钢材在潮差区和全浸区的腐蚀行为
海上风力发电机机组的防腐
此外， 此外，海泥中含有的 硫酸盐还原菌在缺 氧环境下生长繁殖， 氧环境下生长繁殖， 也成为钢材腐蚀的 影响因素之一。 影响因素之一。在 海泥区， 海泥区，风机塔架 钢桩一般只靠阴极 保护般不需太厚。 一般不需太厚。
6.海生物的影响 海生物的影响
海上风机塔架的 防腐
海上风机塔架防腐
海上风机塔架防腐比起 陆上风机复杂得多。 陆上风机复杂得多。 海上风机分为两种， 海上风机分为两种，即 在浅海和沿海滩涂的底 座式以及在近海和深海 的浮体式。 的浮体式。 底座式风机由管桩上浇 筑钢筋混凝土承台， 筑钢筋混凝土承台，承 台上树立风机塔筒。 台上树立风机塔筒。
目前，我国风场主要分布已达24 个省(市、区)，风机 生产商近80 家，叶片生产企业50 多家，塔筒生产企 业则超过100 家。而根据中国电力企业联合会的统计 数,国家发改委和能源局2020 年装机规模1～1.5 亿 kW 的目标，未来几年间，中国风机市场每年的增长 空间均在1 000 万kW 以上，同时风电装备出口也已 逐步成为风电行业新的增长点之一。巨大的风电市场 无疑为风电保护涂料开辟了一个稳定而广阔的市场空 间。预计2020 年前，我国风电保护涂料的年均需求 量将超过1 万t，其中塔架防腐涂料需求超过8 000 t/a， 叶片涂料需求超过2 000 t/a。2010 年，我国推出了 《新能源产业振兴规划》，这进一步推动风电装备产 业的发展及风电涂料产业的发展。
钢在海水中的腐蚀产物
钢在海水中的腐蚀产物
钢在海水中的腐蚀产物
钢是一种常用的金属材料，广泛应用于建筑、船舶、桥梁等领域。
然而，当钢材暴露在海水中时，会发生腐蚀现象，产生一些有害的腐蚀产物。
本文将介绍钢在海水中的腐蚀产物及其对环境和人类的影响。
钢在海水中的腐蚀产物主要有铁离子、氢氧化铁、氢氧化铁锈、铁锈颗粒等。
其中，铁离子是最常见的腐蚀产物之一，它会使海水变得浑浊，影响海洋生态系统的平衡。
氢氧化铁和氢氧化铁锈是由铁离子在海水中与氧气反应而产生的，它们会附着在钢材表面，形成一层厚厚的铁锈，导致钢材的腐蚀加剧。
铁锈颗粒则是由氢氧化铁锈脱落而形成的，它们会污染海洋环境，对海洋生物造成危害。
钢在海水中的腐蚀产物对环境和人类都有一定的影响。
首先，它们会污染海洋环境，破坏海洋生态系统的平衡。
铁离子和铁锈颗粒会影响海水的透明度和光照强度，影响海洋生物的生长和繁殖。
其次，它们会加速钢材的腐蚀，缩短钢材的使用寿命，增加维护和更换的成本。
最后，它们会对人类健康造成危害。
铁离子和铁锈颗粒会附着在海洋生物的表面，被人类食用后可能对人体健康造成危害。
为了减少钢在海水中的腐蚀产物对环境和人类的影响，可以采取以下措施。
首先，可以采用防腐涂料或防腐处理等方法来保护钢材表面，减少钢材的腐蚀。
其次，可以加强海洋环境监测和管理，及时发现和处理海洋污染事件。
最后，可以加强公众环保意识教育，提高人们对海洋环境保护的重视程度。
总之，钢在海水中的腐蚀产物是一种有害的物质，对环境和人类都有一定的影响。
为了减少其对环境和人类的危害，需要采取有效的措施来保护海洋环境和人类健康。
船用钢的腐蚀与防护
船用钢的腐蚀与防护(总7页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除船用钢的腐蚀与防护摘要：详细阐述了海洋环境腐蚀及其影响因素，对船体材料在海洋环境中受到的主要腐蚀类型及其腐蚀机理进行了综述，重点包括化学腐蚀、电化学腐蚀、空泡腐蚀及海洋生物腐蚀等方面。
然后，通过对船用钢在海水中腐蚀机理及耐蚀环境的分析，分别从耐蚀材料的选择、表面改性技术的应用、涂层保护材料的发展、阴极保护及防污涂料的应用等影响方面，最后总结了主要的防护措施。
关键词：船用钢海洋环境腐蚀腐蚀防护防腐材料综述一、船用钢的用处和常用材料船用钢是指用于制造海船和内河船舶船体结构用的钢，也是对结构强度要求最高的钢板，通常为优质碳素钢和优质低合金钢。
船用钢要求有一定的强度、韧性和一定的耐低温及耐腐蚀性能，并要求有较好的焊接性能。
常用的船体结构钢有 GB712 规定的一般强度钢（A、B、D、E 级）钢板，高强度钢（AH32、DH32、EH32、AH36、DH36、EH36级）钢板；GB5312 规定的船舶用优质碳素钢（C1O、C20）钢管；GB9945 规定的造船用 A、B 级钢球扁钢等。
造船用宽厚钢板钢种包括一般强度船板（A—E）、高强度船板（AH32—EH40）、超高强度船板钢（AH42—FH69）、船用锅炉板、造船及海洋平台用 Z 向钢板等。
船板钢生产主要技术由高碳单元素、低碳多元素、向微合金化和复合微合金化方向发展；由低强度级别向高强度级别、超高强度级别发展。
目前，船板钢的强度一般可达 450~980MPa。
船用刚材是船用主要材料之一，在船舶建造中钢材的实际费用约占船舶造价的 20%左右。
因此，降低船用钢材的耗用量，无疑对提高造船经济效益有着举足轻重的影响。
海水含盐量一般在３％左右，是天然的强电解质，金属材料受到腐蚀后会影响海上装备和工作设施的整体性能。
美国第１艘核潜艇鹦鹉螺号，其非再生热交换器所使用的０Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管就曾于１９６０年出现应力腐蚀破裂事故。
02-海洋钢结构浪花飞溅区防腐蚀技术-侯保荣
第四部分 浪花飞溅区新型防蚀技术
海洋大气区 浪花飞溅区 海水潮差区
海水全浸区
平均高潮线
平均潮位线 平均低潮线 低潮线下1.0m
海底面
海底泥土区
覆
盖 层
保 护
电
化
学 保
【A】
护
覆 盖
层 保电 护化
学
保 【B】
护
覆 盖 层 保 护
【C】
余 量 保 护
防蚀保护罩
聚乙烯发泡衬里 防蚀带 防蚀膏 钢铁基体
2520
对比A涂层体系 (µm)
对比B涂层体系 (µm)
厚浆环氧富锌底漆
75 7416 primer 200 Series 125
厚浆环氧云铁中漆 125 7466 cover 456
125
改性聚氨酯面漆
50 7529 dur 1800 base
75
改性环氧树脂漆 改性环氧树脂漆
煤焦油环氧树脂漆 煤焦油环氧树脂漆 煤焦油环氧树脂漆
2004年，重庆天元化工，氯气冷凝器腐蚀泄漏，导 致爆炸，死亡9人。
第二部分 浪花飞溅区腐蚀严重性
大气区
受海盐微粒和陆地大气的影响。
飞溅区
海水飞溅造成的干湿环境以及阳光照射 导致的温度升高，形成最苛刻腐蚀环境。
钢
潮差区
全浸区受到海水潮汐的作用。
桩
全浸区
海水的腐蚀性主要受溶解氧、流速、温 度、盐度、pH值、以及污染因素和生物
