由于水泥具有很高的碱性，故新鲜水泥和钢接触时有助于防蚀；在钢材中， 加少量的 P，Cu，Cr,Al 等元素，能明显提高其耐蚀性。 2、不锈钢
不锈钢的耐蚀性主要取决于其含铬量。铬能与氧气快速反应形成一层氧化铬 膜，能有效阻止氧气的进一步腐蚀。不锈钢中的镍可提高不锈钢的耐酸性和耐蚀 性。 3、铜与铜基合金
虽然纯镍本身也有优良的耐蚀性，但仍和不锈钢一样又发生点蚀的可能性。 在镍基合金中，蒙乃尔、哈氏合金 C 和因科耐尔合金都是奶海洋腐蚀最好的结构 材料。镍和镍基合金在海洋气氛中有优异的耐腐蚀性，即使暴露 20a 仍能保持 金属光泽，在海水全浸区，其耐蚀性也十分优良。它在焊缝区有晶间腐蚀的可能 性，但低碳型合金和加银合金就能防止缝隙腐蚀。 5、铝及海洋级铝
电蚀和电偶腐蚀的区别：电解腐蚀通常被简称为电腐蚀或电蚀，它和电偶腐 蚀不同，是外来电源供应的电流引起的腐蚀。这种腐蚀的驱动力——电流——通 常是无意中形成的，是安装不正确的电路中发散出来的(例如，接地不正确)，通 常称为杂散电流。故电蚀又可称为杂散电流腐蚀。
不管同种金属还是异种金属，都可以发生电蚀，而且，这种杂散电流还可能 克服电偶腐蚀电流，从而迫使在正常条件下不会发生腐蚀的贵金属也会发生腐 蚀。 2.3.1.5 合金选择腐蚀
海洋平台腐蚀与防护
第一章 前言
1.1 国内外海洋平台事故
近 30 年来，海洋腐蚀向人类敲响的警钟。1980 年 3 月，在北海艾克菲斯油 田上作业的“亚历山大·基定德”号钻井平台，在 8 级大风掀起的高 6∽8m 的海 浪的反复冲击下，5 根巨大的桩腿中的 D 号桩腿因 6 根主撑管先后断裂而发生剪 切断裂，万余吨重的平台在 25min 内倾倒，使 123 人遇难，造成近海石油钻探史 上罕见的灾难。挪威事故调查委员会检查报告表明，D 号桩腿上的 D-6 主撑管首 先断裂。该主撑管曾经开过一个直径 325mm 的孔，并焊上一个法兰，准备安装平 台定位声纳装置，实际上后来并未安装，开裂就是从这个法兰角的 6mm 焊缝处开 始的，裂纹在海浪与荷载的反复作用下不断扩展，最后导致平台沉没。
蚀非 无机非金属材料
材金
碳系：石墨、玻璃碳、碳纤维玻璃钢等 硅酸盐体系：玻璃、陶瓷、水泥（混凝土）
料属
塑料：热塑性塑料、热固性塑料
材 有机非金属材料
橡胶：天然橡胶、合成橡胶
料
涂料
2.4.1.2 具有海洋抗腐蚀性能的材料 1、碳钢
碳钢是指含碳量低于 1.7%的铁-碳合金，可分为 4 类：工业纯铁，含碳量小 于 0.04%；低碳钢，含碳量在 0.04%～0.25%之间；中碳钢，含碳量在 0.25%～0.6% 之间；高碳钢，含碳量大于 0.6%。
合金选择腐蚀又称为选择性腐蚀或选择性浸出，它是由于腐蚀作用而从一种 固体合金中只除去其中一种元素的过程。 2.3.1.6 应力腐蚀开裂
稳态时的张应力和特种腐蚀介质的共同作用所引起的某些金属的开裂，叫 做应力腐蚀开裂(简而言之，应力腐蚀开裂是应力和腐蚀的联合作用而引起的开 裂)。
可能发生应力腐蚀开裂的应力总是低于这种金属在正常条件下发生断裂所 需要的应力，就是低于金属的抗断强度。
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电压)，若这两种金属互相接触(或用导线接通)，这种电位差就会驱动电子在它们 之间流动。此种耐蚀性较差的(贱金属)，在接触后的腐蚀速度增加(此金属成为阳 极)；耐蚀性较强的金属(贵金属)，则腐蚀速度下降(此金属成为阴极)。因这类腐 蚀形态涉及到电流和不同的金属，故称为电偶腐蚀，又称双金属腐蚀。 2.3.1.5 电解腐蚀(电蚀)
