海洋環境是一種比較復雜的腐蝕環境。海洋環境中，海水本身就是強腐蝕介質，同時又受到波、浪、潮、流產生的低頻往復應力和沖擊力，再加上海洋微生物、附著生物及它們的代謝產物等都對腐蝕過程產生直接或間接的加速作用。

    隨著海洋油氣開發產業的快速發展，海洋油氣開發平臺（船）的腐蝕、海底管道的腐蝕、橡膠密封材料的腐蝕、油井管的腐蝕以及水泥環的腐蝕的問題越來越突出。今天，就讓我們來看看海洋腐蝕環境相關內容吧！

    海洋力學環境作用在海水上的力有多種，一般可分為兩大類：引起海水運動的力，如重力、壓強梯度力、風應力、引潮力；海水運動后派生的力，如地轉偏向力、切應力、摩擦力等。

    海洋環流與氣候

    海流是指海水大規模相對穩定的流動，是海水重要的普遍運動形式之一。海流一般是三維的，習慣上常把海流的水平運動分量狹義的稱為海流，其鉛直分量單獨命名為上升流、下降流。海洋環流一般是指海域中的海流形成首尾相接的相對獨立的環流系統或流旋。

    1海流的產生有兩個最基本的原因：

    （1）由于受海面上的風力驅動，形成風海流，亦稱漂流；（2）由海水的溫度、鹽度變化引起密度分布的變化而形成熱鹽環流，也叫密度流。

    2海流有多種劃分方法：

    第一，  根據成因不同，分為風海流、熱鹽環流；第二，  根據受力情況不同，分為地轉流、慣性流；第三，  根據發生的區域不同，可分為洋流、陸地流、赤道流、東西邊界流等。

    其中，研究海流運動的表示方法有拉格朗日法和歐拉法兩種，一般較常使用歐拉法。

    太陽輻射、海洋環境和大氣環流是影響海洋氣候的主要因素。

    3中國近海海洋動力

    中國近海海流可分為外海流系和近海沿岸流系，外海流系指流經東海的高溫高鹽黑潮及其分支臺灣暖流、對馬暖流和黃海暖流。

    近海沿岸流系主要是由低鹽性質的大陸入海徑流與盛行季風引起的風海流形成的沿海岸流動的海流。按其地理位置可分為：渤海沿岸流、黃海沿岸流、東海沿岸流、南海季風漂流等。

    海洋動力主要指海水運動過程中產生的潮汐能、波浪能、海流能及海水因溫差和鹽度差而引起的溫差能與鹽差能等。海洋動力的主要特點：蘊藏量大，可再生；能流分布不均、密度低；能量多變，不穩定。

    海洋環境腐蝕類型

    在實際的海洋環境中，材料腐蝕有三個腐蝕峰值，一個峰值發生在平均高潮線以上的浪花飛濺區，是鋼鐵設施腐蝕最嚴重的區域，也是最嚴峻的海洋腐蝕環境，這是因為在這一區域海水飛濺、干濕交替、氧的供應最充分，同時光照和浪花沖擊破壞金屬的保護膜，造成的腐蝕最為強烈；第二個峰值通常發生在平均低潮線以下0.5～1.0m處，因在這一區域溶解氧充分、流速較大、水溫較高、海生物繁殖快；第三個峰值是發生在海水與海泥交界處下方，由于此處容易產生海泥海水腐蝕電池。

    海洋環境中的腐蝕主要有化學腐蝕、生物腐蝕、機械作用腐蝕和電化學腐蝕。這些腐蝕一般是協同作用的，其中對材料影響最大的是電化學腐蝕。

    其中海水腐蝕的電化學過程的特征主要有：

    （1）大多數金屬在海水中腐蝕時的陽極過程阻滯很小，因而腐蝕速率相當大；

    （2）海水腐蝕是氧的去極化腐蝕，在靜止狀態或海水流速不大的情況下，陰極過程受氧的擴散速率控制；

    （3）海水是良好的導電介質，電阻性阻滯很小；

    （4）海水中除發生全面腐蝕外，還易發生局部腐蝕。

    海洋污損生物附著機制及腐蝕機理

    1海生物污損腐蝕

    海生物污損腐蝕指海生物附著在金屬表面上影響氧擴散、造成細菌棲息、改變環境條件、破壞表面膜和涂層，從而產生局部腐蝕和污損，這種腐蝕在船底及海水管道中尤為顯著。

    2在海洋環境中，各種微生物是怎樣附著在涉海材料表面呢？

    海水（或海泥）中的微生物會以各種形式被運送到固體材料表面上。在大多情況下，自然環境中存在的微生物廣泛分布于液態物質中，它們接觸到各類表面的機制如下：

    (1)沉積作用。

    (2)洋流動力。

     (3)趨化性。

    (4)布朗運動現象。

    海洋微生物的附著大體可分為三種情況：非特定附著、特定附著及暫時附著。

    3海洋污損生物的腐蝕

    1）海洋潮差區的腐蝕

    潮差區的金屬表面也是經常同充氣的海水接觸，潮汐、海流運動造成金屬表面干濕交替，從而加劇腐蝕。潮差區有海生物附著，它對一般鋼鐵結構物來說得到局部保護，但對不銹鋼等易鈍化金屬卻由于海生物寄生、缺氧而造成閉塞電池型的局部腐蝕。

    2）海水全浸層的腐蝕

    表層海水中溶解氧近于飽和，這里生物活性強、水溫高，是全浸條件下腐蝕較重的區域。當然，附著生物的污損和碳酸鈣的沉積，有時也起到一定的保護作用。在淡水和海水混合的河口區域，腐蝕還與各種污染因素有關。

    3）深海及海泥中的無氧腐蝕層

    海水中含氧量隨水深有所減少，水溫隨水深而下降，腐蝕性變弱，當深度超過20～30m時，海水流速相當低，陽光不能攝入，一般植物已不能生存，動物性污染也會減少。由于深海溫度低、壓力大、pH值較低，海水中碳酸鈣低于飽和度，溶氧量減少。因此，使某些金屬腐蝕顯著減輕，而有的金屬的局部腐蝕可能增加。對深海結構物進行陰極保護時不易形成保護性沉淀垢，犧牲陽極消耗要比表層大得多。

    海泥是海水浸漬過的土壤，根據海水對土壤的作用情況不同，可分為三大類：岸邊鹽堿土、潮汐帶土和海底沉積物。此外，海泥帶是指海底土部分，其電阻率低，而且往往含有細菌等微生物。由細菌活動所產生的氣體中，NH3和H2S具有腐蝕性。硫酸鹽還原菌所產生的硫化物，對各金屬的侵蝕早已引起人們的重視。通常，鋼在海泥中的腐蝕比在海水中緩慢，而且由于氧氣供應不足而易極化。但是硫酸鹽還原菌會在無氧條件下引起金屬腐蝕。

    微生物沉積在不銹鋼上所形成的膜，能改變陰極反應過程的動力學，使得不銹鋼的腐蝕電位從+50mV提高到約+400mV，從而大大增加了局部腐蝕的速度。

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責任編輯：王元

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