Electrical Utilities
Railroad Cars
Petroleum Refining
Pulp & Paper
Hazmat Storage
Oil & Gas Exploration & Production
热镀55%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的腐蚀行为
ｗｈ ｎ ｉ ｐ ｃｍｅ ｓｗｅｅ ｉ ｅｓｄ ｉ ｅ ｗａ ｅ ｅ ａ ｓ ｆｉ Ｏ ｍ ｒ ｉｎ ｃ ｒｅ ｔｄ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｓｅ ｉ ｎ ｒ ｍｍ ｒｅ ｎ ｓａ ｔｒｂ ｃ ｕｅ ｏ ｔ ｌＷ ｍｓ ｕ ｒｎ ｅ ｓｔ ａ ｄ ｓ ｓ ｏ ｙ
ｐｏ ｅ ｔ ｅ ｃ ｒｏ ｉｎ ｐ ｏ ｕ ｔ． Ｓｎ ｅ ｈ ｒｔｃｉｅ ｚｎ ｒｏ ｉｎ ｒ ｕ ｔ ｒ ｅｈ ｎ ｃｌ ｒｔｃｉ ｏ ｒｓ ｒ ｄ ｃｓ ｖ ｏ ｉｃ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｉｃ ｃ ｒ ｓ ｐ ｏ ｃｓ ａ ｅ ｍ ｃ ａ ｉａｌ ｖ ｏ ｏ ｄ ｙ ｒｔｉｅ ｎ ｔｅ Ａｌｒ ｈ ｉｔｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｎ ｔ ｒ ｏ ｒｔｒ ｕ ｔ ｅ ｏ ｒｓｖ ｔａ ｋ ａ ｄ ｔ ｅ ｗｅｌ ｅａｎ ｄ ｉ ｈ —ｉ ｎｅ ｄ ｎ ｒｔ ｅｗｏ ｋ ｔ ｅａｄ ｆ ｒｈ ｒ ｃ ｒｏ ｉｅ ａｔｃ ｎ ｈ ｌ ｃ ｉ — ａ ｒ ｔｄ ｃ ｎ ｉｏ ｒｍｏ ｅ ｈ ａ ｖｔ ｆｔ ｅＡ１ ｉｈ ｐ ａｅ Ｓ ｓ ｔ ｎ ｉｉ ｇ ｅ ｔ ｈ ｓ ｅａｅ ｄｔ ｎ ｐｏ ｔｓ ｔ ｅ ｐ ￣ｉｉｙ ｏ ｈ 一 ｃ ｈ ｓ Ｏ ａ ｏ ｉ ｈｂｔ ｒａｌ ｔ ｅ ｍａｓ ｏ ｉ ｒ ｙ ｔａ ｓｅ ｒ ｃ￣ ｏ ｒｏ ｉｎ ｔ ｅ ５ ％ Ａｌ ｏ ｔ ｇ ｓ ｏ ｅｔｒａ ｔ ｏ ｒｓｖｔ ｎ ｔ ａ ｎ ｒ ｎ ｆｒｐ ｏ ｅ ｆｃ ｒ ｓ ． ｈ ５ ｏ ｏ — Ｚｎ ｃ ａｉ ｈ ｗｓ ｂ ｔｅ ｎ ｉ ｒｏ ｉｉ ｉ ｉ ｌａ ｄ ｎ ｃ ｙ ｄ
热 镀 ５ ％铝 一锌 钢 板 在 青 岛 ５ 不 同海 水 区带 的腐 蚀 行 为
李 鑫 ，李 焰 ，魏 绪钧
２６ ７ ） ６ ０ １ （． １ 东北大学 材料与冶金学院 ，辽宁 沈阳 １０ ０ ；２ １０ ４ ．中国科学 院 海洋研究所 ，山东 青岛
碳钢及低合金钢的海水腐蚀性能
（ ． ａｙ ａ ｅｖ ｃｉｅｙＩｓ ｔ ｅ Ｔ ｉ ａ ３ ０ ４，ｈｎ ；．ｎｔ ｕ ｅ ｏｒｓ ｎ Ｑ ￣ ｄ ｏ２ ６ ７ ， ｉ ） １ Ｔ ｉ ｎＨ ａｙＭａ ｈｎｒ ｎｔｕ ，ａｙ ｎ０ ０ ２ Ｃ ｉａ ２ Ｉ ｉ ｔ ｏ ａ Ｃ ｒ ｉ ， ｉｇ ａ ６ ０ ｌ Ｃ ｎ ｕ ｉｔ ｕ ｓ ｔ ｅ ｆＳ ｏｏ ｈ ａ
究 仍 非 常 必 要 ， 十 世 纪 三 十 年 代 以来 ， 国 积 累 了 二 美
各 腐 蚀 区 域 ５ ７种 金 属 材 料 长 达 ３ａ一１ ２ ６ａ的 海 水
腐 蚀 数 据 。我 国则 仅 限 于 碳 钢 、 合 金 钢 在 海 水 全 低 浸 条 件 下 的五 年数 据 ， 在 潮 差 区 、 溅 区的 腐 蚀 数 而 飞 据 几 乎 没 有 。这 给 海 洋 工 程设 计 、 材 、 展 防 护 工 选 开
作 造 成 了很 大 困难 ， 属 材 料 在 海 水 中 的 腐 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 受 其 金
环 境 影 响 是 非 常 复 杂 的 过 程 ， 不 同 海 域 所 表 现 出 在 的耐 蚀 性 有 很 大差 别 ， 使 在 同 一 海域 不 同 区 带 ， 既 其 腐 蚀 性 能 各 异 ， 此 对 常 用 金 属 材 料 在 我 国 海 域 进 因
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｏ ｒ ｓｏ ｒ ｐ ｒ ｔ ｓｏ ａ ｂ ｎ ｓｅ ｌ ｎ ｏ ａｌ ｙ ｓｅ ｌ ｈ ｔ ｒ ｓ ｄ ｂ ａ ｌ ａ ｅ ｂ ｅ ｅ ｔ ｏ ｏ ｒｙ ａ ｓ ｉ ｈ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｏ ｉ ｆ ｃ ｒ ｏ ｔｅ ｄ ｌｗ ｌ ｔｅ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｄ ｙ ｈ ｖ ｅ ｎ ｔｓｅ ｆ ｒｆ ｕ ｅ ｒ ｎ ｔ ｅ ｅ ａ ｏ ｔ ｗｅ ｄ ｆ １ 一ｓ ａ ｏ ｅ．ｉ ｅ—ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｚ ｎ ｎ ｐ ａ ｈ ｚ ｎ ｆｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｒ ａ ．Ａ ｓ ｓ ｏ ａ ａ ｗｅ ｅ ｒ ｃ ｉｅ ｗ ｉ ｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｃ ｅ ｔ ｆ ｕ１ ｏ ｋ ｚ ｎ ｔ ｄ ｉｆ ｅ ｃ ｏ ｅ ａ ｄ ｓ ｌ ｓ ｏ ｅ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔｓ ａ ａ ｅ ｅ ｆ ｓ ｍａ ｆｄ ｔ ｒ ｅ ｅ ｖ ｄ． ｈ ｃ ｒ ｖｄ ｄ ｓ ｉｎ ｉ ｒ － ｃｅ ｅ ｅ ｃ ｆｄ ｓｇ ｎ ｔ ｒ ｓ ｃ ｏｃ ｒｔ ｅ ｉ ｄ ｓ ｒ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｓｒ ｃｕ ｅ ｉ ｈ ｒ ａ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ａ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｍａ ｅ ｉ ｈ ｉ ｅ ｆ ｈ ｎ ｕ ｔ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｄ ｅ ｇ ｎ ｅ ｇ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ａ ｓ Ｒ ａ ｈ ｅ ． ｌ ａ ｏ ｙ ａ ｉ ｅ ＂
