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八一八那些年我們在海水環境中用過的材料

2017-07-26 09:42:49 作者：本網整理來源：腐蝕與防護分享至：

在腐蝕工程中，海水是需要被討論環境中最重要的因素，而其中最容易引起問題的就是用于輸送石油、氣體的管道。昨天，我們一同探索了何種因素會對我們的管道造成影響，今天，就讓我們一同了解一下該如何在海水環境中使用結構材料吧。

海水中的結構材料

現在讓我們一同了解一下一些海水中重要結構材料的耐蝕性。

普通鋼

未進行防護工序處理的低碳鋼在海洋環境中不具有抗腐蝕性，但在對其使用保護手段后（如陰極保護法或涂裝聚合物涂層），其通常可被用作制造板樁，船體等設施的材料。對于海水中未受保護的鋼鐵結構，其受到的腐蝕速率與它在海水中所處的位置有關，具體可見下圖：

位于海底（全浸區）的海水處于停滯狀態、其溫度及氧濃度均為最低。因此，這個區域中的腐蝕速率要低于其他區域。海底較高的區域被稱為潮汐區，處于該地帶中的物質會受干濕循環的影響。干濕循環每24小時重復一次并可提高腐蝕速率。研究顯示處于潮汐地帶的低碳鋼腐蝕速率大約為每年100微米，而全浸區的這一數值卻低于每年50微米或被視為接近于零。高溫、氧飽和以及海水外濺會在飛濺區引起嚴重的腐蝕情況。飛濺區（如阿拉斯加的庫克海灣）的腐蝕速率能達到每年900微米。

值得注意的是在緊接著飛濺區下方區域中的腐蝕速率要略高于潮汐區中的其他地帶，其背后原因是由于氧濃差電池的形成，在此電池中，陽極位于氧氣分壓較低的飛濺區的下方區域，而陰極則位于氧氣分壓較高的飛濺區中。

位于海面上方的水平面被稱為“海洋大氣”，海水形成的薄層會在金屬表面凝結造成大氣腐蝕。風力強度，海水鹽度以及溫度是能夠影響海洋大氣腐蝕的三大重要因素。

使用陰極保護，涂料以及覆蓋層板可有效防止處于海水中的鋼柱和鋼樁發生腐蝕現象。

不銹鋼

由于不銹鋼表面的氧化鉻保護層，不銹鋼對海水中的一般性腐蝕具有較高的耐蝕性。但由于海水中的氯離子濃度較高，不銹鋼合金在海洋里的滯水環境中易受點狀腐蝕的影響，比如常用的304型不銹鋼就十分容易在海水中受點蝕的影響。要提高不銹鋼的耐點蝕性，可向其原來的化學成分中添加其他元素，如包含2%鉬的316型不銹鋼，其耐點蝕性大大優于原先的不銹鋼。除了添加鉬，增加不銹鋼中的鉻含量也能提高不銹鋼在海水中的耐點蝕性。

銅合金

銅及其合金（青銅和黃銅）在海水中對一般腐蝕具有耐蝕性。因此，銅合金被廣泛用于海洋產業中。有時，可通過改變黃銅合金的化學組成使其能在海洋環境中更好地發揮作用：比如含1%錫的海軍黃銅或船用黃銅以及包含少量砷的砷黃銅能有效防止脫鋅腐蝕的發生。在黃銅中添加鋁通常可以增加用于制造船只葉輪的黃銅對沖蝕腐蝕的耐蝕性。白銅，由于其對海水腐蝕優異的耐蝕性而在海洋項目中被大量使用。

混凝土