在海水中影响腐蚀的因素
物理因素
生物因素
溶解的气体
流动速度
氧气
气泡
二氧化碳
海水中悬浮物
化学平衡
冲击和划伤
盐含量
温度
(氯离子，溴离子和碘 压力
离子，硫酸根离子， 风力
镁离子等)
pH 值
碳酸盐溶解状况
污损生物 藻类 藤壶等附着动物 海中植物的生活 产生氧气 消耗二氧化碳 海中动物的生活 消耗氧气 发生二氧化碳 海中微生物的生活 产生硫化氢 产生有机酸
点蚀或缝隙腐蚀是引起应力集中常见原因，锐角处也常成为开裂扩大的起 点。 2.3.1.7 氢脆
氢脆的原因是氢原子扩散进入金属结构，氢溶解在金属中而生成脆性的氢化 物。氢脆易于引起应力腐蚀开裂，也有人把它叫做氢脆开裂，以区别于阳极性应 力腐蚀开裂。 2.3.1.8 晶间腐蚀
晶间腐蚀是应力腐蚀开裂的原因之一，它还可以使合金碎裂、片状脱落或 丧失强度。晶间腐蚀不易察觉，所以它是许多灾难性事故的常见原因。
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两固体材料之间互相接触的表面，由于振动和滑动使金属表面的保护膜损 伤，所引起的腐蚀称为振磨腐蚀。涂布防锈润滑油，提高光洁度和滑性，降低磨 擦力，避免振动，提高金属的耐磨性、硬度和韧性等方法都能减少或避免振磨腐 蚀。 2.3.2 海洋环境中金属的疲劳腐蚀
金属在交变的循环应力(如拉伸应力和压缩应力的交替进行)作用下发生破裂 的倾向，通常称为“疲劳”。
在存在腐蚀介质时，材料的抗疲劳性能就会下降，这就是腐蚀疲劳。 在海水或其他水溶液中，引发腐蚀疲劳开裂的起点大致上有 4 类：①点蚀。 点蚀孔易于成为开裂的核心部分。②严重形变区的材料的择优溶解。因为形变区 可成为局部阳极，未形变区成为阴极。③金属表面的氧化物保护膜的韧性通常不 如金属本身的韧性好，在曲折时易于开裂，这种开裂的裂缝处金属的腐蚀速度快， 引起金属腐蚀疲劳开裂。铝即使在空气中也没有腐蚀疲劳极限，而铜在海水中却 有良好的抗腐蚀疲劳性能，就可能是因为铝液依靠氧化物膜保护，而铜却不是。 ④金属表面吸附了污物，引起了表面能量降低，使微小的裂缝得以加速扩展。
晶间腐蚀是由晶界的杂质，或晶界区某一合金元素增多或减少而引起的。 为防止晶间腐蚀，可以在使不锈钢中的碳含量降到 0.03%以下(愈低愈好)， 或在不锈钢中添加易于和碳反应的稳定剂元素，如铌和钛等，或使用固溶淬火法， 即加热到 1066—1121℃，然后用水淬火，可减少晶间腐蚀的危险。 2.3.1.9 振磨腐蚀
3)潮差区：即在涨潮时浸在水下，在落潮时在水线上的地区。从理论上说， 海水平面由于氧气的供应不均匀，在水面上下造成了氧气浓差，水线上下形成大
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型的氧气浓差电池。空气中部分氧气供应最充分，故为阴极，受到保护，腐蚀较 小(曲线中的极小值)；恰好浸在海水线下的部分为阳极，腐蚀极其严重(图中的第 二极大值)。但因海浪和风的冲击，干湿边界瞬即变化，故总的来说，这部分(从 海平面到海平面下约 1 米的地方)也是腐蚀比较严重的地区之一。钢铁腐蚀速度 可达 120～270 微米/年(荷兰)。
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第二章 海洋腐蚀
2.1 海水性质
海水中是最丰富的天然电解质溶液，通常海水中的含盐量为 3.2～3.75%(港口因有淡水
