海洋腐蝕

和銅合金表面的銅綠，偶爾也被人稱作銅鏽。

關於腐蝕和金屬腐蝕還有一些其他形式的定義。由於金屬和合金遭受腐蝕後又回覆到了礦石的化合物狀態，所以金屬腐蝕也可以説是冶煉過程的逆過程。上述定義不僅適用於金屬材料，也可以廣義地適用於塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金屬材料。例如，塗料和橡膠由於陽光或者化學物質的作用引起變質，鍊鋼爐襯的熔化以及一種金屬被另一種金屬熔融液態金屬腐蝕，這些過程的結果都屬於材料腐蝕，這是一種廣義的定義。金屬及其合金至今仍然被公認為是最重要的結構材料，所以金屬腐蝕自然成為最引人注意的問題之一。腐蝕破壞的形式種類很多，在不同環境條件下引起金屬腐蝕的原因不盡相同，而且影響因素也非常複雜。為了防止和減緩腐蝕破壞及其損傷，通過改變某些作用條件和影響因素而阻斷和控制腐蝕過程，由此所發展的方法、技術及相應的工程實施成為防腐蝕工程技術

金屬構件在海洋環境中發生的腐蝕。海洋環境是一種複雜的腐蝕環境。在這種環境中，海水本身是一種強的腐蝕介質，同時波、浪、潮、流又對金屬構件產生低頻往復應力和衝擊，加上海洋微生物、附着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。海洋腐蝕主要是局部腐蝕，即從構件表面開始，在很小區域內發生的腐蝕，如電偶腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕等。此外，還有低頻腐蝕疲勞、應力腐蝕及微生物腐蝕等 。通常 ，金屬構件在海洋飛濺區（指風浪、潮汐等激起的海浪、飛沫濺散到的區域）的全面腐蝕速率最高。防止海洋腐蝕的措施除正確設計金屬構件、合理選材外，通常有以下幾種：①採用厚漿型防腐蝕塗料。②對重點部件採用耐腐蝕材料包套。③設計構件時要考慮到足夠的腐蝕裕量。④根據電化學腐蝕原理，採用犧牲陽極。

金屬受海洋環境(海水、海洋大氣jffl海生物等)影響產生的腐蝕。具有電化學特點，故極易發生接觸腐蝕、氧濃差腐蝕、縫隙腐蝕。t海洋腐蝕主要與海水含氧量、海水流速和深度、鈣質沉積，以及海水的污染情況和海洋植物的光合作用等有關。海洋腐蝕多產生予浸漬海水中的設備(如艦炮的海水冷卻系統)，以及在沿海地區使用或經海運陶設備器材。根據金屬所處的具體區域和具體的海面地帶陶不同。腐蝕速度和程度等也不相同。通常可分為海洋大氣腐蝕、海水間斷濕潤部分的腐蝕、完全浸入海水部分的腐蝕和海底土壤中的腐蝕等。海洋腐蝕時特點是：

1．飛濺帶時腐蝕最嚴重(與海水飛濺、乾濕交替和日射等有關)，而深海帶(氧量少)的腐蝕則較輕；

2．在海洋或海面多表現為鹽霧的腐蝕，腐蝕速度與相對濕度、温度和風向的變化，以及距離海洋的遠近等有關；

3．腐蝕隨時間而變化，開始的腐蝕率趨於穩定，隨時間延長而速度加快。海洋腐蝕的防止方法是合理選用金屬材料，溶覆保護層，採用電化學保護等。 ^[1] 

構件在海洋環境中發生腐蝕，腐蝕類型主要有均勻腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、湍流腐蝕、空泡腐蝕、電偶腐蝕和腐蝕疲勞等，這些腐蝕現象的發生往往與金屬構件的結構和工藝相關。

均勻腐蝕是指在金屬表面上幾乎以相同的速度所進行的腐蝕，與在金屬表面上產生的任意形態的全面腐蝕不同。均勻腐蝕一般發生在陰極區和陽極區難以區分的地方。

金屬表面局部區域出現向深處發展的腐蝕稱為點蝕，而金屬的其餘區域則無明顯腐蝕發生。點蝕具有“深挖”特性，即蝕孔一旦形成，往往自動向深處腐蝕，因此具有極大的破壞力和隱患性。點蝕不僅與環境中分散的鹽粒或污染物相關，同時也與材料本身的表面狀態和處理工藝相關。

部件在介質中，由於金屬與金屬(或非金屬)之間形成特別小的縫隙，使縫隙內的介質處於滯流狀態而引起縫內金屬的加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。該腐蝕在海洋飛濺區和海水全浸區最為嚴重，同時在海洋大氣中也有發現。幾乎所有金屬和合金都會發生縫隙腐蝕。

在構件的某些特定部位，由介質流速急劇增大形成的湍流引起的磨蝕稱為湍流腐蝕。許多金屬如鋼、銅、鑄鐵等對速度非常敏感，當速度高於某一臨界值時會發生快速侵蝕。湍流腐蝕常常伴隨有空泡腐蝕，有時兩者甚至很難區分。衝擊腐蝕也屬於湍流腐蝕的範疇，是指高速流體的機械破壞和電化學腐蝕這兩種作用對金屬共同破壞的結果。

