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海水腐蝕原理及應(yīng)對(duì)方式

海水是一種十分復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，其中含有多種無機(jī)鹽類、有機(jī)物以及溶解的氣體、懸浮物、膠體、生物等。由于海水中含有大量的氯化鈉，而氯離子具有強(qiáng)烈的侵蝕活性，鋼在海洋環(huán)境中的腐蝕是十分嚴(yán)重的。無溶劑耐潮濕防腐涂料工程師從腐蝕的角度來研究看，海水的主要影響因素是:氧氣的含量、溫度、pH 值、鹽度和附著生物，從而決定了金屬在海水中的腐蝕類型和腐蝕行為。海水腐蝕大小影響因素如下：

(1)       海水的化學(xué)成分，如氯離子、鈣離子、鎂離子、硫離子等含量;(2)海水的電阻率、pH值、溫度、流速、波浪、潮位及其變化;(3)海水的污染狀況，金屬氧化還原電位、溶解氧、化學(xué)耗氧量、硫酸鹽還原菌數(shù);(4)不同金屬及金屬氧化物在海水中電極電位不同，如鎂在海水電極電位-1.45，鐵在海水電極電位0.50，碳鋼在海水電極電位-0.40。

海水是天然腐蝕介質(zhì)中腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)之一，氯化鈉是海水中數(shù)量較多的組分。有時(shí)把氯化物的含量用來表征海水的腐蝕性。海水的平均鹽度是35g左右，因?yàn)楹Ｋ�的鹽度高，它的電阻率低且腐蝕性強(qiáng)。它具有下列特性：(1)含鹽量高，海水中容易離解的鹽類總含量相當(dāng)高，正常海水的鹽度一般在32%~37%之間變化通常取鹽度35%(相應(yīng)的氯度為19%)作為大洋性海水鹽度的平均值。

海水是一種導(dǎo)電性很強(qiáng)的電解質(zhì)溶液其電導(dǎo)率約為4*10^-12S/cm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過河水的電導(dǎo)率(2*10^-8S/cm)和雨水的電導(dǎo)率1*10^-5S/cm)不同溫下海水的電導(dǎo)率。而且海水中氯離子對(duì)金屬氧化膜的滲透破壞作用以及對(duì)膠狀體的解膠破壞作用比較強(qiáng)，氯離子比某些鈍化劑更容易吸附，氯離子在金屬表面或薄上的吸附形成強(qiáng)電場(chǎng)從而加速金屬腐蝕。

鹽度的影響一般情況下，水中鹽度越高水的電導(dǎo)率就越大，金屬腐蝕速度也越大，但腐蝕速度存在一個(gè)高值。即當(dāng)鹽度達(dá)到一定數(shù)值之后，氧在水中的溶解量隨著鹽度的增加而減少,使腐蝕速度反而降低。當(dāng)氯化鈉含量低于10g/L時(shí)，不同氯化鈉含量的海水介質(zhì)中含氧量保持不變，這種條件下，鋼的腐蝕速度將隨著含鹽量的增加而加速，這是降低了腐蝕原電池中的回路電阻的緣故;當(dāng)氯化鈉含量超過10g/L時(shí)，含量將隨著含鹽量的增加而下降，鋼的腐蝕速度也將隨著含鹽量的增加而降低，這是腐蝕受氧陰極去極化控制的緣故。

氧氣的含量是影響海水腐蝕性的主要因素之一，它可以與鐵化合形成鐵銹。氧氣含量與地理位置、溫度鹽度、深度及生物活動(dòng)有關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，表層海水的含氧量一般都接近飽和值。然而，由于光合作用而產(chǎn)生氧氣以及波浪的作用產(chǎn)生的氣泡所帶來的氧氣,使得上層海水中的氧氣含量可能會(huì)出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象。而在深海中，由于生物消耗使得氧氣的含量減少，可能會(huì)造成缺氧狀態(tài)。

海水pH值對(duì)腐蝕的作用隨金屬而異，通常水的酸性越大，腐蝕性越強(qiáng)。pH值是溶液酸堿度的一種量度。海水的pH值通常為8.2，屬弱堿性。pH值的變化會(huì)影響石灰質(zhì)沉積物的形成和生長，同時(shí)也影響其他保護(hù)膜的穩(wěn)定性。腐蝕反應(yīng)，海生物活動(dòng)以及氣體的溶解都可導(dǎo)致pH值的變化。南通歐尼特新材料的無溶劑耐潮濕防腐涂料研發(fā)人員長期研究發(fā)現(xiàn)，它隨海水深度而變化，另外如果海生物生長十分茂,溶解氧濃度上升到10%~20%時(shí)，pH值接近9.7;如果在天氨性細(xì)菌繁殖的情況下，氧溶解變低，而且含有HS，這時(shí)pH值往往低于7.2。

