工程結構常見的腐蝕形式包括均勻腐蝕（大氣腐蝕）、電化學腐蝕（包括電偶腐蝕）、縫隙腐蝕、點蝕、晶間腐蝕、磨損腐蝕以及應力腐蝕裂紋等。這些腐蝕往往并存。例如，海洋環境下暴露的橋梁鋼結構會因鹽霧和濕度而產生嚴重大氣腐蝕；管道或緊固件接觸不同金屬時易發生電偶腐蝕；結構焊縫、連接螺栓等處的狹縫環境則易誘發縫隙腐蝕；應力集中區域（如彎曲區、焊縫熱影響區）在拉伸應力和腐蝕介質共同作用下易發生應力腐蝕開裂。以下示例圖展示了鋼結構橋梁表面的典型大氣腐蝕表現：

- 均勻腐蝕（大氣腐蝕）-

鋼表面暴露于空氣及污染物（鹽、酸雨等）中，整個表面均勻氧化生銹，可導致截面積減少并逐步失效。

- 電化學腐蝕 - 

當兩種不同金屬導電接觸并浸沒于電解質中時，電偶作用加劇腐蝕速率；如不銹鋼螺栓穿過普通鋼梁時，即使僅浸水環境亦會形成微型電池加速腐蝕。

- 縫隙腐蝕 -

在緊密接觸的構件夾縫內形成微環境（氧濃度差或離子富集），局部濃度硫酸、氯化物升高，引發激烈腐蝕。如鋼結構疊層邊緣、螺母與法蘭連接處經常發生縫隙腐蝕。

- 點蝕 -

在金屬表面局部部位形成坑洼，如受損涂層下金屬暴露后，局部電化學反應迅速發生點蝕孔蝕，使表面出現小孔洞。

- 晶間腐蝕 -

多晶金屬中晶界處化學成分不同，某些合金在高溫或強腐蝕介質中晶界被選擇性腐蝕，常見于焊接后不銹鋼等。

- 磨損腐蝕（沖蝕腐蝕）-

流體沖擊或機械摩擦作用下腐蝕加速，如高速水流、懸砂流經管道和通道結構時，機械與化學腐蝕作用疊加引發磨蝕腐蝕。

- 應力腐蝕開裂（SCC） -

金屬在持續拉伸應力作用下，遇到特定腐蝕介質（如氯離子、硫化物等）會突然開裂。各種形貌的腐蝕往往在同一部位共存，相互影響復雜。

這是最常用的防護層，種類包括環氧底漆、環氧中層、聚氨酯面漆等。涂料通過隔絕金屬與腐蝕介質接觸形成防護層，常用于鋼結構橋梁、隧道內壁、儲罐內外壁等。針對不同環境（氯鹽、化學介質等），可以采用改性環氧、富鋅底漆或高性能氟碳面漆等體系，滿足ISO 12944等規范要求以延長壽命。

將結構作陰極，通過外部提供犧牲金屬或電流來減緩金屬自身腐蝕。犧牲陽極法選用比鋼易溶解的金屬（如鋁、鋅、鎂合金）作為陽極金屬，當它們優先氧化溶解時保護鋼材不被腐蝕。在海水和土壤環境中常用鋁陽極或鋅陽極；外加電流法則借助可調直流電源供給管道或結構所需電流，適用于大面積鋼結構或電阻率較高環境，如大型商船船體、埋地長輸管線等。這些技術常與涂層協同使用，作為第二道或第三道防線。例如長輸油氣管道與儲油罐常先噴涂聚乙烯/環氧雙層涂料，再配合陰極保護，以防局部破損處加速腐蝕。

也稱熱噴涂或金屬涂層，通過火焰或電弧噴涂鋅、鋁等金屬粉末/絲材在基體上形成覆蓋層。這類鍍層可提供優異的屏障效果和對陽極保護作用的結合。熱噴涂通常用在大面積鋼結構或露天設施上（如橋墩、海洋平臺），常用火焰噴涂和電弧噴涂工藝快速施工。例如海上結構常噴涂鋁層（熱噴鋁）并覆蓋有機涂料雙重保護，以抵抗大氣與鹽水侵蝕。相較熱鍍鋅，熱噴涂對熱畸變小，可現場大規模施工。

在關鍵部位或極端腐蝕環境下，可直接使用耐蝕金屬材料，如不銹鋼（含Cr、Ni、Mo等合金元素）、鎳基合金、鈦合金等。例如海港和海水淡化設施會選用海水級不銹鋼（如JISSUS312L，含高Cr、Mo）做管道和襯里，其耐蝕性接近鈦合金級別；化工、石化設備常用高鎳合金管件，抵抗酸性介質腐蝕；室外緊固件可選用耐候鋼（表面形成鈍化氧化膜）來減緩腐蝕。

利用傳感器和數據分析實時監控結構腐蝕狀態。以陰極保護為例，現代化CP系統可實現遠程監控和控制，使運營商在云端實時獲取電位、流量等數據，避免人工現場測量。例如管道工程中部署監測儀和試驗樁，可連續記錄保護電流密度或鋼管-土電位，及時調整CP系統運行。與此同時，光纖傳感、腐蝕探針和無線自組網等技術在橋梁、隧道等結構健康監測（SHM）中快速發展，為結構腐蝕診斷提供精確依據。

這類涂層能在涂層被劃傷、開裂時自動修復，延長涂層壽命。智能自愈合涂料通常分為本質型和外加型兩類。本質型利用可逆化學鍵（如動態共價鍵）實現涂層自我修復，外界不施加額外材料；外加型則在涂層中封裝含自愈劑的微膠囊或納米容器，在涂層受損時釋放抑制劑主動修復。研究表明，這種涂層可在微裂紋發生時有針對性地激活修復劑，減緩腐蝕擴展。多功能自愈涂料還可集成自報告（自監測）功能，即涂層受損時改變電化學信號或發光提示，幫助維護人員及時發現風險。

