） 石 油 磺 酸 钡 10%司 本 80 4.5%工 业 凡 士 林 85.5% 轴 承 、 工 具 、 机 械 室 内 封存 防 锈 ； 特 封 -24薄 层 防 锈 油 苯 并 三 氮 唑 0.3%石 油 磺 酸 钡 5

16、%环 烷 酸 锌 1%羊 毛 脂 2%磷 酸 三 丁 酯 2%22 号 透 平 油 余 量 钢 、 铜 及 其 合 金 、 镀 锌 层 、镀 隔 层 法 兰 件 ， 硅 钢 片 、铝 等 组 合 件 组 成 的 仪 器 、仪 表 的 库 存 及 长 期 封 存 。662-B 防 锈 油 石 油 磺 酸 钡 2%氧 化 石 油 脂 1% 苯 甲 酸 丁 酯 1%变 压 器 油 余 量 精 密 仪 表 轴 承 的 防 锈 封 存 几 种 防 锈 油 (脂 )的 配 方 及 使 用 两 种 防 锈 纸 的 配 方 及 使 用 名 称 配 方 使 用01号 气 相 防 锈 纸 尿 素 30%苯 甲 酸

17、 钠 20%亚 硝 酸 钠 30%蒸 馏 水 160% 涂 布 量 710g/m2用 于 钢 铁 、 发 蓝件 、 铝 合 金 的 防锈 封 存9号 气 相 防 锈 纸 苯 并 三 氮 唑 50%乌 各 托 品 33%苯 甲 酸 铵 17%蒸 馏 水 300% 涂 布 量 710g/m2用 于 钢 铁 、 铜 及铜 合 金 、 铝 合 金镀 锌 、 镀 隔 件 7.2 土 壤 腐 蚀 (1)土 壤 是 土 粒 、 水 和 空 气 的 混 合 物 。 由 于 水 中 溶有 各 种 盐 类 ， 故 土 壤 是 一 种 腐 蚀 性 电 解 质 ， 金 属 在 土壤 中 的 腐 蚀 属 于 电 化 学

18、 腐 蚀 。 (2)土 壤 是 多 相 结 构 ， 含 有 多 种 无 机 和 有 机 物 质 ，这 些 物 质 的 种 类 和 含 量 既 影 响 土 壤 的 酸 碱 性 ， 又 影 响土 壤 的 导 电 性 。 土 壤 是 不 均 匀 的 ， 长 距 离 地 下 管 道 和大 尺 寸 地 下 设 施 ， 其 各 个 部 位 接 触 的 土 壤 的 结 构 和 性质 变 化 大 。 还 有 大 量 微 生 物 ， 对 金 属 腐 蚀 起 加 速 作 用 。 (3) 影 响 土 壤 腐 蚀 性 的 主 要 因 素 含 水 量 既 影 响 土 壤 导 电 性 又 影 响 含 氧 量 。 氧 的

19、含量 对 金 属 的 土 壤 腐 蚀 有 很 大 影 响 。 土 壤 愈 干 燥 ， 含 盐 量 愈 少 ， 土 壤 电 阻 率 愈 大 ； 土 壤愈 潮 湿 ， 含 盐 量 愈 多 ， 土 壤 电 阻 率 就 愈 小 ， 随 电 阻 率 减小 ， 土 壤 腐 蚀 性 增 强 。 pH值 愈 低 ， 土 壤 腐 蚀 性 愈 强 。 极 强 强 中 弱 极 弱土 壤 电 阻 率 (m) 100土 壤 含 盐 量 (%) 0.75 0.75-0.1 0.1-0.05 0.05-0.01 0.01土 壤 含 水 量 (%) 12-25 12-10 10-7 7-3 40土 壤 PH 值 8.5电 解

20、 失 重 (g/24hr) 6 6-3 3-2 2-1 50 20-50 35 20-30 50 20-50 10-20 7-10 100 20-100 10-20 5-10 60 45-60 20-45 100 50-100 20-50 20电 阻 率 ( m)判 断 土 壤 腐 蚀 性 (1)阴 极 过 程 主 要 是 氧 分 子 还 原 反 应 。 土 壤 的 结 构 和 湿 度 (透 气性 )决 定 了 氧 的 输 送 速 度 ， 从 而 决 定 了 阴 极 反 应 速 度 。 (2)阳 极 过 程 在 中 性 和 碱 性 土 壤 中 ， 腐 蚀 产 物 与 土 壤 粘 结 在 一起