海水中的鈣、鎂、銀在堿性條件下會(huì)形成碳酸鹽-碳酸氫鹽的沉積物，在金屬表面形成沉淀膜，通常稱這種沉淀膜為石灰質(zhì)膜，它可以保護(hù)金屬免遭腐蝕。石灰質(zhì)膜的形成與溫度和pH 值有關(guān)，在較溫?zé)岬乃�中和在堿性溶液中更容易形成這種沉淀膜。海水的溫度隨其地理位置和深度而異。通常，腐蝕反應(yīng)速度隨溫度提高而增大。鋼鐵的腐蝕速度基本上是溫度每提高10℃而增加一倍。海水中其他一些因素也受溫度的影響，但對(duì)腐蝕的總的作用可能會(huì)各不相同。例如，氣體溶解度、石灰質(zhì)膜形成以及海洋生物的生活都與溫度有關(guān)。

海水氣泡腐蝕，當(dāng)高速流動(dòng)的海水改變方向時(shí)，會(huì)在海水中引起壓力的變化，使之產(chǎn)生氣泡。處于這種狀態(tài)下的一些海洋結(jié)構(gòu)物，以及船舶的螺旋槳上就會(huì)產(chǎn)生空泡腐蝕也叫海水磨蝕。海水磨蝕也是海水中常見的腐蝕類型。它是由于金屬表面受到含有磨耗物質(zhì)的流動(dòng)海水的沖刷、摩擦所致。無溶劑耐潮濕涂料工程師表明，磨能與海水的流速以及海水中所含的磨耗性物質(zhì)，如氣泡、懸浮的固體顆粒以及其他物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。多數(shù)金屬對(duì)這種機(jī)械磨損和腐蝕的聯(lián)合作用是敏感的。磨蝕(磨耗-腐蝕)具有明顯的方向性。

在海水中，鋼結(jié)構(gòu)因受海流及海風(fēng)的作用其疲勞強(qiáng)度會(huì)明顯地降低，這種現(xiàn)象一般稱為腐蝕疲勞。由于大型海生物的附著,加大了鋼結(jié)構(gòu)自身的重量及受海浪沖擊的面積，鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度會(huì)更進(jìn)一步的降低。另外在海水中疲勞開裂的增長速度要比空氣中高的多，特別是焊縫區(qū)局部腐蝕侵蝕可能導(dǎo)致產(chǎn)生疲勞裂紋，因此海洋中鋼及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮腐蝕疲勞問題。

作為國內(nèi)海洋裝備重防腐領(lǐng)域的生產(chǎn)商，我公司的無溶劑耐潮濕涂料自推向市場(chǎng)以來，在海洋裝備如海底輸送管道內(nèi)外壁、鋼結(jié)構(gòu)橋梁，海底隧道等工況環(huán)境得到很好的應(yīng)用，客戶反饋效果良好。無溶劑耐潮濕涂料表面成膜致密光滑，在有效的防滲的同時(shí)還能減少海洋洋流對(duì)裝備系統(tǒng)增加額外負(fù)荷影響。無溶劑耐潮濕涂料長效耐腐蝕效果優(yōu)異，在實(shí)驗(yàn)室人工加速耐鹽霧測(cè)試下可做到4000小時(shí)以上無變化，可長期耐海水浸泡，涂層完好無變化。此外，我公司的無溶劑耐潮濕涂料采用無機(jī)成分作為成膜物，不會(huì)為微生物提供營養(yǎng)源，可減少微生物的滋生。涂層硬度高達(dá)5H，耐磨蝕耐海水沖擊，僅需涂刷300μm即可起到設(shè)計(jì)的耐磨、防腐效果。

為增強(qiáng)面涂料抗周圍腐蝕介質(zhì)的性能和耐堿性，無溶劑耐潮濕涂料在海洋環(huán)境中起到惰性涂層防護(hù)功效，同時(shí)也不會(huì)影響陰極保護(hù)措施，具有長達(dá)20年以上的耐候使用壽命。