船用钢板材料在淡水环境中初期腐蚀行为
船用钢板材料在淡水环境中初期腐蚀行为郝张科;陈志飚;张东;潘莹;周学杰【摘要】Objective To study initial corrosion behaviors of ship steel plate material in fresh water environment of the Yangtze River.Methods Several methods including morphology analysis, weight loss analysis, XRD, open circuit poten-tial and polarization curves were used to study corrosion behaviors of Q235B and CCSA in different exposure modes (surface water, semi immersion, full immersion) and different soaking time (0.5a, 1a) in outdoor fresh water environment of the Yangtze River; corrosion behaviors in different exposure conditions (semi immersion and full immersion) in indoor fresh water environment of the Yangtze River in 768h; electrochemical corrosion behaviors of indoor fresh water envi-ronment at different times (0-14 d).Results Two kinds of ship steel plate materials suffered from serious corrosions in the Wuhan Section of the Yangtze River. The corrosion rate in the semi immersion environment was the largest, which was up to100μm/a; the corrosion rate in the w ater surface area was the smallest, which was about 30μm/a and the whole immer-sion zone was about 80μm/a; the corrosion resistance of CCSA was better than that of Q235B and the corrosion rate was similar between 1 and 0.5 years. The corrosion potential of two kinds of marine steel plates in the fresh water immersion environment of Yangtze River decreased with time, and tended to be stable 2 days later. The corrosion rate in the semi immersion environment was greater than that of the full immersion zone. Thepolarization curves showed that after 2 days of immersion, the corrosion rate decreased and tended to be stable.Conclusion The corrosion resistance of CCSA is better than that of Q235B.The corrosion is the most serious in the semi immersion environment, followed by the total immersion zone, and the minimum environmental corrosion in the water surface.%目的研究船用钢板材料在长江淡水环境中的初期腐蚀行为.方法运用形貌分析、腐蚀质量损失、XRD、开路电位、极化曲线等方法研究Q235B和CCSA 两种船用钢板材料在室外长江淡水环境中不同暴露方式(水面大气、半浸、全浸)及不同浸泡时间(0.5,1a)腐蚀行为;室内长江淡水环境不同暴露方式(半浸、全浸)浸泡768h内的腐蚀行为;室内长江淡水环境全浸泡下在不同时间(0～14d)的电化学腐蚀行为.结果两种船用钢板材料在武汉长江淡水中腐蚀严重,半浸泡环境下腐蚀速率最大,达到100μm/a,水面区大气腐蚀速率最小,腐蚀速率为30μm/a左右,全浸区腐蚀速率为80μm/a左右,1a和0.5a的腐蚀速率相近,CCSA耐蚀性优于Q235B.室内长江淡水浸泡环境下两种船用钢板材料腐蚀电位随时间而降低,2d后趋于稳定;半浸泡环境下腐蚀速率大于全浸区;极化曲线说明浸泡2d后,腐蚀速率降低且趋于稳定.结论 CCSA耐蚀性优于Q235B,半浸泡环境下腐蚀最严重,其次为全浸区,水面大气环境腐蚀最小.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】7页(P73-79)【关键词】船用钢板;淡水环境;腐蚀【作者】郝张科;陈志飚;张东;潘莹;周学杰【作者单位】武汉材料保护研究所,武汉 430030;特种表面保护材料及应用技术国家重点试验室,武汉 430030;中国船级社武汉规范研究所,武汉 430030;武汉材料保护研究所,武汉 430030;特种表面保护材料及应用技术国家重点试验室,武汉430030;武汉材料保护研究所,武汉 430030;特种表面保护材料及应用技术国家重点试验室,武汉 430030;武汉材料保护研究所,武汉 430030;特种表面保护材料及应用技术国家重点试验室,武汉 430030【正文语种】中文【中图分类】TJ04;TG172我国开展材料水环境腐蚀试验已50年，但材料在江河湖泊中的腐蚀试验近10年才开始[1-2]。
金属材料长周期海水腐蚀规律研究