納米涂層是在涂料中加入納米級填料（如納米氧化物、石墨烯、黏土納米片等），或構筑納米結構表面，以改善抗滲、耐候、機械性能。與傳統涂層相比，納米復合涂層具有更優的阻隔性能和耐久性，其納米級結構可有效填充毛細孔隙，延緩腐蝕介質透過。最新研究中，導電聚合物-納米顆粒復合涂層能夠響應電場刺激主動防腐；磁性納米粒子涂層或多層納米膜結構也在探索中，以實現更長壽命和更低維護。

纖維增強聚合物（FRP）等復合材料在橋梁、管道加固和新結構中得到越來越多應用。FRP 材料本身不導電、不生銹，重量輕、強度高，尤其適用于腐蝕環境。美國聯邦公路管理局指出，FRP 復合材料橋面板、碳纖維預應力束、玻纖增強混凝土（GFRP）鋼筋以及FRP型材等在新建項目中可顯著減輕結構自重并提高耐蝕性。例如北方低溫地區鋼筋混凝土橋梁中使用GFRP鋼筋可避免常規鋼筋的防凍融腐蝕問題；海島機場等關鍵結構采用FRP護欄和拉索也被廣泛探討。

該橋采用了多項先進防腐技術保障使用壽命。如圖所示，大橋海中橋墩（鋼管樁）在近海惡劣環境下長期服役，為延長使用壽命，工程綜合采用了犧牲陽極保護和涂層防護相結合的方案，并輔以在線腐蝕監測。即在鋼管樁上附加鋁合金或鋅合金陽極，同時噴涂高性能有機涂層，當陽極耗盡前鋼材基本不腐蝕。現場布置的監測系統能夠實時檢測保護效果，有效驗證設計。

美國佛羅里達州的Howard Frankland橋和Crescent Beach橋均為鋼筋混凝土結構，長期浸沒于海水中，混凝土受鹽害嚴重。佛州交通部門對這兩座橋的下部結構成功實施了陰極保護系統，以延長使用壽命。工程先對損壞的混凝土剝離清理，恢復鋼筋電連通性，然后在鋼筋上固定犧牲陽極或耐腐蝕導線，外部接直流源供電，將橋墩做為陰極保護。實測表明，施加CP后鋼筋-土電位達到保護要求，鋼筋腐蝕速率大幅下降。該案例說明在關鍵結構上使用陰極保護技術的有效性。

陰極保護和涂層聯合應用在全球輸油管道、石化儲罐以及海洋平臺中非常普遍。例如長輸油管道通常先涂覆環氧防腐層，再埋地后配合定期陰極保護檢查；海上石化裝置的管路和儲槽也會采用雙層防腐涂料和犧牲陽極或外加電流保護。此外，城市基礎設施如地下管廊和隧道的鋼結構，也常施以特殊涂層并加裝監測點，以應對潮濕或化學氣體腐蝕。

施工前必須徹底除銹和清理舊漆層，常用方法為噴砂（達到近白板面標準）或高壓水射流處理。施工現場需保證基材表面干凈、干燥、無油污，鋼材含錳氧化層、氫脆物等妨礙附著的雜質也要去除。例如，在混凝土結構的陰極保護工程中，所有裸露鋼筋和砼表面會進行噴砂處理以去除附著的海洋生物、腐蝕產物和浮銹，確保良好附著力。

根據設計要求分層涂裝，一般包括底漆、中間漆、面漆等。施工步驟為：底材噴砂后馬上涂刷富鋅底漆（如有需要），然后涂布多層環氧中涂層，最后涂覆抗紫外線頂涂。每道涂層應在前道固化后進行，不可跨層涂裝。施工環境控制極為重要：溫度、濕度要滿足涂料施工規范（通常在5–35°C，濕度<85%）；避免雨天、露水以及風塵侵擾。在海洋或冬季施工時，選用低溫固化配方或模板保溫。

以接地管道或混凝土鋼筋為陰極，按設計布置陽極并確保電氣連通。犧牲陽極法施工時，將預制的鋁合金/鋅陽極塊通過銅線與結構鋼綁扎，并鑲嵌于化學砂漿中；外加電流法則需安裝交流/直流整流柜、接地極以及監測電極。在混凝土橋墩修復中，通常先檢查并焊接鋼筋連通線，然后將含陽極的耐腐蝕網片緊貼鋼筋周圍鋪設，最后泵注專用導電砂漿固定。

施工時必須做好安全防護，如防火（噴涂可燃性溶劑）、防爆（鋼結構噴砂引起可燃灰塵）、防硅酸鹽中毒等。施工期間需有專業工程師在場監控環境條件。對于陰極保護設備，布設位置要防雷擊并遠離高壓干擾源。涂料和填充材料應存放在通風陰涼處，避免陽光直射或溫度驟變。

涂層施工完成后需進行厚度、粘附性和完整性檢測。常用方法有干膜測厚、沖擊/劃格/拔塊粘附試驗以及孔隙檢測（如高壓水、電火花檢漏）。涂層厚度應符合設計要求（例如DFT總厚度達到設計規范），無露底或針孔缺陷。對于陰極保護系統，要調試至結構表面電位達標（例如鋼-土電位≤–0.85V (Cu/CuSO?) 等），并記錄CP電流分布、原位電極電位分布等數據。熱噴涂施工后也需測量涂層厚度，并檢驗與基體的結合情況。通過上述嚴格的施工和檢測流程，可確保腐蝕防護工程達到預期效果。