金属海水腐蚀.ppt

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1、金属在自然环境中的金属在自然环境中的腐蚀与防护腐蚀与防护2.海水腐蚀海水腐蚀定义定义 海水腐蚀指金属在海洋环境中遭受腐蚀而失效破坏的现象 海洋占地球表面积的海洋占地球表面积的71%，海水是自然界中量最大，而且具有很强腐蚀性的天然电解天然电解质质 各种海上运输工具、海上采油平台、海岸设施、军用设施，都可能遭受海水腐蚀 我国沿海工厂常使用海水做为冷却水，海水泵的铸铁叶轮仅能使用3个月海水的总盐度约为海水的总盐度约为3.23.23.7%3.7%，近似看做，近似看做3.5%3.5%的氯化钠的氯化钠溶液溶液。几乎含有地壳中所有的自然状态的元素。海水中。几乎含有地壳中所有的自然状态的元素。海水中含氧含氧量

2、大量大，表层海水可以认为被氧饱和，随温度变化，氧含量在，表层海水可以认为被氧饱和，随温度变化，氧含量在5 10mg/L范围范围 pH：8.1 8.3，呈微碱性，呈微碱性 温度温度：2 35 C导导电电性性强强：平平均均电电导导率率为为4102 S/m，远远超超过过河河水水（2104 S/m）和雨水（）和雨水（1105 S/m）海水的组成和性质海水的组成和性质 离子离子浓度浓度0/00 离子离子浓度浓度0/00Cl-SO42-HCO3-Br-F-BO3-18.982.650.140.090.0020.3Na+Mg2+Ca2+K+Sr2+18.561.270.400.380.01海水的主要成分海水

3、的主要成分 海海洋洋环环境境的的腐腐蚀蚀分分为为几几个个区区域域：海海洋洋大大气气区、飞溅区、潮汐区、全浸区和海泥区。区、飞溅区、潮汐区、全浸区和海泥区。飞飞溅溅区区的的供供氧氧充充足足，干干湿湿交交替替，腐腐蚀蚀速速率率最最大大；海海泥泥区区氧氧分分不不足足，腐腐蚀蚀反反应应较较慢慢，但但可可能存在泥浆海水间的腐蚀电池或微生物腐蚀能存在泥浆海水间的腐蚀电池或微生物腐蚀 海水腐蚀的分类海水腐蚀的分类耐海水钢耐海水钢Mariner与碳钢的试验结果与碳钢的试验结果（九年暴露，美国）（九年暴露，美国）距距试试样样上上端端距距离离（米米）6 5 4 3 2 1海泥区海泥区Mainer钢钢 碳钢碳钢 全

4、浸区全浸区飞溅区飞溅区潮汐区潮汐区0.61.21.82.43.13.74.34.95.56.1（1）除除镁镁及及其其合合金金既既有有耗耗氧氧腐腐蚀蚀又又有有析析氢氢腐腐蚀外，其它金属都属于耗氧腐蚀蚀外，其它金属都属于耗氧腐蚀（2）阳阳极极极极化化阻阻滞滞对对于于大大多多数数金金属属（如如钢钢铁铁、锌锌、铜铜等等）很很小小；只只有有少少数数易易钝钝化化金金属属（如如钛钛、锆锆、铌铌、钽钽等等）才才能能在在海海水水中中保持钝态保持钝态海水腐蚀的机理及电化学特征海水腐蚀的机理及电化学特征（3）海海水水中中含含大大量量氯氯离离子子，容容易易造造成成金金属属钝钝态态局部破坏局部破坏（4）由由于于海海水水

5、导导电电性性好好，腐腐蚀蚀电电池池的的欧欧姆姆电电阻阻很很小小，因因此此异异金金属属接接触触能能造造成成阳阳极极性性金金属属发生显著的电偶腐蚀发生显著的电偶腐蚀（5）海海水水中中易易出出现现点点腐腐蚀蚀缝缝隙隙腐腐蚀蚀，在在高高速速流水中，易产生冲击腐蚀和空蚀流水中，易产生冲击腐蚀和空蚀影响海水腐蚀的因素影响海水腐蚀的因素 盐度盐度 当盐的浓度超过一定值，氧的溶解度降低，腐蚀速率下降 pH值值 海水一般处于中性，对腐蚀影响不大。在深海中，pH值略有下降，不利于生成保护性碳酸盐 碳酸盐饱和度碳酸盐饱和度 在海水的pH值下，碳酸盐一般达到饱和，易于沉积；当施加阴极保护时，更易于碳酸盐沉积析出。河口

6、处的稀释海水，碳酸盐并非饱和，不宜析出形成保护层，腐蚀增加 氧含量氧含量 氧含量增加，促进腐蚀。波浪和绿色植物的光合作用提高氧的含量；海洋动物的呼吸作用及生物分解需要消耗氧，氧含量降低。污染海水中氧含量可大大下降 温度温度 海水温度每升高10，腐蚀速率提高约一倍；但随温度升高，氧含量降低。一般讲，铁、铜和它们的合金在炎热的环境和季节里，海水的腐蚀速率要更快些 流速流速 铁、铜等金属存在一个临界流速，超过它，腐蚀明显加快 但对海水中能钝化的金属，一定的流速能促进钛、镍合金和高铬不锈钢的钝化和耐蚀性 海水流速很高时，出现了冲刷腐蚀 生物因素生物因素 生物因素对腐蚀影响很复杂。但多数增加了腐蚀船舶和

7、海洋设施的保护船舶和海洋设施的保护（1 1）材料）材料 低合金海水用钢与碳钢的比较低合金海水用钢与碳钢的比较 环境环境腐蚀速度腐蚀速度(mm/y)(mm/y)低合金钢低合金钢碳钢碳钢海洋大气区海洋大气区0.04 0.050.2 0.5飞溅区飞溅区0.1 0.150.3 0.5潮汐区潮汐区 0.1 0.1全浸区全浸区0.15 0.20.2 0.25海泥区海泥区 0.06 0.1 （2 2）设计和施工）设计和施工在在选选材材、设设计计和和施施工工中中要要避避免免造造成成电电偶偶腐腐蚀蚀和和缝缝隙隙腐腐蚀蚀。与与高高流流速速海海水水接接触触的的设设备备(泵泵、推推进进器器、海海水水冷却器等冷却器等)要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀。（3 3）涂层保护）涂层保护（4 4）电化学保护）电化学保护电电化化学学保保护护与与涂涂层层联联合合应应用用是是最最有有效效的的防防护护方方法法。现在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法。现在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法。外外加加电电流流阴阴极极保保护护便便于于调调节节，而而牺牺牲牲阳阳极极法法则则简简单单可可行行。铝铝合合金金（如如Al-Zn-Sn、Al-Zn-In等等）牺牺牲牲阳阳极极较为经济较为经济