在腐蝕工程中，海水是需要被討論環(huán)境中最重要的因素，而其中最容易引起問題的就是用于輸送石油、氣體的管道。那么現(xiàn)在，就讓我們一同了解一下一些能夠引起海水中金屬發(fā)生腐蝕的重要因素吧。

    海水腐蝕中的三大重要因素

    1. 氯離子濃度

    鹽水中所含有的氯離子在海水中也是腐蝕性最強(qiáng)的物質(zhì)之一。水中的氯離子濃度一般被稱為鹽度。海水中的鹽度值會受水的太陽蒸發(fā)率，水中的沉淀物和由淡水和空氣循環(huán)造成的稀釋影響程度而不同，一般會在3.1%至3.8%這個(gè)質(zhì)量百分率濃度范圍內(nèi)浮動變化。

    海水中氯離子具有的腐蝕性可通過以下三方面進(jìn)行解釋：

    氯離子可與溶液中的亞鐵離子發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵，具體化學(xué)反應(yīng)如下：

    Fe = Fe2+ + 2e-

    Fe2+ + 2 Clˉ = FeCl2

    生成的氯化亞鐵可以同溶解氧發(fā)生反應(yīng)生成氧化鐵和氯化鐵，氯化鐵可作為氧化劑提高一般腐蝕和點(diǎn)狀腐蝕的發(fā)生速率。鐵離子能改變腐蝕電位值，使其高于點(diǎn)蝕電位或擊穿電位，從而引起更加嚴(yán)重的腐蝕。

    在點(diǎn)狀腐蝕中，氯離子被稱為“具有強(qiáng)攻擊性的陰離子”，其能夠引起并促使點(diǎn)蝕的發(fā)生。氯離子能夠穿過鈍化膜增加點(diǎn)蝕的發(fā)生幾率。此外，氯化物也能夠通過自身催化過程加劇點(diǎn)狀腐蝕的影響。

    值得注意的是，靜水的存在是點(diǎn)狀腐蝕是否會發(fā)生的必要條件，也就是說，在表面具有流動水存在的區(qū)域發(fā)生點(diǎn)蝕的幾率會相對較小。

    溶解氧也是影響海水腐蝕性的另一個(gè)重要因素；氯化物的濃度能夠影響氧氣的溶解度。氯化鈉溶液中氧氣能達(dá)到的最大溶解度為0.035，如下圖所示：

    通過觀察上述圖表，我們能了解氯離子濃度和溶氧濃度分別在達(dá)到何種數(shù)值時(shí)才會造成最大的腐蝕速率。

    2. 氧氣

    由于海水的pH值一般在7.5至8.5范圍間，因此主要的陰極反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。實(shí)際上，溶解氧會對海水中的金屬腐蝕速率具有巨大影響。

    由海浪對海水產(chǎn)生的攪動會增加海水中的氧濃度，而溫度作為另一個(gè)影響因素會產(chǎn)生兩種相反效應(yīng)。

    首先，溫度能影響溶解氧的溶解度及其擴(kuò)散率。海水中氧氣的擴(kuò)散率會隨海水溫度的上升而提高。腐蝕速率也會由于陰極氧化還原反應(yīng)中極限電流密度的提高而增加。

    但在高溫情況下，海水中的氧溶解度會下降并相應(yīng)降低腐蝕速率?？偟膩碚f，在鹽水中氧的擴(kuò)散率相比其溶解度更易受溫度的影響。

    此外，鹽濃度也會影響溶解氧的濃度。一般來說，在溶解鹽含量為3.5%的氯化鈉溶液中氧濃度最高。

    3. 溫度

    溫度能夠?qū)罨瘶O化和濃差極化造成影響，這兩種極化均能提高大部分類型腐蝕的腐蝕性。例如，海水中的鋼鐵腐蝕，溫度每升高1度，其腐蝕就很增加2%到4%。因此，熱帶地區(qū)發(fā)生的海水腐蝕要比北極區(qū)的更為嚴(yán)重。

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責(zé)任編輯：王元

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