稀释，盐度可能低达 1.0%)，海水中的 pH 值为 8～8.2 之间。
在海水中影响金属腐蚀的因素可分为化学因素、物理因素和生物因素三大类，这些因素
是互相关联且互相有影响的。
化学因素
4)全浸区：这部分的腐蚀受到海中溶解氧气，盐浓度，流速，水温，海生物， pH 值和流砂的影响，它又可分为三个区域：
① 浅海区。为自海面至海平面下 50 米处，因溶解氧气浓度较高，故腐蚀较 严重。
② 中等深度区。为海平面下 50～200 米处，腐蚀程度中等。 ③ 深海区。为海平面下 200 米以上，因溶解氧气浓度较低，故程度较小。 此三区的钢材平均腐蚀速度为 26～90 微米/年。 5)海底土壤区：受到细菌腐蚀及污染的土壤堆积腐蚀，腐蚀情况比较和缓。 钢材腐蚀速度为 15 微米/年。
在海洋环境中，铜与铜基合金常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀 和成分选择性腐蚀（如黄铜脱锌、白铜脱镍）等，此外，还会发生应力腐蚀和腐 蚀疲劳。
在海水中，铜与铜合金有较好的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。其中，白铜是耐 海水腐蚀性最好的一类铜合金。铜与铜基合金在海水中具有抗生物污损的能力。 4、镍与镍基合金
2010 年 9 月 7 日 23 时，山东东营胜利油田位于渤海的作业 3 号修井作业平 台受玛瑙台风影响(风力最大时阵风 9 级，浪高近 4 米)平台发生倾斜发生倾斜 45 度事故。平台上 4 人落水，32 人被困平台。目前已有 34 人获救。平台设计通常 都考虑台风的影响，况且又是在中国的内海-渤海，我觉得平台倒塌与海洋腐蚀 应有一定的关联。
钢铁在海水中或在实际工作环境中的腐蚀行为受到很多因素的影响，同一种
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刚在不同的环境中的腐蚀速度可以差别很大。同一地区的海水对插入钢桩不同部 位的腐蚀也不同。飞溅区腐蚀最严重，这一地区供养充分，氧去极化作用强烈， 浪花又易冲击破坏保护膜。钢材在海水中还易受到生物腐蚀作用。在海底泥浆区 或被污染的海域，危害最大的就是硫酸盐还原菌，它能够使硫酸盐还原成腐蚀性 极强的硫化氢和其他硫化物，从而加速钢材的腐蚀。
2.4 各种材料在海洋环境中的腐蚀及防护
2.4.1 常用的耐腐蚀材料
2.4.1.1 分类
表 2-1 常用的耐腐蚀材料分类
金
黑色金属
铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢
属 耐材
有色金属
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
腐料
稀贵金属
Pt,Au,Ru,Rh,Pd,Zr,Hf,Ir 及稀土等
1.2 腐蚀工程
腐蚀工程包括腐蚀原理和防护技术两部分： 腐蚀原理是从热力学和动力学方面解释和论述腐蚀的原因、过程和控制。 防护技术泛指防止或延缓腐蚀损害所采用的有效措施。大体上有以下几种： ①选择材料，根据使用环境合理选用各类金属材料或非金属材料； ②电化学保护技术，主要是阴极保护技术、阳极保护技术与排流技术； ③表面处理技术，如磷化、氧化、钝化及表面转化膜； ④涂层、镀层技术，主要有涂料、油脂、镀层、衬里与包覆层等； ⑤调节环境，即改善环境介质条件，如封闭式循环体系中使用缓蚀剂、调节
2.3 腐蚀类型