常用的耐腐蝕材料
耐腐蝕材料 |
金屬材料
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黑色金屬 | 鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼 |
有色金屬 |
Al及其合金,Mg及其合金,Ag及其合金 | ||
Ni及其合金,Ti及其合金,Ag及其合金 | |||
稀貴金屬 | Pt,Au,Ru,Rh,Pd,Zr,Hf,Ir及稀土等 | ||
非金屬材料 |
無機非金屬材料 | 碳系:石墨、玻璃碳、碳纖維玻璃鋼等 | |
硅酸鹽體系:玻璃、陶瓷、水泥(混凝土) | |||
有機非金屬材料 |
塑料:熱塑性塑料、熱固性塑料 | ||
橡膠:天然橡膠、合成橡膠 | |||
涂料 |
具有海洋抗腐蝕性能的陰極保護材料
1、碳鋼
碳鋼是指含碳量低于1.7%的鐵-碳合金,可分為4類:工業(yè)純鐵,含碳量小于0.04%;低碳鋼,含碳量在0.04%~0.25%之間;中碳鋼,含碳量在0.25%~0.6%之間;高碳鋼,含碳量大于0.6%。
鋼鐵在海水中或在實際工作環(huán)境中的腐蝕行為受到很多因素的影響,同一種剛在不同的環(huán)境中的腐蝕速度可以差別很大。同一地區(qū)的海水對插入鋼樁不同部位的腐蝕也不同。飛濺區(qū)腐蝕最嚴(yán)重,這一地區(qū)供養(yǎng)充分,氧去極化作用強烈,浪花又易沖擊破壞保護膜。鋼材在海水中還易受到生物腐蝕作用。在海底泥漿區(qū)或被污染的海域,危害最大的就是硫酸鹽還原菌,它能夠使硫酸鹽還原成腐蝕性極強的硫化氫和其他硫化物,從而加速鋼材的腐蝕。
由于水泥具有很高的堿性,故新鮮水泥和鋼接觸時有助于防蝕;在鋼材中,添加少量的P,Cu,Cr,Al等元素,能明顯提高其耐蝕性。
2、不銹鋼
不銹鋼的耐蝕性主要取決于其含鉻量。鉻能與氧氣快速反應(yīng)形成一層氧化鉻膜,能有效阻止氧氣的進一步腐蝕。不銹鋼中的鎳可提高不銹鋼的耐酸性和耐蝕性。
3、銅與銅基合金
在海洋環(huán)境中,銅與銅基合金常見的腐蝕類型有均勻腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕和成分選擇性腐蝕(如黃銅脫鋅、白銅脫鎳)等,此外,還會發(fā)生應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞。在海水中,銅與銅合金有較好的耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能。其中,白銅是耐海水腐蝕性最好的一類銅合金。銅與銅基合金在海水中具有抗生物污損的能力。
4、鎳與鎳基合金
雖然純鎳本身也有優(yōu)良的耐蝕性,但仍和不銹鋼一樣又發(fā)生點蝕的可能性。在鎳基合金中,蒙乃爾、哈氏合金C和因科耐爾合金都是奶海洋腐蝕最好的結(jié)構(gòu)材料。鎳和鎳基合金在海洋氣氛中有優(yōu)異的耐腐蝕性,即使暴露20a 仍能保持金屬光澤,在海水全浸區(qū),其耐蝕性也十分優(yōu)良。它在焊縫區(qū)有晶間腐蝕的可能性,但低碳型合金和加銀合金就能防止縫隙腐蝕。
5、鋁及海洋級鋁
防銹鋁在海洋潮汐區(qū)有較好的耐蝕性;工業(yè)純鋁、鍛鋁的耐蝕性較差;硬鋁和超硬鋁的包鋁層起著犧牲陽極的作用,使基體受到保護,它們的點蝕深度、縫隙腐蝕深度隨時間變化不大,暴露16年的點蝕深度小于防銹鋁;在海水潮汐區(qū),海生物污損對鋁合金的腐蝕有明顯影響,它能引起鋁合金的局部腐蝕;鎂、錳能提高鋁合金在海水潮汐區(qū)的耐蝕性,硅明顯降低鋁的耐蝕性,銅嚴(yán)重?fù)p害鋁的耐蝕性。
6、鈦及鈦合金
鈦及鈦合金是目前所知材料中抗常溫海水腐蝕性能最好的材料,即使在污染海水、熱海水(<120℃)、海泥、流動海水中均具有良好的耐蝕性。其優(yōu)異的耐蝕性是由于它具有很好的自鈍化性,當(dāng)受到某種程度的破壞時,表面氧化膜或鈍化膜可以很快自行修復(fù)。
7、其他晶態(tài)金屬
鉛:鉛不易被海水腐蝕,其腐蝕速度小于25 um/a。若在表面涂以防蝕底漆和防污漆,則鉛的防蝕性能會更加優(yōu)良。
焊接合金:不管使用何種焊接合金,在焊接后都必須小心清除焊劑,因為任何一種焊劑與海水的聯(lián)合作用,都將加速腐蝕。
8、無定形合金
無定形合金是一種新材料,無定形結(jié)構(gòu)是熱力學(xué)的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),其局部腐蝕可能性小于結(jié)晶型結(jié)構(gòu)。其具有良好的耐腐蝕性能。
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