21、， 形 成 一 种 紧 密 层 ， 使 阳 极 过 程 受 到 阻 碍 ， 对 金 属起 到 保 护 作 用 。 土 壤 腐 蚀 的 特 点 (3)控 制 特 征 对 微 电 池 腐 蚀 ， a) 在 干 燥 疏 松 土 壤 中 ， 氧 易 透 过 ，阴 极 反 应 易 进 行 ， 而 铁 转 变 为 钝 态 ， 阳 极 反 应 阻 力 大 ，故 腐 蚀 属 于 阳 极 极 化 控 制 。 b) 在 大 多 数 土 壤 中 ， 氧 的 输送 比 较 困 难 ， 阴 极 反 应 阻 力 大 ， 腐 蚀 属 阴 极 极 化 控 制 。 对 大 电 池 腐 蚀 ， 如 果 阴 极 区 与 阳 极 区

22、 距 离 较 远 ， 欧姆 电 阻 有 重 要 作 用 ， 腐 蚀 过 程 属 于 阴 极 极 化 和 欧 姆 电 阻混 合 控 制 。 I E (I)ca (II) I Eca IRlc (III) I Ea（ I） 大 多 数 土 壤 中 微 电 池 腐 蚀 （ 阴 极 控 制 ） ；（ II） 疏 松 干 燥 土 壤 中 微 电 池 腐 蚀 （ 阳 极 控 制 ） ；（ III） 长 距 离 大 电 池 腐 蚀 （ 阴 极 和 欧 姆 电 阻 控 制 ） ； （ 1） 全 面 腐 蚀 对 于 小 金 属 制 品 ， 主 要 是 全 面 腐 蚀 。 对 于 大 型 设备 ， 长 距 离 管

23、 道 ， 以 大 电 池 造 成 的 局 部 腐 蚀 为 主 。 （ 2） 氧 浓 差 电 池 腐 蚀 富 氧 区 和 贫 氧 区 接 触 的 金 属 部 分 组 成 氧 浓 差 电 池 ，富 氧 区 接 触 的 金 属 表 面 为 阴 极 ； 贫 氧 区 接 触 的 金 属 表面 为 阳 极 。 土 壤 腐 蚀 的 几 种 常 见 形 式 富 氧 区 阳 极 极 化 曲 线较 陡 ， Pa较 大 ， 因 而贫 氧 区 腐 蚀 电 流 较 大 。粘 土 (贫 氧 区 )砂 土 (富 氧 区 )阴 极 阳 极 埋 地 钢 管地 面 土 壤 中 构 成 氧 浓 差 电 池 的 一 种 情 况氧 浓

24、 差 电 池 腐 蚀 (钢 铁 )E Log i （ 3） 杂 散 电 流 腐 蚀 杂 散 电 流 是 指 直 流 电 源 设 备 漏 电 进 入 土 壤 产 生 的电 流 ， 对 地 下 管 道 、 贮 罐 、 电 缆 等 金 属 设 施 ， 造 成 严重 的 腐 蚀 破 坏 。 杂 散 电 流 流 出 的 部 位 成 为 腐 蚀 电 池 的 阳 极 区 ， 金属 发 生 氧 化 反 应 转 变 为 离 子 进 入 土 壤 。 腐 蚀 掉 的 金 属 量 和 流 过 的 杂 散 电 流 的 电 量 成 正 比 ，按 法 拉 弟 电 解 定 律 进 行 估 算 。 电 车 轨 道 漏 出 的

25、杂 散 电 流 对 土 壤 中 钢 铁 管 道 的 腐 蚀 作 用 图 轨 道 架 空 线 电 车 电 流 流 出阳 极 区 域 （ 严 重 腐 蚀 ） 阴 极 区 域 土 壤钢 管 (4)细 菌 腐 蚀 或 微 生 物 腐 蚀 (MIC) 有 的 细 菌 的 生 命 活 动 的 代 谢 产 物 具 有 很 强 的 腐 蚀 性 。 有 的 细 菌 的 生 命 活 动 能 促 进 金 属 腐 蚀 的 阴 极 反 应 ， 影响 电 极 反 应 动 力 学 过 程 。 有 的 细 菌 活 动 改 变 了 金 属 周 围 的 环 境 条 件 ， 如 氧 浓 度 ，盐 浓 度 ， pH值 ， 增 加 土

