鋼材在海洋資源的開發和利用過程中是不可或缺的一種材料,如海上發電設備,包括潮流發電、海水發電、海水溫差發電設備;海濱大型跨海橋梁、鉆井平臺;與海洋開發相關的海底容器,用于資源開發的各種大型海洋構件以及造船用鋼等領域。耐海水腐蝕鋼是為應用于上述環境條件而開發的一類低合金鋼。
海洋占地球面積2/3以上,是人類取之不盡的資源寶庫,也是各國交往的天然渠道。鋼鐵是海洋開發、海上運輸和軍事建設最基本的工程材料,用量極大。因此耐海水用鋼的研究、試制、生產和應用受到各國的普遍重視。
鋼材的耐蝕性能,不僅受鋼材本身的化學成分與表面狀態等材質因素的影響,也受到海洋環境條件的控制。
海上發電設備
同一地區的海洋環境在垂直方向上可以分為大氣區、飛濺區、潮差區、全浸區和泥漿區;而海水全浸區又可分為淺水區、大陸架區及深海區。在這些不同的區域,鋼材的腐蝕特性是不同的。在海洋大氣區腐蝕較輕,在死角等處易產生局部腐蝕。飛濺區:材料受到海水沖擊,處于干濕交替區域,腐蝕最為嚴重!潮差區:材料常受充氣海水的接觸,對于整體鋼樁結構,該區被低潮位以下作為陽極部位的保護,因此腐蝕程度相對較輕。淺水區:海水中含氧充足,溫度較高,污染嚴重,該區的腐蝕比海洋大氣及潮差區嚴重,但比飛濺區平均腐蝕率低。大陸架區:腐蝕程度隨著海水深度的增加而降低。泥漿區:泥漿中的某些細菌如硫酸鹽還原菌、鐵細菌等對鋼鐵有明顯的腐蝕破壞作用。由于氧的供應不充分,陽極極化較易實現。通常鋼在泥漿區的腐蝕比海水中輕微。
除了這些區域不同對鋼材腐蝕有不同的影響外,就是在一同區域的海洋環境中還含有諸多影響因素,如海水的鹽度、pH值、溫度、溶解氣體流速、微生物以及污染等,這些因素有時交差作用,相互促進,造成了海洋對鋼材腐蝕的一個極其復雜的過程。
金屬在海水中的腐蝕速度不僅與金屬本身的成分與結構有關,也與海水的環境因素密切相關。海水是復雜的電解質體系,海水環境因素(如溫度、含氧量等)隨海域,深度和季節等條件改變而發生很大的變化,導致金屬的腐蝕速度隨環境因素而變化。
近年來,無機防腐涂料對海洋的各種腐蝕有綜合性的防護,該涂料成膜溶液是由無機聚合物螯合成膜溶液,己硅氧基—Si—O—Si—鍵為基礎,嫁接有機烷基側鏈作為輔佐,再以OH為端鏈螯合的防腐成膜物,該鍵對硅原子上連接螯合的OH、烷基有很好的三元協同效應,溶液穩定性強,減輕了對高聚物內部的影響,成膜物更致密,附著力強,耐溫高(與Ni基鋼材效果相當)。
責任編輯:張春穎
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