定稿日期:2004 08 10基金项目:国家自然科学基金委重大项目(50499332)资助作者简介:朱相荣,男,1938年出生,教授级高工,研究方向为海洋腐蚀与防护金属材料长周期海水腐蚀规律研究朱相荣1 黄桂桥1 林乐耘2 刘大扬3 金威贤4 林志坚3(1 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所青岛266071;2 北京有色金属研究总院北京100080;3 洛阳船舶材料研究所洛阳471039;4 舟山海洋腐蚀研究所舟山316003)摘要:对常用金属材料在我国的青岛、舟山、厦门和榆林4个海域的飞溅、潮差、全浸3个海洋区带中暴露1、4、8和16年的长周期腐蚀试验工作进行了研究,得到了长周期的海水腐蚀数据及其腐蚀规律.提出了一种海水腐蚀性的评价方法和一种综合评价材料耐蚀性的方法.关键词:金属 海水腐蚀 腐蚀规律中图分类号:T G172.5 文献标识码:A 文章编号:1005 4537(2005)03 0142 071前言一般认为,材料环境腐蚀数据8~10年以上才有真正的应用价值,而许多海洋工程对结构材料的使用期限,提出了长寿命的要求,如海上采油平台或其他海上构筑物要求金属结构有30~50年的寿命.因此,研究金属材料长周期的海水腐蚀规律,为海洋工程设计提供长周期的海水腐蚀的数据,对国家建设有重要的作用和实用价值.另外,它在学术上也有着重要意义.以往,在室内外腐蚀试验数据相关性的研究中,大多是以自然环境中短期的腐蚀试验结果为依据和作为电化学测试方法可信度的评价依据.这样往往得不到较好的相关性和可信度,甚至得到错误的结果.用长期的腐蚀数据和规律作为开展模拟加速试验研究的对照和改进电化学测试方法,就有了可靠和实用性的依据.金属材料在我国海水环境中长周期腐蚀试验研究工作是国家科技部和国家自然科学基金委长期(至今已20年)支持的一个重大项目 材料在我国典型自然环境中的腐蚀数据积累和规律性研究 中的一部分.我国海水腐蚀站网,从1983年起开展了50种国产常用金属材料在我国4个海域的不同海洋区带中进行16年的长期腐蚀暴露试验.得到了大量宝贵的海水腐蚀数据并从中总结出一些典型金属材料长周期的海水腐蚀规律.本文仅是总结主要的结果,详情可查阅参考文献.在分析、研究金属材料海水腐蚀数据和规律中,涉及到海水的腐蚀性问题.过去对大气和土壤的腐蚀性研究得较早较多,并且有了大气腐蚀性分类的国际标准ISO9223.土壤腐蚀性问题虽然比较复杂,但已处于使用与不断修正补充的阶段.可是对海水腐蚀性评价,世界上尚处在试验、积累和探索阶段.因此,也开展了海水腐蚀性评价和材料耐蚀性综合评定方法的研究.本工作是由钢铁研究总院、中船重工集团洛阳船舶材料研究所及北京有色金属研究总院联合承担完成.2试验方法表1给出部分典型的常用金属材料的化学成份.其他材料的化学成份可参阅项目组编辑的编号为59899142-04数据汇编.试样取自供货状态的板材,表面磨光 6,试样尺寸200mm 100mm 6~8mm.试验方法按照国家标准GB5776-86(符合ISO 11306)进行,但是各试验点的地理条件各不相同,试验地点的海水环境因素列于表2.3结果与讨论3 1金属材料长周期的海水腐蚀结果表3、表4是部分典型的黑色金属和有色金属材料在4个海域全浸区的腐蚀试验数据.此处,碳钢以Q235和低合金钢以16M n 为代表,不锈钢是00Cr19N i10和000Cr18Mo2,铝合金是LY12CZ 和LF3M ,铜合金是QSn6.5-0.1和H Sn62-1.3 2 不同金属材料在海水中的腐蚀率随暴露时间的变化规律(1)根据多种碳钢在4个海水腐蚀试验站长期挂片所得腐蚀数据,碳钢在海水中的腐蚀遵循第25卷第3期2005年6月中国腐蚀与防护学报Journal of C hinese Society for Corrosion and ProtectionV ol 25No 3Jun 2005Table1Chemical compositions o f testing metallic mater ial(mass%)materi alsferrous metals non ferrousQ23516M n Cr19Ni10Cr18M o2LY12CZ LF3M QS n6 5-0 1HSn62-1C0 200 160 010 003M n0 551 400 290 100 590 40P0 0150 0090 0300 010S0 0090 0250 0060 015S i0 260 360 590 110 121 250 05Ni 9 28 <0 05Cr<0 10<0 1018 9018 92M o<0 05<0 05 1 92Ti<0 03<0 03 <0 05 Cu<0 050 07 4 590 006Bal.61 4 M g 1 483 86Bal.Fe 0 230 18<0 01<0 01 Zn <0 2Al Bal.Bal.0 170 05 S n 5 120 89Table2Environmental factors(annual average)of seawater at various test sitessites seaw aterT/diss olvedoxygen/mL L-1salinity/pHvelocity/mm s-1folli ngarea/%Qi ngdao13.6 5.6328.160.150 Zhoushan17.4 5.6224.58.140.265 Xiaman20.9 5.3278.170.4100 Yulin26.7 4.9348.300.014100Table3Corr osion datum of fer rous metals exposed to seawater in full immersion zone at v ar ious test sitessites times/aaverage corrosi on rate/mm a-1max pitting depth/mmQ23516M n Cr19Ni10Cr18M o2Q23516M n Cr19Ni10Cr18M o2Qingdao Zhoushan Xiamen Yuli n 10.190.180.0030.00090.800.6900 40.140.140.00030.0004 1.72 1.63 1.020.25 80.110.130.0060.0002 2.25 1.85C0.95 160.100.160.0030.0001 2.70 2.12C0.07 10.190.15 0.830.60 40.160.150.002 1.95 2.00 2.51 