26、 壤 的 不 均 匀 性 。 有 的 细 菌 活 动 能 破 坏 金 属 表 面 保 护 性 覆 盖 层 的 稳 定 性 ，或 使 缓 蚀 剂 分 解 失 效 。 土 壤 腐 蚀 中 常 见 的 细 菌 硫 氧 化 菌 ： 与 腐 蚀 有 关 的 硫 氧 化 菌 主 要 是 硫 杆 菌 属的 细 菌 ， 包 括 氧 化 硫 杆 菌 ， 排 硫 杆 菌 和 水 泥 崩 解 硫 杆 菌 。它 们 属 于 喜 氧 性 细 菌 ， 在 有 氧 的 条 件 下 才 能 生 存 。 硫 酸 盐 还 原 菌 (SRB)： 属 厌 氧 性 细 菌 ， 在 缺 氧 条 件 下才 能 生 存 。 在 缺 氧 的

27、中 性 土 壤 中 ， 腐 蚀 过 程 是 很 难 进 行 。 总 反 应 ： 4Fe+SO42 +4H2O FeS+3Fe(OH)2+2OH硫 酸 盐 还 原 菌 腐 蚀 图 解8H2O 8OH +8H+ 8H+6OH +2OHSO42- S2 +4O8H+4O 4H2OFeSFe2+3Fe2+ 3Fe(OH) 6OHS2 硫 酸 盐 还 原 菌 软 钢 的 阳 极 和 阴 极 极 化 曲 线 （ 30C）左 ： 阳 极 室 无 菌 ， 阴 极 室 不 接 种 去 磺 弧 菌 (D.desulfuricans)右 ： 阴 极 室 无 菌 ， 阴 极 室 不 接 种 去 磺 弧 菌 (D.de

28、sulfuricans) E(V)-0.2-0.4-0.6-0.8 10d2d3d0 50 100开 始10d开 始 -0.2-0.4-0.6-0.8 10 d 7d3d0 50 100开 始10d开 始i (mA/cm)E(V) i (mA/cm) （ 1） 减 小 土 壤 的 腐 蚀 性 加 强 排 水 ， 保 持 土 壤 干 燥 。 在 酸 性 土 壤 地 段 ， 可 以在 钢 管 周 围 填 充 石 灰 石 碎 块 。 在 埋 置 管 道 时 用 腐 蚀 性 较小 的 土 壤 回 填 。（ 2） 覆 盖 层 保 护 石 油 沥 青 层 有 良 好 的 防 水 性 和 耐 蚀 性 。 氧

29、 煤 焦 沥 青耐 蚀 性 很 好 ， 但 毒 性 大 。 塑 料 粘 结 带 适 宜 长 距 离 管 道的 现 场 机 械 化 施 工 ， 但 费 用 较 高 。 埋 地 钢 铁 管 道 的 保 护 （ 3） 阴 极 保 护 和 涂 料 联 合 阴 极 保 护 和 涂 料 联 合 是 保 护 地 下 钢 铁 管 道 最 经 济 有 效的 方 法 。 地 下 管 道 的 阴 极 保 护 可 采 用 牺 牲 阳 极 保 护 法 ， 也 可 以采 用 外 加 电 流 保 护 法 。 外 加 电 流 法 阴 极 保 护 系 统 对 其 他 地 下 管 道 (以 及 其 他设 施 )的 干 扰 杂 散

30、 电 流 腐 蚀 。 (c)电 流 通 过 绝 缘 法 兰 外 的 土 壤或 管 道 内 的 电 解 液 流 通 绝 缘 法 兰 未 保 护 管 段 被 保 护 管 段(a)未 保 护 管 道 近 阳 极 并与 被 保 护 管 道 交 叉未 保 护管 道 被 保 护 管 道 阳 极 电 源 (b)两 条 交 叉 的 管 道 分 别 靠近 阳 极 和 被 保 护 设 备 电 源 被 保 护贮 罐 阳 极未 保 护管 道 未 保 护管 道 阴 极 保 护 系 统 产 生 的 杂 散 电 流 对 其 他 设 备 的 干 拢 腐 蚀 控 制 杂 散 电 流 的 方 法 (1) 直 流 电 源 要 加

