八一八那些年我们在海水环境中用过的材料

2017-07-26 09:42:49 作者：本网整理来源：腐蚀与防护分享至：

在腐蚀工程中，海水是需要被讨论环境中最重要的因素，而其中最容易引起问题的就是用于输送石油、气体的管道。昨天，我们一同探索了何种因素会对我们的管道造成影响，今天，就让我们一同了解一下该如何在海水环境中使用结构材料吧。

海水中的结构材料

现在让我们一同了解一下一些海水中重要结构材料的耐蚀性。

普通钢

未进行防护工序处理的低碳钢在海洋环境中不具有抗腐蚀性，但在对其使用保护手段后（如阴极保护法或涂装聚合物涂层），其通常可被用作制造板桩，船体等设施的材料。对于海水中未受保护的钢铁结构，其受到的腐蚀速率与它在海水中所处的位置有关，具体可见下图：

位于海底（全浸区）的海水处于停滞状态、其温度及氧浓度均为最低。因此，这个区域中的腐蚀速率要低于其他区域。海底较高的区域被称为潮汐区，处于该地带中的物质会受干湿循环的影响。干湿循环每24小时重复一次并可提高腐蚀速率。研究显示处于潮汐地带的低碳钢腐蚀速率大约为每年100微米，而全浸区的这一数值却低于每年50微米或被视为接近于零。高温、氧饱和以及海水外溅会在飞溅区引起严重的腐蚀情况。飞溅区（如阿拉斯加的库克海湾）的腐蚀速率能达到每年900微米。

值得注意的是在紧接着飞溅区下方区域中的腐蚀速率要略高于潮汐区中的其他地带，其背后原因是由于氧浓差电池的形成，在此电池中，阳极位于氧气分压较低的飞溅区的下方区域，而阴极则位于氧气分压较高的飞溅区中。

位于海面上方的水平面被称为“海洋大气”，海水形成的薄层会在金属表面凝结造成大气腐蚀。风力强度，海水盐度以及温度是能够影响海洋大气腐蚀的三大重要因素。

使用阴极保护，涂料以及覆盖层板可有效防止处于海水中的钢柱和钢桩发生腐蚀现象。

不锈钢

由于不锈钢表面的氧化铬保护层，不锈钢对海水中的一般性腐蚀具有较高的耐蚀性。但由于海水中的氯离子浓度较高，不锈钢合金在海洋里的滞水环境中易受点状腐蚀的影响，比如常用的304型不锈钢就十分容易在海水中受点蚀的影响。要提高不锈钢的耐点蚀性，可向其原来的化学成分中添加其他元素，如包含2%钼的316型不锈钢，其耐点蚀性大大优于原先的不锈钢。除了添加钼，增加不锈钢中的铬含量也能提高不锈钢在海水中的耐点蚀性。

铜合金

铜及其合金（青铜和黄铜）在海水中对一般腐蚀具有耐蚀性。因此，铜合金被广泛用于海洋产业中。有时，可通过改变黄铜合金的化学组成使其能在海洋环境中更好地发挥作用：比如含1%锡的海军黄铜或船用黄铜以及包含少量砷的砷黄铜能有效防止脱锌腐蚀的发生。在黄铜中添加铝通常可以增加用于制造船只叶轮的黄铜对冲蚀腐蚀的耐蚀性。白铜，由于其对海水腐蚀优异的耐蚀性而在海洋项目中被大量使用。

混凝土