80.140.140.0005 4.16 4.42 2.51 160.140.14 4.05 4.42 10.220.170.0080.00008 1.06 1.100.850.73 40.110.100.0070.003 2.35 1.79C 1.50 80.090.090.0070.001 3.03 2.62C 2.03 160.090.070.0070.0002 2.90 3.13C 1.71 10.100.110.010.002 1.67 2.12 2.49 1.28 40.070.080.0080.002 2.90 3.85 2.47 2.03 80.060.050.0050.0003 4.12 3.18 2.51 1.80 160.070.070.0050.0006 3.797.97 2.50 2.081433期朱相荣等:金属材料长周期海水腐蚀规律研究Table4Corrosion datum of non-fer rous metals exposed to seawater in full immersio n zo ne at various test sitessites ti m es/aaverage corrosion rates/ m a-1max pitting depth/mm LY12CZ LF3M QS n6.5-0.1HSn62-1LY12CZ LF3M QS n6.5-0.1HSn62-1Qingdao Zhoushan Xiamen Yuli n 118168.9180.190.400.20 4 6.2 4.6 5.69.40.160.350.220 8 4.4 3.5 4.77.70.22 1.740.210 16 2.6 2.6 0.35 1.84 1 4.5 14320.18 40.930.557.1180.200.040.10 80.480.30 2.9150.18 1141513240.170.93 4 4.7267.31230.30 2.76 8 4.1 5.7 5.87.80.43 1.50 16 2.99.4 0.55C 1557.81518 2.03 1.030.090.00 425 1.41110 2.490.780.340.00 814 2.57.77.4 3.12 1.000.590.00 16 1.078.111 1.430.470.90下式关系[1]:D=A+k(t-1).式中D为碳钢的平均腐蚀深度(mm),t为暴露时间,A为碳钢在海水中暴露第一年的平均腐蚀深度(mm),k为碳钢在海水中暴露的稳定腐蚀速度(大致在0.05mm/a~ 0.13mm/a).根据腐蚀数据,在各海水腐蚀试验站的关系式应为:青岛 D=0.190+0.110(t-1)舟山 D=0.214+0.125(t-1)厦门 D=0.207+0.067(t-1)榆林 D=0.113+0.127(t-1)(2)根据投试的5种不锈钢在各海域的海洋区带中长期腐蚀试验的数据,可以得到如下的结果:5种不锈钢在各海域耐蚀性优劣的排序完全相同[2],依次为000Cr18M o2、00Cr19Ni10、1Cr18Ni9Ti、F179、2Cr13.(3)根据多种铝合金在各海域长期腐蚀试验的结果可知,大部分铝合金的海水腐蚀率有随时间下降的变化规律.但是,在某些海域区带因局部腐蚀比较严重破坏了腐蚀速率随时间下降的变化规律,如带包铝的铝镁合金随暴露时间的延续,当包铝层被腐蚀掉时,电位正移使铝镁合金的腐蚀敏感性增强[3].3 3金属材料在同一海域不同海洋区带的耐蚀性规律(1)碳钢和低合金钢在同一海域初期的腐蚀率较大,由于在暴露初期潮差区附着海生物比全浸区少,潮差区的腐蚀率较全浸区大.而随暴露时间的延续潮差区附着海生物比全浸区多,使得腐蚀率变小,腐蚀率显示出以下的顺序:飞溅区>全浸区>潮差区.随腐蚀试验点的海水温度升高而加重(见表5),有大多数低合金钢在潮差区的耐蚀性不如碳钢的规律.(2)不锈钢、铝合金、铜合金在同一海域不同海洋区带的腐蚀性顺序均为:全浸区>潮差区>飞溅区.经长周期的暴露(16年),其局部腐蚀随试验站的海水温度升高而加重,在初期和短周期的暴露(例如1年)时,不显示这一规律(见表6).3 4不同海域的环境因素对金属材料腐蚀行为的影响(1)从北到南的海域,温度对铜合金的腐蚀有比较强的敏感性(图1).随海水温度的升高,碳钢和低合金钢的局部腐蚀加剧,不锈钢的全面腐蚀和局部腐蚀都加剧.(2)从北到南的海域,随着海生物污损面积的增加,碳钢和低合金钢的腐蚀率降低,而不锈钢和铝合金的局部腐蚀加剧,绝大部分铜合金在榆林海域失去了抗污性能[4].Table5Corrosion rates of carbon steel and low alloy steels in co rrosion zone o f tw o sea areas(mm/a)alloys ti m es/asplash zone full immersion zone tidal zone Qingdao Zhoushan Qingdao Zhoushan Qingdao ZhoushanQ235 16M n 10.320.440.190.190.220.29 80.210.270.110.140.080.10 10.340.380.180.150.240.27 80.230.220.130.140.110.13144中国腐蚀与防护学报第25卷3 5材料因素对耐蚀性的影响(1)根据长期腐蚀数据,材料在各海域的耐蚀性因材质因素,可给不同牌号合金在海水中的耐蚀性的优劣进行排序.如对几种铝合金的耐蚀性从大到小的顺序为181>LF2>LF3>LF11等,对铜合金有B30>B10>锡青铜>黄铜>紫铜>硅青铜的排序,不锈钢有000Cr18Mo2>00Cr19Ni10> 1Cr18Ni9Ti>F179>2Cr13的排序.