船舶飞溅区去浸水区的腐蚀

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飞溅区的腐蚀


　　在海洋环境中，飞溅区是指因受潮汐和波浪作用而干湿交替的区域。


　　船舶上船体外板轻、重载水线之间及其附近的部位，即传播的间浸部位，所处环境条件即为飞溅区。


　　飞溅区是一个特殊的腐蚀环境。在这一区域，钢铁表面由于受到海水的周期润湿，风浪冲击，经常处于干湿交替状态。由于腐蚀介质层的厚度较小，而在蒸发过程中加强了介质的混合，因此相钢铁表面供氧的速度大大加快，从而加速了钢铁腐蚀的阴极过程。另外，在飞溅区的船舶间浸部位形成的腐蚀产物二价铁，在海水薄膜下的空气中强烈氧化变成三价铁。这样，这个部位的腐蚀产物不仅不能抑制腐蚀过程，反而由于三价铁的还原而导致阴极过程的去极化，从而对腐蚀过程起了促进作用。这些原因致使在飞溅区的腐蚀特别严重。


　　在飞溅区的不同部位，钢铁的腐蚀速度也是不同的。腐蚀最严重的部位，往往位于高潮位以上1~2的范围内；在平均中潮位附近，因为充气不同所造成的氧浓度差电池的作用，这个部位会受到充气差的全浸区的阴极保护，因而腐蚀速度较低；相反，低潮位稍下部位，却又遭到严重的腐蚀。


　　浸水区的腐蚀


　　海水是具有多种盐类的天然电解质溶液，其中还含有生物、悬浮泥沙、溶解的气体、腐败的有机物等。影响海水腐蚀性的，既有化学因素，因而它比单纯的盐溶液要复杂得多。



　　1、盐类


　　海水的特性首先是含盐量相当大。海水中的主要盐类见表，其中氧化钠的含量最多，占总盐量的77.8%。


　　海水的含盐量通常以盐度来表示，即指1000g海水中溶解的固体物质的总克数。一般来说，在公海的表层海水中，正常盐度变化在（32~37）%。


　　海水的盐度直接影响到海水的比电导。从侵蚀性的观点来看，海水的电导率是影响钢铁腐蚀速度的重要因素之一。随着电导率的增高，宏观电池的腐蚀电流强度增大。一般来说，海水的比电导约为（2.5~3.1）x10^2Ω·cm^-1。


　　另外，海水中含有的大量氯离子会妨碍或破坏金属的钝化，促进金属的腐蚀，特别是容易引起某些不锈钢和合金的点蚀。


　　2、溶解氧


　　由于钢铁在海水中的腐蚀过程主要受阴极氧去极化过程控制，因此海水中的溶解氧是影响腐蚀性的另一重要因素。


　　海水中氧含量与盐度密切相关。随着盐度增大和温度升高，溶解含量会有所降低。表中给出了常压下海水的溶解氧量。



　　由于水生物的光合作用，上层海水的剧烈混合，实际上海水中的氧浓度，在水深50m左右范围内都保持稳定，并且相当于该盐度和该温度下的饱和状态，溶解氧随着深度增大含量逐渐降低。


　　水的亲水性随盐度的增大而增强，同时又随着氧浓度的降低而减弱。


　　3、温度


　　钢铁在海水中的腐蚀速度随着温度的升高而迅速增大。一般认为，海水温度每上升10℃，钢铁腐蚀速度将增大1倍。海水温度是随纬度、季节和深度不同而变化的。我国海域辽阔，南海和渤海的水温相差就很大，所以钢结构腐蚀速度也相差很大。


　　4、流速


　　海水的流动可湿空气中的氧扩散到钢铁表面的速度加快，同时，它能冲刷掉钢铁表面由腐蚀产物所形成的各种保护膜。因此，随着海水运动速度的增大，腐蚀速度也随之增大。


　　有些特殊的腐蚀形式还与海水的流速有关。例如“磨蚀”是由于夹带泥沙的海水高速流动对金属表面冲刷而产生的；而流速很大时，还要考虑钢铁的空泡腐蚀破坏。


　　5、海洋生物


　　在还是中还进行着各种生物作用过程，这些过程对金属腐蚀也产生一定的影响。各种固定在金属表面上的附着生物，如腾壶、贻贝、苔藓等，以及在海水中存在的微生物对海水中的金属结构都会发生作用。


　　当附着生物均匀密布于金属表面时，金属腐蚀速度会明显降低。但是当这些生物局部附着时，由于金属表面被附着部位难以与氧气接触，产生氧浓度差电池，则会引起附着物下面的金属强烈腐蚀。


　　从微生物对腐蚀过过程的影响来看，生活在海水里的微生物可以分为亲氧微生物和厌氧微生物。


　　亲氧微生物通常在金属上均匀地覆盖一层，它对腐蚀的影响在于氧的大量消耗，从而降低水中氧的浓度，导致钢铁的腐蚀速度有所缓慢。


　　厌氧微生物，如硫酸盐换原菌，可以在较深的没有氧的海水中生长。钢铁在硫酸盐还原菌的作用下，腐蚀速度可加快50%~60%。在硫酸盐还原菌租用下腐蚀的典型特征是腐蚀产物的外貌呈黑糊覆盖于钢铁表面。船体的水下部分有时也会受到硫酸盐还原菌的作用而发生剧烈腐蚀。
文章来源：洛克斯石油论坛 http://www.oilequipcn.net

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