金属腐蚀和海洋材料的基本知识
金属材料与周围环境介质之间发生电化学或化学作用而导致材料的破坏或变质。 广义的腐蚀包括了腐蚀与磨损、断裂等的协同作用,是一个交叉学科的领域。
1、海洋材料的腐蚀
材料在海洋环境中必然要经受各种恶劣条件的腐蚀和侵蚀作用,其中不仅包括海浪冲刷、海水溅射、海水腐蚀,还包括海洋中各种微生物附着腐蚀和海洋大型生物,如贝类、软体类的附着腐蚀作用;而且不同海域海水成分及生物种类也不同,不同深度海水中含氧量、光照和海水流速等方面都存在差异。
2、影响海洋材料腐蚀的因素
(1)温度 溶解氧的影响 盐度的影响 pH 的影响 其它影响 温度的影响 海水的温度随时间、空间上的差异会在一个比较大的范围内变化。 从动力学方面考虑,海水温度升高,会加速阴极和阳极过程的反应速度。 另一方面,海水温度升高,海水中氧的溶解度降低,同时促进保护性钙质水垢生成,这又会减缓金属在海水中的腐蚀。因此,温度对腐蚀的影响是比较复杂的。
(2) 溶解氧的影响 氧在海水中的溶解度主要取决于海水的盐度和温度,随海水盐度增加或温度升高,氧的溶解度都降低。海水表层被氧饱和。在中层 700m 左右深处,出现最低含氧量。 氧是在金属电化学腐蚀过程中阴极反应的去极化剂。对碳钢、低合金钢等在海水中不发生钝化的金属,海水中含氧量增加,会加速阴极去极化过程,使金属腐蚀速度增加;对那些依靠表面钝化膜提高耐蚀性的金属,如铝和不锈钢等,含氧量增加有利于钝化膜的形成和修补,使钝化膜的稳定性提高,点蚀和缝隙腐蚀的倾向性减小。
(3)盐度的影响 水中含盐量直接影响到水的电导率和含氧量,因此必然对腐蚀产生影响。 随着水中含盐量增加,水的电导率增加而含氧量降低,所以在某一含盐量时将存在一个腐蚀速度的最大值。、
(4)pH 的影响 海水的 pH 值主要与海水中 CO32-,HCO3-和游离 CO2含量有关。 海水的 pH 值主要影响钙质水垢沉积,从而影响到海水的腐蚀性。因为在海水 pH 值条件下,海水中的碳酸盐一般达到饱和,pH值即使变化不大也会影响到碳酸钙水垢的沉淀。pH 值升高,容易形成钙沉积层,海水腐蚀性减弱。
(5)其它影响 海水的流速以及波浪都会对腐蚀产生影响。 海生物对腐蚀也有重要的影响。
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