(2)防锈铝合金的耐蚀性与合金的组织结构有关,高镁含量的LF11M易产富镁的 相,相对于基体是阳极相,易产生沿晶腐蚀[3].3 6金属材料的海水腐蚀特性3 6 1碳钢、低合金钢的海水腐蚀特性 不同的碳钢在海水中的平均腐蚀深度(腐蚀率)差别很小而Fig.1Reg ression cur ves of cor rosion rat e of alloy(QSn6.5-0 1) Qingdao(Q D),X iamen(XM),Yulin(Y L)Table6M ax corrosion dept h of stainless steels and aluminium alloys in cor rosion zone of tw o sea areas(mm)alloys ti m es/afull immersion zon e tidal zone splash zone Qingdao Xiamen Qingdao Xiamen Qingdao XiamenCr18M o2 LY12CZ 100.730000 160.07 1.710.170.850.200.28 10.190.170.100.160.110.04 160.350.550.12 2.00.130.19注: 8年的数据 4年的数据Table7Pitting depth of carbon steels in seaw ater of a different sitessites carbonsteelsaverage pitting depth/mm max pitting depth/mm 1a4a8a16a1a4a8a16aQingdao A3、3C(W)、3C(J)、200.51 1.04 1.04 1.28 1.17 2.00 2.25 2.7Zhoushan A3、200.49 1.25 1.22 0.83 3.75 2.60Xiamen A3、3C(W)、3C(J)、200.65 1.34 1.22 1.59 1.31 2.35 3.03 2.9Yuli n A3、3C(W)、3C(J)、200.76 1.29 1.28 1.61 1.67 4.78 4.12 3.79注:各种碳钢3个试样,每个试验面测量5个最深的蚀点,总测量点数的深度平均值为平均点蚀深度,其中的最大值为最大点蚀深度.且是稳定的.可以将碳钢的平均腐蚀深度 时间曲线中暴露年限以后的线性部分的斜率作为碳钢长期暴露的稳定腐蚀速度.不同碳钢点蚀深度是比较分散、不稳定的(见表7)[1].含Cr低合金钢在海水全浸区短期暴露的平均腐蚀深度比碳钢小,而浸泡2~4年后的平均腐蚀深度比碳钢大.这一现象早在1972年发现被称为耐蚀性 逆转 [5].但是, 逆转 的原因一直未能弄明白.初步研究表明,含Cr低合金钢海水腐蚀速率 逆转 的原因是含Cr低合金钢的局部腐蚀发展,使未参加反应的金属颗粒从基体脱落所致[6].海洋飞溅区是指在海水平均高潮位(M.H.W. L)以上约0~2.4m的区间,这是钢铁在海洋环境中遭受腐蚀最严重的区带,呈现出腐蚀峰的特征[7].最严重的位置即腐蚀峰值的位置,取决于当地海洋、气象条件,约在M.H.W.L以上0.6m~ 1.2m处.造成腐蚀峰的主要外在原因是钢铁表面上含盐粒子的大量积聚、液膜润湿时间长和干湿交替频率高.而钢铁在整个腐蚀的阴极过程中既受强烈的氧化作用又有铁锈还原转化的 去极化 作用而1453期朱相荣等:金属材料长周期海水腐蚀规律研究加剧了腐蚀的进程,这是形成腐蚀峰的主要内在原因[8].3 6 2不锈钢的海水腐蚀特性 不锈钢腐蚀率大小的顺序与它们点蚀、缝隙腐蚀的程度一致,并且都随温度升高而加重.海生物污损能引起不锈钢的局部腐蚀,并显著加剧全浸区、潮差区不锈钢的腐蚀[2].不锈钢在海水中腐蚀电位高低的顺序与在海水中耐蚀性强弱的顺序一致[9].3 6 3铜合金的海水腐蚀特性[10~12] 不同海域的海水对铜合金的腐蚀特性:以紫铜为代表的几种铜合金在榆林海域全浸区的腐蚀特别严重,以硅青铜为代表的几种铜合金对舟山含泥沙海水的冲击腐蚀十分敏感,几乎全部的铜合金板材在厦门海域全浸区未出现局部腐蚀.双相铜合金经过16年的长期暴露,由于 相的选择性腐蚀(脱锌)使材料的强度大大地降低.3 6 4铝合金的海水腐蚀特性[13~15] 试验结果表明,硬铝和超硬铝表面的包铝层在海水中阴极保护作用的有效年限可达16年以上(对试验用试样的包铝层厚度而言).这将为工程设计提供重要依据(图2、图3).在厦门海域中,由于试验所在地的海水有淡水(九龙江)的混合,改变了海水的组成,铝镁合金在这种海水环境中,受到海水电介质效应的影响,使得电位序发生变化,出现了腐蚀性逆转现象特征.铝合金在厦门海域的局部腐蚀较其他海域严重.研究表明,不同海域的海水对铝合金表面状态的腐蚀敏感性有所不同,反映出我国海域对铝合金的腐蚀有较大差异.3 7海水腐蚀性评价方法近年来,人们在环境因素对土壤和大气腐蚀性影响的研究取得了成效.由于海水环境的复杂性、海水腐蚀状况的不稳定性,使得环境因素对海水腐蚀性影响的研究进展缓慢,在众多海水环境因素中,主要的影响因素成为海洋腐蚀研究工作探究的课题.3 7 1海水腐蚀性的双因素评价法[16] 应用灰色理论[17]中的灰关联分析方法来解析海水环境因素与钢铁在海水中局部腐蚀的关系.解析结果表明,影响钢铁材料在海水中局部腐蚀的主要环境因素是海水温度,海生物附着面积(或海生物污损面积)及海水的pH值.提出了以主要的海水环境因素(Y i),以及诸因素与局部腐蚀深度间的关联度(f i)乘积作为海水腐蚀性的评价因子:Q= Y i f i 以Q值的大小表示海区海水腐蚀性的强弱程度.式中:Y i为影响较大的海水环境Fig.2Co rrosion data of LY12CZFig.3Cor rosion data of L C4CS因素;f i为环境因素对局部腐蚀深度的关联度.以碳钢在海水中1年的局部腐蚀深度值为基准,把不同海区海水的腐蚀性分为五个等级:C1 平均局部腐蚀深度值 0.25mm 弱腐蚀性C2 平均局部腐蚀深度值0.25~0.50mm 较弱腐蚀性C3 平均局部腐蚀深度值0.50~0.70mm 中腐蚀性C4 平均局部腐蚀深度值0.70~1.00mm 较强腐蚀性C5 平均局部腐蚀深度值 1.00mm 强腐蚀性例如,Q235钢在各海区全浸区暴露1年的局部腐蚀深度值分别为:腐蚀性较弱秦皇岛 0 42mm青 岛 0 41mm腐蚀性中舟 山 0 59mm厦 门 0 65mm北 海 0 68mm湛 江 0 63mm腐蚀性较强榆 林 0 70mm腐蚀性强西 沙 1 17mm根据环境因素评价海水腐蚀性的结果,也可按下面的办法来分等级,以环境的双因素评价海水腐蚀性:等级T/ 海生物附着面积A/%定级1<5<10C1=T1+A1~225~1510~30C2=T2+A2~3315~2530~50C3=T3+A3~4425~3050~80C4=T4+A55>3080~100C5=T5+A5注:以温度T为主,A的参数增加一级,C的等级增加一级146中国腐蚀与防护学报第25卷那么,上列各海区的海水腐蚀性的等级应为: C2 秦皇岛,青岛;C3 舟山,厦门,北海,湛江;C4 榆林,西沙.以环境的双因素评价海水腐蚀性等级的结果与碳钢、低合金钢在我国各海区中局部腐蚀深度值的等级结果相当吻合.3 7 2综合评定材料耐蚀性的方法[18、19] 根据材料在海水中的腐蚀率和局部腐蚀数据,引入数理统计方法,提出一种综合评定材料耐蚀性的方法.