31、强 绝 缘 ， 不 使 电 流 流 入 土 壤 。 (2) 改 善 管 道 绝 缘 质 量 。 (3) 将 受 干 扰 的 管 道 与 被 保 护 管 道 连 接 起 来 ， 共 同保 护 。 (4) 在 多 管 道 地 区 ， 最 好 采 用 多 个 阳 极 站 ， 每 个 站的 保护 电 流 较 小 ， 以 缩 小 保 护 电 流 范 围 。 (5) 采 用 深 井 阳 极 。 (6) 采 取 排 流 措 施 防 止 杂 散 电 流 腐 蚀 的 排 流 保 护 法 铁 轨A排 流 点(B)极 化 排 流保 险 丝 整 流元 件秩 轨接 地 阳 极(C)接 地 式 排 流铁 轨A排 流 点R

32、(A)简 单 排 流保 险 丝 7.3 海 水 腐 蚀 海 水 近 似 看 做 3%或 3.5%的 氯 化 钠 溶 液 。 几 乎 含 有 地 壳中 所 有 的 自 然 状 态 的 元 素 。 海 水 中 含 氧 量 大 ， 表 层 海 水 可以 认 为 被 氧 饱 和 ， 随 温 度 变 化 ， 氧 含 量 在 5 10mg/L范 围 。 pH： 7.2 8.6， 呈 微 碱 性 。 温 度 ： 2 35C 导 电 性 强 。 海 水 的 组 成 和 性 质 离 子 浓 度 0/00 离 子 浓 度 0/00Cl- SO42-HCO3-Br-F-BO3- 18.982.650.140.090

33、.0020.3 Na+Mg2+Ca2+K+Sr2+ 0.561.2720.400.880.01海 水 的 主 要 成 分海 水 流 速 m/s 腐 蚀 率g/m 2 hr 海 水 流 速 m/s 腐 蚀 率g/m2 hr01.53 0.1250.460.67 4.5 6 7.5 0.75 0.79 0.81碳 钢 腐 蚀 率 与 海 水 流 速 的 关 系 由 于 海 水 导 电 性 好 ， 腐 蚀 电 池 的 欧 姆 电 阻 很 小 ， 因 此异 金 属 接 触 能 造 成 阳 极 性 金 属 发 生 显 著 的 电 偶 腐 蚀 破 坏 。 海 水 中 含 大 量 氯 离 子 ， 容 易 造

34、 成 金 属 钝 态 局 部 破 坏 。碳 钢 在 海 水 中 发 生 吸 氧 腐 蚀 ， 凡 是 使 氧 极 限 扩 散 电 流 密 度增 大 的 因 素 ， 如 流 速 增 大 ， 都 会 使 碳 钢 腐 蚀 速 度 增 大 。 海 洋 环 境 的 腐 蚀 分 为 几 个 区 域 ： 海 洋 大 气 区 、 飞 溅 区 、潮 汐 区 、 全 浸 区 和 海 泥 区 。 海 水 腐 蚀 的 特 点 耐 海 水 钢 Mariner与 碳 钢 的 试 验 结 果 （ 九 年 暴 露 ， 美 国 ） 距试样上端距离（米） 6 5 4 3 2 1海 泥 区Mainer钢 碳 钢 全 浸 区飞 溅 区

35、潮 汐 区0.61.21.82.43.13.74.34.95.56.1 船 舶 和 海 洋 设 施 的 保 护 （ 1） 材 料 低 合 金 海 水 用 钢 与 碳 钢 的 比 较 环 境 腐 蚀 速 度 (mm/y)低 合 金 钢 碳 钢海 洋 大 气 区 0.04 0.05 0.2 0.5飞 溅 区 0.1 0.15 0.3 0.5潮 汐 区 0.1 0.1全 浸 区 0.15 0.2 0.2 0.25海 泥 区 0.06 0.1 （ 2） 设 计 和 施 工 在 选 材 、 设 计 和 施 工 中 要 避 免 造 成 电 偶 腐 蚀 和 缝 隙腐 蚀 。 与 高 流 速 海 水 接 触 的 设 备 (泵 、 推 进 器 、 海 水 冷却 器 等 )要 避 免 湍 流 腐 蚀 和 空 泡 腐 蚀 。（ 3） 涂 料 保 护（ 4） 阴 极 保 护 阴 极 保 护 与 涂 料 联 合 应 用 是 最 有 效 的 防 护 方 法 。 现在 海 洋 船 舶 、 军 舶 普 遍 采 用 这 种 防 护 方 法 。 答 案