海洋动力的主要特点:蕴藏量大,可再生;能流分布不均、密度低;能量多变,不稳定。 海洋环境腐蚀类型 在实际的海洋环境中,材料腐蚀有三个腐蚀峰值,一个峰值发生在平均高潮线以上的浪花飞溅区,是钢铁设施腐蚀最严重的区域,也是最严峻的海洋腐蚀环境,这是因为在这一区域海水飞溅、干湿交替、氧的供应最充分,同时光照和浪花冲击破坏金属的保护膜,造成的腐蚀最为强烈;第二个峰值通常发生在平均低潮线以下0.5~1.0m处,因在这一区域溶解氧充分、流速较大、水温较高、海生物繁殖快;第三个峰值是发生在海水与海泥交界处下方,由于此处容易产生海泥海水腐蚀电池。 海洋环境中的腐蚀主要有化学腐蚀、生物腐蚀、机械作用腐蚀和电化学腐蚀。这些腐蚀一般是协同作用的,其中对材料影响最大的是电化学腐蚀。 其中海水腐蚀的电化学过程的特征主要有: (1)大多数金属在海水中腐蚀时的阳极过程阻滞很小,因而腐蚀速率相当大; (2)海水腐蚀是氧的去极化腐蚀,在静止状态或海水流速不大的情况下,阴极过程受氧的扩散速率控制; (3)海水是良好的导电介质,电阻性阻滞很小; (4)海水中除发生全面腐蚀外,还易发生局部腐蚀。 海洋污损生物附着机制及腐蚀机理 1 海生物污损腐蚀 海生物污损腐蚀指海生物附着在金属表面上影响氧扩散、造成细菌栖息、改变环境条件、破坏表面膜和涂层,从而产生局部腐蚀和污损,这种腐蚀在船底及海水管道中尤为显著。 2 在海洋环境中,各种微生物是怎样附着在涉海材料表面呢? 海水(或海泥)中的微生物会以各种形式被运送到固体材料表面上。在大多情况下,自然环境中存在的微生物广泛分布于液态物质中,它们接触到各类表面的机制如下: ①沉积作用。 ②洋流动力。 ③趋化性。 ④布朗运动现象。 海洋微生物的附着大体可分为三种情况:非特定附着、特定附着及暂时附着。 3 海洋污损生物的腐蚀 1)海洋潮差区的腐蚀 潮差区的金属表面也是经常同充气的海水接触,潮汐、海流运动造成金属表面干湿交替,从而加剧腐蚀。潮差区有海生物附着,它对一般钢铁结构物来说得到局部保护,但对不锈钢等易钝化金属却由于海生物寄生、缺氧而造成闭塞电池型的局部腐蚀。 2)海水全浸层的腐蚀 表层海水中溶解氧近于饱和,这里生物活性强、水温高,是全浸条件下腐蚀较重的区域。当然,附着生物的污损和碳酸钙的沉积,有时也起到一定的保护作用。在淡水和海水混合的河口区域,腐蚀还与各种污染因素有关。 3)深海及海泥中的无氧腐蚀层 海水中含氧量随水深有所减少,水温随水深而下降,腐蚀性变弱,当深度超过20~30m时,海水流速相当低,阳光不能摄入,一般植物已不能生存,动物性污染也会减少。由于深海温度低、压力大、pH值较低,海水中碳酸钙低于饱和度,溶氧量减少。因此,使某些金属腐蚀显著减轻,而有的金属的局部腐蚀可能增加。对深海结构物进行阴极保护时不易形成保护性沉淀垢,牺牲阳极消耗要比表层大得多。 海泥是海水浸渍过的土壤,根据海水对土壤的作用情况不同,可分为三大类:岸边盐碱土、潮汐带土和海底沉积物。此外,海泥带是指海底土部分,其电阻率低,而且往往含有细菌等微生物。由细菌活动所产生的气体中,NH3和H2S具有腐蚀性。硫酸盐还原菌所产生的硫化物,对各金属的侵蚀早已引起人们的重视。通常,钢在海泥中的腐蚀比在海水中缓慢,而且由于氧气供应不足而易极化。但是硫酸盐还原菌会在无氧条件下引起金属腐蚀。 微生物沉积在不锈钢上所形成的膜,能改变阴极反应过程的动力学,使得不锈钢的腐蚀电位从+50mV提高到约+400mV,从而大大增加了局部腐蚀的速度。 第四届国际海洋防腐与防污论坛 2019年4月25-26日 中国·宁波 胡建侠 15988667525 王城英 电话联系 17855813137 陈曦 电话联系 18368497767 ■ 本文来源| 中国腐蚀与防护网 DT主编君 MICsummit END 微信联系 NingboThree