钢铁在海洋环境下的腐蚀分析
2015-03-05 16:03:26 作者:张春颖整理来源:

  钢材在海洋资源的开发和利用过程中是不可或缺的一种材料,如海上发电设备,包括潮流发电、海水发电、海水温差发电设备;海滨大型跨海桥梁、钻井平台;与海洋开发相关的海底容器,用于资源开发的各种大型海洋构件以及造船用钢等领域。耐海水腐蚀钢是为应用于上述环境条件而开发的一类低合金钢。

  海洋占地球面积2/3以上,是人类取之不尽的资源宝库,也是各国交往的天然渠道。钢铁是海洋开发、海上运输和军事建设最基本的工程材料,用量极大。因此耐海水用钢的研究、试制、生产和应用受到各国的普遍重视。

  钢材的耐蚀性能,不仅受钢材本身的化学成分与表面状态等材质因素的影响,也受到海洋环境条件的控制。


海上发电设备

  同一地区的海洋环境在垂直方向上可以分为大气区、飞溅区、潮差区、全浸区和泥浆区;而海水全浸区又可分为浅水区、大陆架区及深海区。在这些不同的区域,钢材的腐蚀特性是不同的。在海洋大气区腐蚀较轻,在死角等处易产生局部腐蚀。飞溅区:材料受到海水冲击,处于干湿交替区域,腐蚀最为严重!潮差区:材料常受充气海水的接触,对于整体钢桩结构,该区被低潮位以下作为阳极部位的保护,因此腐蚀程度相对较轻。浅水区:海水中含氧充足,温度较高,污染严重,该区的腐蚀比海洋大气及潮差区严重,但比飞溅区平均腐蚀率低。大陆架区:腐蚀程度随着海水深度的增加而降低。泥浆区:泥浆中的某些细菌如硫酸盐还原菌、铁细菌等对钢铁有明显的腐蚀破坏作用。由于氧的供应不充分,阳极极化较易实现。通常钢在泥浆区的腐蚀比海水中轻微。

  除了这些区域不同对钢材腐蚀有不同的影响外,就是在一同区域的海洋环境中还含有诸多影响因素,如海水的盐度、pH值、温度、溶解气体流速、微生物以及污染等,这些因素有时交差作用,相互促进,造成了海洋对钢材腐蚀的一个极其复杂的过程。

  金属在海水中的腐蚀速度不仅与金属本身的成分与结构有关,也与海水的环境因素密切相关。海水是复杂的电解质体系,海水环境因素(如温度、含氧量等)随海域,深度和季节等条件改变而发生很大的变化,导致金属的腐蚀速度随环境因素而变化。

  近年来,无机防腐涂料对海洋的各种腐蚀有综合性的防护,该涂料成膜溶液是由无机聚合物螯合成膜溶液,己硅氧基—Si—O—Si—键为基础,嫁接有机烷基侧链作为辅佐,再以OH为端链螯合的防腐成膜物,该键对硅原子上连接螯合的OH、烷基有很好的三元协同效应,溶液稳定性强,减轻了对高聚物内部的影响,成膜物更致密,附着力强,耐温高(与Ni基钢材效果相当)。

责任编辑:张春颖

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