海水腐蝕主要是氯離子腐蝕，氯離子可破壞金屬氧化膜保護(hù)層，形成點(diǎn)蝕或坑蝕，對(duì)金屬會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕。金屬在拉伸應(yīng)力的作用下，鈍化膜被破壞的區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生裂紋，成為腐蝕電池的陽極區(qū)，連續(xù)不斷的電化學(xué)腐蝕可能導(dǎo)致金屬的斷裂。這種腐蝕與氯離子的濃度關(guān)系不大，即使是微量的氯離子，也可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。但和溫度有很大關(guān)系。無溶劑耐潮濕涂料能與金屬表面鐵離子反應(yīng)，生成具有物理、化學(xué)雙重保護(hù)作用，涂層可以長期耐住氯離子腐蝕，有效的保護(hù)金屬等材質(zhì)不被海水腐蝕。

在海水中，力腐蝕也不可忽視，力腐蝕分為，點(diǎn)腐蝕力腐蝕腐蝕開始，由于腐蝕的產(chǎn)生，受腐蝕部位變黑色或變成深褐色。大多數(shù)嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中，點(diǎn)蝕的數(shù)量和深度增加，使表面呈現(xiàn)受腐蝕的外觀。在弱腐蝕條件下，無溶劑耐潮濕涂料工程師認(rèn)為點(diǎn)蝕本身不可能從表面上明顯減少，但是在表面上可能出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)生一層薄膜，當(dāng)銹斑滲出就可能使金屬表面周圍失去光澤。應(yīng)力腐蝕破壞開裂(SCC)可能出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂，不銹鋼處于氯化物水溶液環(huán)境中時(shí)可能產(chǎn)生氯離子應(yīng)力腐蝕開裂。例如，海霧環(huán)境，鋼又處于很高的拉應(yīng)力作用下，而且氣溫又超過正常的環(huán)境溫度(通常超過60℃)環(huán)境中。在生活中，有高濃度氯離子水中，濃度在10000mg/l，PH在10左右，無溶劑耐潮濕涂料海水防腐涂料涂刷三遍，干膜涂層厚度在350um左右，涂層使用壽命可以達(dá)到10年以上。因?yàn)橥苛系慕Y(jié)構(gòu)和成分表明其防護(hù)機(jī)制已不是單一的電化學(xué)防護(hù)，而是電化學(xué)保護(hù)、物理屏蔽和緩蝕、鈍化的復(fù)合保護(hù)，使涂層耐氯時(shí)間大大增長。

金屬在海水中腐蝕可以利用交流阻抗譜法來研究涂層鋼板的腐蝕率。交流阻抗譜法給出涂層在不同交流頻率下的阻抗和電容值，以及涂層下金屬界面的腐蝕信息。從電容值可以衡量涂層的吸水量，從涂層電阻值大小可以衡量涂層的防腐蝕性能,并能由涂層下金屬電化學(xué)腐蝕電荷傳遞電阻估算金屬腐蝕速度，借以比較新型涂料或新型防蝕顏料的使用期限。

我公司的無溶劑混凝土環(huán)氧耐潮濕涂料是一種固含量為優(yōu)異的環(huán)氧封閉底涂層，用于混凝土的表面�？芍苯油垦b在濕的或干的表面，與新的或舊的混凝土相容，與裸露的混凝土或有涂層的混凝土能緊緊滲透粘附。具有優(yōu)異的附著力（干表面10Mpa，濕表面8Mpa）、優(yōu)異的耐化學(xué)性，干燥迅速，施工中無露點(diǎn)問題，且環(huán)保無毒，無有害的溶劑氣化物和揮發(fā)性的有機(jī)化合物，是世界范圍內(nèi)性能指標(biāo)更高的混凝土底漆。

無溶劑環(huán)氧耐潮濕涂料是具有較高水平的生態(tài)環(huán)保無溶劑重防腐涂料，雙組份，固體含量高，無有害的溶劑揮發(fā)氣體，無露點(diǎn)限制，無毒，表面處理要求低，可在潮濕和有少量油污的表面直接涂裝，與新舊鋼鐵兼容、緊密附著于銹斑、與表面粘接牢固的涂層相容，能與基底上的濕氣起反應(yīng)，具有杰出的基底和內(nèi)層粘附力，具備防蝕和保護(hù)特性，是有效的水屏障。