综合腐蚀量 H=D1+KD2式中:D1为平均腐蚀量,D2为最大的点蚀深度,K为常数(0<K<1)验证:对19种碳钢和低合金钢16年耐海水腐蚀性的综合评价,校验了用腐蚀率和目测方法评价的误差,使材料耐蚀性分类更具有科学性和实用价值.4结论(1)碳钢在海水中的腐蚀遵循下式关系:D=A +k(t-1).碳钢和低合金钢在同一海域腐蚀性的顺序为:飞溅区>全浸区>潮差区.随腐蚀试验点的海水温度升高而加重.低合金钢在潮差区的耐蚀性不优于碳钢.含Cr低合金钢在海水全浸区有耐蚀性 逆转 [5]现象.原因是含Cr低合金钢的局部腐蚀发展使得未参加反应的金属颗粒从材料基体脱落.(2)从北到南的海域,随海水温度的升高,碳钢、低合金钢、不锈钢的局部腐蚀加剧;不锈钢和铜合金的全面腐蚀也加剧.随海生物污损面积的增加,碳钢和低合金钢的腐蚀率降低,而不锈钢和铝合金的局部腐蚀加剧.(3)海洋飞溅区是指在海水平均高潮位(M H W L)以上约0m~2 4m的区间,这是钢铁在海洋环境中遭受腐蚀最严重的区带且呈现一个腐蚀峰的特征.腐蚀最严重的位置即腐蚀峰的位置,约在M H W L以上0 6m~1 2m处.(4)不锈钢腐蚀率大小的顺序与它们点蚀、缝隙腐蚀的程度一致,不锈钢在海水中腐蚀电位高低的与它们在海水中耐蚀性的大小的顺序一致.(5)不同海域的海水对铜合金腐蚀的特殊性表现:以紫铜为代表的几种铜合金在榆林海域全浸区的腐蚀特别严重;以硅青铜等对舟山含泥沙海水的冲击腐蚀十分敏感;几乎全部的铜合金板材在厦门海域全浸区未出现局部腐蚀.(6)硬铝和超硬铝表面的包铝层在海水中的阴极保护的有效年限为16年以上.参考文献:[1]Huang G Q.Corrosion behaviour of carbon steels immersed in seaareas of China[J].Corros.Sci.Prot.T echnol.,2001,13(2):81-86(黄桂桥.碳钢在我国不同海域的海水腐蚀行为[J].腐蚀科学与防护技术,2001,13(2):81-86)[2]Huang G Q.Corros i on of stainless steels in marine environment[J].Corros.Prot.,1999,20(9):392-395(黄桂桥.不锈钢在海洋环境中的腐蚀[J].腐蚀与防护,1999,20(9):392-395)[3]Lin L Y.Abnormal corrosi on behavi or of Al-M g and Al-M n alloyin seaw ater[J].Corros.Sci.Prot.Technol.,2000,12(4):198~202 (林乐耘.实海暴露防锈铝合金局部腐蚀敏感性研究[J].腐蚀科学与防护技术,2000,12(4):198-202)[4]Lin L Y.Study on marine corrosion and antifouling behaviors ofcopper alloy exposed to sea areas in China[J].Rare M etals,2000,(2):96-100[5]Southw ell C R,Alexander A L.Corrosi on of metals in tropical water-structural ferrous metals[J].M ater.Prot.,1970,(1):14-23 [6]L i u D Y.Analysis for the reason of corrosion resistance reversionof containing chromium low alloy steel in seawater[J].J.Chin.Soc.Corros.Prot.,2003,23(1):7-12(刘大扬.含铬低合金钢在海水中耐蚀性 逆转 原因分析[J].中国腐蚀与防护学报,2003,23(1):7-12)[7]Zhu X R,H uang G Q.A study on the corrosion peak of carbon steelin marine splash zone[A].13th Inter.Corr.Cong.[C].Nov.1996, M elbourne,Australi a[8]Zhu X R,Huang G Q.Corrosi ve behaviour of steel i n marine splashzone[J].Corros.S ci.Prot.T echnol.,1995,7(3):246-24(朱相荣,黄桂桥.钢在海洋飞溅带腐蚀行为探讨[J].腐蚀科学与防护技术,1995,7(3):246-248)[9]Huang G Q.A Study of Corrosion Potential of Stainless SteelsProgress of Corrosi on Science an d Protection Engineering Technol ogy[M].Beijing:Ch emical Indus try Press,1999,10:242(黄桂桥.不锈钢在海水中的腐蚀电位研究腐蚀科学与防护工程技术进展[M].北京:化学工业出版社1999,10:242)[10]Lin L Y.Study of corrosi on behavior of home-made Cu-Ni alloy in seaw ater[J].J.Ch i n.Soc.Corros.Prot.,2000,20(6):361 -367(林乐耘.国产B10铜镍合金海水腐蚀行为研究[J].中国腐蚀与防护学报,2000,20(6):361-367)[11]Liu Z C,Lin L Y,Liu S F,Zhao Y H.Diffusion mechanism of dezi n cificaton in double-phase brass exposed to seawater[J].Journalof M aterial Research,2000,(1):145-149(刘增才.实海暴露双相黄铜脱锌的扩散机制[J].材料研究学报,2000(1):145-149)[12]Zhu X L.Corrosi on low and m ean influence factors in seaw ater environmental[J].The Chinese Journal of Non ferrous M etal s,1998, 8(9):210-217(朱小龙.