海洋腐蝕的危害、損失、規(guī)律及特點

    海洋約覆蓋了71%的地球表面，航海和海洋產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當今世界經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱。國際貿(mào)易中90%以上的運力靠海洋運輸。海洋平臺是油氣資源開發(fā)的重要支柱，海上風電是近年來大力發(fā)展的新能源。

    腐蝕是導致各種基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)設(shè)備破壞和報廢的主要原因。我國每年由于腐蝕造成的損失約為GDP的5%，遠高于美國的3.4%和日本的不足3%。國際公認，腐蝕損失超過所有自然災害損失的總和。以2012年為例，按照GDP的5%估算，我國當年的腐蝕損失高達2.6萬億元，是所有自然災害損失（0.42萬億）的6倍多。即使在2008年發(fā)生汶川大地震（損失為0.85萬億）的特殊自然災害的情況下，當年的腐蝕損失（1.57萬億）也高于所有自然災害損失之和（1.18萬億）。國內(nèi)外公認，如果采取有效的腐蝕防護措施，25%～40%的腐蝕損失可以避免。

    雖然我國尚缺乏海洋腐蝕損失量具體的數(shù)據(jù)，但海洋腐蝕環(huán)境的苛刻性，海水中的鹽濃度高（一般在3.5%左右）、富氧，并存在著大量海洋微生物和宏生物，加之海浪沖擊和陽光照射，海洋腐蝕環(huán)境較為嚴酷，有理由相信海洋的腐蝕損失十分嚴重。在ISO－12944中把大氣腐蝕分為6類，海洋環(huán)境的腐蝕等級最高。受海水飛沫中含有的氯化鈉顆粒的影響，近海200m以內(nèi)的陸地環(huán)境上的腐蝕也屬于海洋環(huán)境腐蝕的范疇。在海洋環(huán)境中服役的基礎(chǔ)設(shè)施和重要工業(yè)設(shè)施的腐蝕問題嚴重，特別是船舶與海洋平臺的腐蝕問題更加突出，腐蝕已經(jīng)成為影響船舶、近海工程、遠洋設(shè)施服役安全、壽命、可靠性的最重要因素，引起世界各國政府和工業(yè)界的高度重視。因此，大力發(fā)展海洋工程防腐材料和技術(shù)，對于保障海洋工程和船舶的服役安全與可靠性，降低重大災害性事故的發(fā)生，延長海洋構(gòu)筑物的使用壽命具有重大意義。

    海洋腐蝕的規(guī)律及特點

    海洋環(huán)境按照腐蝕性劃分為大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)、海泥區(qū)。不同區(qū)域的腐蝕速率存在著明顯差別。浪花飛濺區(qū)的腐蝕速率最高，潮差區(qū)次之。

    在全浸區(qū)內(nèi)，海水的溫度、鹽度、溶解氧濃度和pH值隨深度而變化。由于腐蝕環(huán)境的變化，材料的腐蝕速率隨海深的變化而明顯不同。

    浪花飛濺區(qū)通常是指海水的飛沫能夠噴濺到材料表面，但在漲潮時又不能被海水所浸沒的部位。國內(nèi)外大量研究表明，海洋腐蝕最嚴重的部位約位于平均海平面以上的0.6～1.4m左右。同一種材料在浪花飛濺區(qū)的腐蝕速率比全浸區(qū)高3～10倍。雖然海洋工程在浪花飛濺區(qū)所占面積很小，以直徑1m的海洋鋼樁為例，其飛濺區(qū)腐蝕區(qū)域約為2m，腐蝕表面積約12m2（與不同海區(qū)等有關(guān)），但由于該區(qū)域腐蝕最為嚴重，如果不加以有效防護，將導致該部位的嚴重腐蝕，造成整個海工設(shè)施出現(xiàn)嚴重事故。

    在海洋大氣區(qū)，由于存在Cl-，Mg2+和SO42-等離子，以及日照和海風的作用，即使采取了腐蝕防護措施，船舶與海洋工程也會發(fā)生嚴重的腐蝕。不僅金屬材料，混凝土結(jié)構(gòu)也存在嚴重的腐蝕。在浪花飛濺區(qū)腐蝕更為嚴重。

    在潮差區(qū)和全浸區(qū)的較淺區(qū)域，海洋生物的污損不僅造成船舶的航速顯著降低，也會由于重量顯著增加而威脅整個海洋平臺的安全。

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責任編輯：龐雪潔

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