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各种材料在海洋环境中的腐蚀及防护

日期:2025-04-16 04:05

一、碳钢

碳钢是指含碳量低于1.7%的铁-碳合金,可分为4类:工业纯铁,含碳量小于0.04%;低碳钢,含碳量在0.04%~0.25%之间;中碳钢,含碳量在0.25%~0.6%之间;高碳钢,含碳量大于0.6%。钢铁在海水中或在实际工作环境中的腐蚀行为受到很多因素的影响,同一种刚在不同的环境中的腐蚀速度可以差别很大。同一地区的海水对插入钢桩不同部位的腐蚀也不同。飞溅区腐蚀最严重,这一地区供养充分,氧去极化作用强烈,浪花又易冲击破坏保护膜。钢材在海水中还易受到生物腐蚀作用。在海底泥浆区或被污染的海域,危害最大的就是硫酸盐还原菌,它能够使硫酸盐还原成腐蚀性极强的硫化氢和其他硫化物,从而加速钢材的腐蚀。由于水泥具有很高的碱性,故新鲜水泥和钢接触时有助于防蚀;在钢材中,添加少量的P,Cu,Cr,Al等元素,能明显提高其耐蚀性。


二、不锈钢

不锈钢的耐蚀性主要取决于其含铬量。铬能与氧气快速反应形成一层氧化铬膜,能有效阻止氧气的进一步腐蚀。不锈钢中的镍可提高不锈钢的耐酸性和耐蚀性。


三、铜与铜基合金

在海洋环境中,铜与铜基合金常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和成分选择性腐蚀(如黄铜脱锌、白铜脱镍)等,此外,还会发生应力腐蚀和腐蚀疲劳。在海水中,铜与铜合金有较好的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。其中,白铜是耐海水腐蚀性最好的一类铜合金。铜与铜基合金在海水中具有抗生物污损的能力。


四、镍与镍基合金

虽然纯镍本身也有优良的耐蚀性,但仍和不锈钢一样又发生点蚀的可能性。在镍基合金中,蒙乃尔、哈氏合金C和因科耐尔合金都是奶海洋腐蚀最好的结构材料。镍和镍基合金在海洋气氛中有优异的耐腐蚀性,即使暴露20a 仍能保持金属光泽,在海水全浸区,其耐蚀性也十分优良。它在焊缝区有晶间腐蚀的可能性,但低碳型合金和加银合金就能防止缝隙腐蚀。


五、铝及海洋级铝

防锈铝在海洋潮汐区有较好的耐蚀性;工业纯铝、锻铝的耐蚀性较差;硬铝和超硬铝的包铝层起着牺牲阳极的作用,使基体受到保护,它们的点蚀深度、缝隙腐蚀深度随时间变化不大,暴露16年的点蚀深度小于防锈铝;在海水潮汐区,海生物污损对铝合金的腐蚀有明显影响,它能引起铝合金的局部腐蚀;镁、锰能提高铝合金在海水潮汐区的耐蚀性,硅明显降低铝的耐蚀性,铜严重损害铝的耐蚀性。


六、钛及钛合金

钛及钛合金是目前所知材料中抗常温海水腐蚀性能最好的材料,即使在污染海水、热海水(<120℃)、海泥、流动海水中均具有良好的耐蚀性。其优异的耐蚀性是由于它具有很好的自钝化性,当受到某种程度的破坏时,表面氧化膜或钝化膜可以很快自行修复。


七、其他晶态金属

铅:铅不易被海水腐蚀,其腐蚀速度小于25 um/a。若在表面涂以防蚀底漆和防污漆,则铅的防蚀性能会更加优良。


焊接合金:不管使用何种焊接合金,在焊接后都必须小心清除焊剂,因为任何一种焊剂与海水的联合作用,都将加速腐蚀。


八、无定形合金

无定形合金是一种新材料,无定形结构是热力学的亚稳态结构,其局部腐蚀可能性小于结晶型结构。其具有良好的耐腐蚀性能



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