深海水环境含盐量高、电阻率低、氧浓度低、压力高和温度低等导致腐蚀相关参数发生变化。目前获得的数据也证明材料在深海环境中腐蚀行为存在异常现象：如材料钝性和活性的转变，缝隙腐蚀的加速，应力腐蚀、氢致开裂等局部腐蚀破坏规律明显不同于浅海。但是，随着海水深度加大，对于材料的腐蚀数据积累和表征方法研究的难度越大，目前世界上仅有少数国家开展了材料的深海实海腐蚀实验，取得了宝贵的腐蚀数据。

　　美国海军研究实验室、海军水文局、海军水下兵器站曾经联合开展了700-2000m范围内的深海条件下各类常用金属的腐蚀性能研究。美国海军于1962-1970年在加州怀尼美港西南150km、深为1829m的太平洋海底和怀港西面139km、深为762m的太平洋海底进行了系统的、广泛的材料腐蚀投样实验。暴露材料有475种合金，2万片试样，包括各种钢铁、铜合金、镍合金、不锈钢、铝合金、钛合金、稀有金属及合金、各种金属绳索，以及各类海洋用聚合物材料、塑料、橡胶、有机复合材料等。暴露在700-2000m的海水和海泥中，暴露时间分别为125-1064天不等，获得了大量现场数据，为其深海装备选材、武器装备研制和科学发展奠定了坚实的基础。英国在上世纪70年代分别调查了铝镁合金在太平洋表层海水和深海中的腐蚀行为，主要也是为了发展新型的海洋和深海用高效长寿命的新材料提供技术支持。印度国家海洋技术研究所在本世纪初，采用三阶段的实海挂片方法研究了22种结构材料在印度洋中阿拉伯海和孟加拉海湾的浅海、500m、1200m、3500m和5100m深度暴露一年的腐蚀行为，所得到的数据也用于其深海工程材料的研制和发展。

　　对于长期在深海水环境和海洋交变环境中使用的潜艇、深海平台、输送管道等装备，面临极为苛刻的腐蚀性环境。常见的腐蚀问题主要有：均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、电偶腐蚀、缝隙腐蚀和冲刷腐蚀等，几乎包括所有常见的危害性极大的腐蚀类型。在深海水环境下氢浓度较高，如果潜艇表面的防护涂层局部失效或剥离，其耐压壳焊缝区就可能暴露在氢浓度较高的海水中，而高强度潜艇用钢的焊缝对氢致开裂特别敏感，非常容易引起应力腐蚀开裂，这对潜艇是致命的。美国NS110钢曾遇到过海水介质下的应力腐蚀开裂问题，美国对焊缝进行等强度或低强度匹配，并在“海浪”号和新型攻击型核潜艇的焊缝上采用了这种技术。

　　通过深海实海实验对材料性能评价需要大量的人力物力、工作量大、周期较长、观测困难，特别是在恶劣海洋和深海水环境条件下，试样丢损严重，实验失败率高。深海实海腐蚀实验的数据是由静水压力、溶氧量、盐分浓度、温度、海水流速、海洋生物的腐烂等多种环境因素共同作用的结果。仅从深海实海实验数据无法研究单一环境因素对材料腐蚀电化学行为的影响机制。因此需要开展实验室模拟实验。

　　在上世纪90年代，意大利人Beccaria较为系统地研究了静水压力对纯镍、不锈钢和铝合金腐蚀行为的影响。结果表明：随着静水压力的增加，纯镍在稀NaCl和Na2SO4溶液中的腐蚀速率降低，而在相应的浓溶液中的腐蚀速率增加；这是由于纯镍在稀溶液和浓溶液中所生成的腐蚀产物膜的性质不同造成的。对不锈钢腐蚀行为的研究，主要是研究Ni和Mo元素对不锈钢在不同静水压力下局部腐蚀性能的影响；结果表明，Mo在常压下提高了不锈钢的耐局部腐蚀性能，但在高压下却降低不锈钢的耐局部腐蚀性能，Ni在高压下提高了不锈钢的耐局部腐蚀性能。随着静水压力的增加，纯铝在海水中的腐蚀速率增加，这主要是由于其阳极反应速率的增加。而对6061 T6铝合金的腐蚀行为的研究表明，随着静水压力的增加，腐蚀电流密度降低，但点蚀成核几率增加；这是由于随着静水压力的增加，铝合金腐蚀产物中的Mg/Al比以及非水合氧化物和水合氧化物的比值增加；从而使生成的氧化膜更致密，但自修复能力降低。此外，Beccaria还研究了不同表面处理技术在静水压力条件下的适用性，发现静水压力使得经过不同表面处理的铝合金的耐蚀能力发生了不同程度的恶化。进入21世纪，美国通过实验室模拟研究了静水压力对高强钢阴极保护系统的影响规律。印度则在印度洋500-5100米深海中提取不同深度的深海海水，进行了实验室电化学测试。

　　近年来，哈尔滨工程大学的王福会课题组基于统计学方法和随机理论研究了静水压力对Fe-20Cr合金、Ni-Cr-Mo-V高强钢和纯镍点蚀行为的影响[32-35].结果表明：随着静水压力的增加，Fe-20Cr合金的亚稳态点蚀发生的频率加快且向稳态点蚀发展的倾向增大，但点蚀的产生机制并未改变；Ni-Cr-Mo-V高强钢的点蚀产生速度增加但点蚀生长速度降低，综合表现为耐蚀性变差；纯镍的钝化膜形成速度和点蚀的产生概率均降低。刘杰和H. Sun等分别研究了模拟深海压力对低合金钢腐蚀行为的影响。结果表明：深海压力加速了低合金钢的阳极溶解速度。

　　总而言之，国际上在深海材料腐蚀规律研究方面已经开展了一些初期工作，对于材料在实验室模拟深海环境中的研究仍然是广大材料科学工作者的重中之重，以期掌握不同深度海水环境对材料腐蚀行为的影响规律。
 

责任编辑：贾静焕

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