铜合金在海水环境中的腐蚀规律及主要影响因素[J].中国有色金属学报,1998,8(9):210-217)[13]S hao Yuehong.T he corrosion of LF6Al-M g alloy w ith different1473期朱相荣等:金属材料长周期海水腐蚀规律研究processi ng and s urface treatment in deep M arine Corrosion and Contral[M].Changsha:C hi na Ocean Press,2000,7:544[14]Song W S.T he corrosion behavior of the long period of aluminumalloy in the full immersion and tidal zone of Ximan sea area[A].Proceeding of the Second Corrosion and Protection Conference of Tw o Coast of Channel[C].T ainan:Cheng-kung U niversity Pub lishing House,2000,383(宋文桑.铝合金在厦门海域全浸/潮差区长周期的腐蚀行为[A].第二届海峡两岸材料腐蚀与防护研讨会论文集[C].台南:成功大学出版社,2000,383)[15]Lin Z J.T he influence of environmental factors on corrosion sensitivity of Al-M g alloy in Xiamen sea area[A].Proceeding of the First Corrosi on and Protection Conference of Tw o Coast of Chan nel[C].Xiam en:Xiamen University Publishing House,2000,593(林志坚.厦门海域环境因素对铝镁合金腐蚀敏感性影响的研究[A].第一届海峡两岸材料腐蚀与防护研讨会论文集[C].厦门:厦门大学出版社,2000,593)[16]Zhu X R,Huang G Q.Evaluation method of seaw ater corrosivityby means of double environmental factors[J].M arine Sciences,2003,(1):65-68(朱相荣.海水腐蚀性双因素环境评价法[J].海洋科学,2003(1):65-68)[17]Deng Juliong.Grey Liner Programming International Conferenceon Information Proces sing and M anagement of Uncertai nty i n Knowledge-Based Systems[M].Qingdao:Pari s Based Press, 1986.[18]Lin Z J.Synthetical evaluation of seaw ater corrosion resistant forsome steels[A].Proceeding of the Second Corrosion and Protec tion Conference of Tw o Coas t of Channel[C].Tai nan:Cheng-kung University Publishing House,2000,378(林志坚.几种钢的耐海水腐蚀性能综合评价[A].第二届海峡两岸材料腐蚀与防护研讨会论文集[C].台南:成功大学出版社,2000,378)[19]Lin Z J.Synthetical evaluation of seaw ater corrosion resistance ofcarbon steels and low alloy steels[J].M aterial Development and Application(accepted)(林志坚.碳钢及低合金钢海水耐蚀性综合评价[J].材料开发与应用,待发表)RESEARCH PROGRESS ON THE LONG PERIOD C ORROSIONLAW OF METALLIC MATERIALS IN SEAWATERZHU Xiangrong1,HUANG Guiqiao1,LIN Leyun2,LIU Dayang3,JIN Weix ian4,LIN Zhijian3(1 Qingdao M arine Cor rosion I nstitute,Central I r on and Steel Resear ch I nstitute,Q ingdao266071;2 Gener al Research I nstitute f or N onf er r ous M etals,Beij ing100080;3 Luoy ang Ship M ater ial Resear ch I nstitute,Luoy ang471039;4 Zhoushan M ar ine Corr osion I nstitute,Zhoushan316003)Abstract:This paper summarized that16years corrosion law and character of50kinds metallic materials that w ere exposed1,2,4,8and16y ears in splash zone,tidal zone,full im mersion zone of Qing dao,Zhoushan,Xiamen and Yulin in China sea areas.Many data and law for long period and character of seaw ater corrosion for metallic materials have been obtained.An evaluation method of the seaw ater corrosiveness and a comprehensive evaluation method of corrosion resistance are proposed.Key words:metal,seaw ater corrosion,corrosion law148中国腐蚀与防护学报第25卷。