流體與金屬構件做高速相對運動時。在金屬表面局部地區產生渦流，伴隨有氣泡在金屬表面迅速生成和破滅，呈現與點蝕類似的破壞特徵，這種條件下產生的磨蝕稱為空泡腐蝕，又稱空穴腐蝕或汽蝕。該類腐蝕多呈蜂窩狀，是電化學腐蝕與氣泡破滅產生的機械損傷共同作用的結果。

電偶腐蝕是由於一種金屬與另一種金屬或電子導體構成的腐蝕電池的作用而造成的腐蝕。當兩種不同的金屬相連接並暴露在海洋環境中時，通常會產生嚴重的電偶腐蝕。電偶腐蝕的嚴重程度主要取決於兩種金屬在海水中電位序的相對差別和相對面積，但是也與金屬的極化性相關。通常可採用在兩金屬連接處加絕緣層或是在電偶陰極上覆以絕緣保護塗層的方法來控制或抑制電偶腐蝕。 ^[2] 

海水是一種多種組分的水溶液，溶解有多種無機鹽類，平均鹽度約35，這使得海水成為天然的強電解質，具有導電的特性。海洋中的金屬材料在與環境介質間發生化學或電化學相互作用中會引起材料的破壞或變質，發生金屬腐蝕現象。

金屬腐蝕的結果將使得金屬材料發生生鏽、開裂、變薄、局部穿孔等現象，使材料的強度降低，使用壽命縮短，甚至結構斷裂而遭到破壞。因此，腐蝕過程對海洋工程結構物的安全和經濟成本構成重要影響，降低腐蝕速度就可延長結構物的使用壽命，並減小昂貴的維修費用，因而為了保證結構物的安全和使用壽命，因此在設計階段對結構構件進行防腐蝕設計必不可少。

造成金屬材料在海水、海洋大氣及海底泥土中發生腐蝕現象的環境因素，主要有化學因素、物理因素和生物因素。

化學因素的作用主要體現在海水中的溶解氧(Dissolved Oxygen)含量、含鹽量及電導率等方面。溶解氧含量是影響海水腐蝕速率的重要因素，根據氧的作用可將金屬分為活性金屬(非鈍化金屬)和鈍化型金屬。對於前者，如鑄鐵、碳鋼和低合金等，溶解氧含量越高則造成的金屬腐蝕將越嚴重，反之，對於後者，如不鏽鋼、鋁、鈦等，溶解氧有利於金屬表面鈍化膜的形成和維護，低濃度的溶解氧反而不利於鈍化膜的形成而導致腐蝕。海水具有的高含鹽量則直接影響海水的電導率和含氧量，進而對腐蝕產生影響，海水的電導率增加將加速金屬材料的腐蝕。而Cl能破壞大多數金屬，如鋼、鑄鐵、鋅等表面的氧化膜，使之在海水中無法鈍化，加速了局部腐蝕。海水的pH值幾乎不直接影響金屬的腐蝕。一般情況下，海水的pH值越高，越有利於減少海水對鋼鐵的腐蝕，但實際海水的pH值變化小，它對金屬腐蝕的影響也小。

影響腐蝕的物理因素有海水流速、波浪、潮汐、温度等，它們影響到溶解氧的供給。有的金屬是流速高時耐腐蝕性較好，如不鏽鋼等，有的則流速低時耐腐蝕性好，如銅合金等，對於鋼鐵則不論海水流速的快慢都將使腐蝕速度加快，這是因為海水中的高濃度使得鋼鐵不論流速大小都建立不了鈍態。此外一定高速的流速還將產生衝擊磨蝕等多種腐蝕現象，使金屬的腐蝕速度加快。飛濺的浪花供氧充足，並且在金屬表面產生衝擊磨損，破壞其上的保護膜和塗層，導致部分非鈍性金屬的腐蝕加重。潮汐的漲落將使得靠近海面的大氣中有大量的水分和鹽分，再加上有充足的氧氣，它們加劇了金屬的腐蝕。海水水温的升高對腐蝕起着加速的作用，但影響過程複雜。

在海洋金屬上還附着有一些海洋生物，包括某些海洋動物、植物和微生物(如硫酸鹽還原菌等)，它們會在金屬表面生長繁殖，產生腐蝕性物質或促進電化學腐蝕，在鋼結構表面造成點蝕和縫隙腐蝕等局部腐蝕，其代謝物及屍體分解物中含有的硫化氫等酸性成分亦對金屬的腐蝕起着加速的作用。某些海洋附着生物在生長過程中還能穿透金屬表層的保護層，直接破壞保護塗層，引起嚴重的腐蝕。

實際工程中，金屬的海洋腐蝕受到許多因素的共同影響，是一個複雜的過程。針對不同的金屬材料和結構物不同的工況環境，其腐蝕會呈現不同的規律，需要具體情況具體分析。如航行船舶的水線上下乾濕交替區域，受到海水和大氣的交替作用以及漂浮污染物等多方面腐蝕因素的影響，造成船體外殼腐蝕很嚴重。船底部位則因附着有海洋生物，塗層會被附着生物侵入遭到破壞而腐蝕嚴重。船首受到很大的水動力作用，船尾受到螺旋槳的強大水流沖刷作用等都促使這些部位的腐蝕加速。 ^[3]