鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的本質(zhì)，是鋼材的元素鐵被氧化失去電子變成鐵銹的過(guò)程，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力及耐久性影響很大，因此，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷檢測(cè)就顯得尤為重要，本文主要從電化學(xué)和熱力學(xué)兩個(gè)方面介紹了鋼結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中的腐蝕損傷機(jī)理，并對(duì)目前常用的腐蝕損傷檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)做了總結(jié)。

1 海洋環(huán)境下鋼的電化學(xué)腐蝕機(jī)

理海洋環(huán)境是根據(jù)海洋所處的不同的物理狀態(tài)來(lái)劃分的，一般可分成大氣區(qū)、浪濺區(qū)、變動(dòng)區(qū)、水下區(qū)以及泥下區(qū)。在這五個(gè)區(qū)域中鋼結(jié)構(gòu)都會(huì)有電化學(xué)腐蝕發(fā)生。鋼鐵是鐵元素和滲碳體的混合物，鐵元素和滲碳體因?yàn)殡娢坏牟煌謩e構(gòu)成了微電池的陰陽(yáng)兩極，進(jìn)而產(chǎn)生電流。

由于電位差的作用，在陽(yáng)極區(qū)，鐵素體變成鐵離子進(jìn)入溶：

在陰極區(qū)，陽(yáng)極區(qū)的電子被溶液中的某些物質(zhì)所吸收。

鐵離子與氫氧根離子相結(jié)合，生成氫氧化亞鐵：

氫氧化亞鐵是初步腐蝕的產(chǎn)物，當(dāng)進(jìn)一步反應(yīng)時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸F：

當(dāng)在充足的氧氣供應(yīng)條件下，這個(gè)腐蝕過(guò)程會(huì)一直進(jìn)行，直至成為鐵銹為止。圖1 為鋼腐蝕機(jī)理圖。

2 海洋環(huán)境下鋼腐蝕的熱力學(xué)機(jī)理

鐵礦石生成鋼的過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)式表示如下：

該反應(yīng)過(guò)程中需要大量的能量，因此生成的最終產(chǎn)物是不穩(wěn)定的，根據(jù)能量回歸原理，當(dāng)其暴露于潮濕及有氧的環(huán)境中，將會(huì)還原成原來(lái)的形態(tài)：

鋼結(jié)構(gòu)腐蝕過(guò)程的反應(yīng)趨向與化學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)變化有關(guān)，因此可以用吉布斯自由能（（ΔG）T·P）判據(jù)來(lái)描述，吉式自由能越負(fù)，表明反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力越大，反應(yīng)發(fā)生的傾向越大即：（ΔG）T·P<0，腐蝕自發(fā)發(fā)生；（ΔG）T·P=0，則處于平衡穩(wěn)定態(tài)；（ΔG）T·P>0，腐蝕不自發(fā)發(fā)生。

可以通過(guò)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)位計(jì)算，可以獲得吉式自能：

因此我們可以將公式做以下變換來(lái)判斷腐蝕發(fā)生與否

3 常用的損傷檢測(cè)方法

目前，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)腐蝕檢測(cè)技術(shù)的研究處于迅速發(fā)展的階段。腐蝕檢測(cè)的方法可分為非電化學(xué)檢測(cè)方法和電化學(xué)檢測(cè)方法兩大類，其中前者包括：表觀檢查法、超聲波法、渦流法、聲發(fā)射法等等；后者包括線性極化法、交流阻抗法、電化學(xué)噪聲法等等。本文在這里對(duì)各種檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)做了總結(jié)。見(jiàn)表1。

4 結(jié)論

不同類型的海洋環(huán)境，其對(duì)結(jié)構(gòu)所造成的損傷是各不相同的。與環(huán)境的腐蝕性，結(jié)構(gòu)的已使用時(shí)間及腐蝕性介質(zhì)的種類有著密切的關(guān)系，目前已有的各類腐蝕檢測(cè)技術(shù)很多，但在實(shí)際應(yīng)用中，仍有其一定的局限性及問(wèn)題，有待進(jìn)一步的研究。

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