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1、阀门防海水腐蚀技术探讨一、前言近年来,随着海洋开发进展的加快和沿海电厂的大量建立，对泵、阀和管道材料的耐海水性提出了越来越高的要求。为了确保阀门的性能能够满足海洋开发和沿海电厂建设的要求，有必要对阀门防海水腐蚀技术进行深层次的探究。二、海水对金属的腐蚀机理海水是一种含有许多盐类的电解质溶液。漆含盐量约为3%，其中的氯化物含量占总盐含量的88.7%，pH值为8左右，并溶有一定量的氧气。除了电位很负的镁及其合金外，大部分金属材料在海水中都是氧去极化腐蚀。其主要的特点是海水中氯离子含量很大，因此大多数
2、金属在海水阳极极化阻滞很小，腐蚀速度相当高；海浪、飞溅和流速等这些利于供氧的环境条件都会促进氧的阴极去极化反应，促进金属的腐蚀。海水电导率很大，所有不仅腐蚀为电池活性大，宏电池的活性也很大。海水中不同的金属相接触时，很容易发生电偶腐蚀。即使两种金属相距数十米，只要存在电位差，并实现电联结，就可能发生电偶腐蚀。海水中溶有大量以氯化钠为主的盐类。含盐量影响到水的电导率和含氧量。因此对腐蚀有很大影响。海水中所含盐分几乎都是电离状态，这使得海水成为一种导电性很强的电解质溶液。另外，海水中存在着大量的氯离
3、子对金属的钝化起着破化作用，也促进了金属的腐蚀。由于氧去极化腐蚀是海水腐蚀的主要形式，因此海水中溶解氧的含量是影响海水腐蚀的主要因素。同时波、浪、潮、流又对金属构件产生低频往复应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。浸入海水中的金属，表面会出现稳定的电极电势，由于金属有晶界存在,物理性质不均一；实际的金属材料总含有些杂质，化学性质也不均一；加上海水中溶解氧的浓度和海水的温度等，可能分布不均匀,因此金属表面上各部位的电势不同,形成了局部的腐蚀电池
4、或微电池。电势较高的部位为阴极，较低的为阳极。 电势较高的金属，如铁，腐蚀时阳极进行铁的氧化： Fe→Fe+2e释放的电子从阳极流向阴极，使氧在阴极被还原： O+2HO+4e→4OH氢氧离子经海水介质移向阳极，与亚铁离子生成氢氧化亚铁： Fe+2OH→Fe(OH)它易与海水中的溶解氧反应生成氢氧化铁。后者经部分脱水成为铁锈FeO?HO，它的结构疏松，对金属的保护性能低。 电势较低的金属，例如镁，被海水腐蚀时，镁作为
5、阳极而被溶解，阴极处释放出氢。 当电势不同的两种金属在海水中接触时，形成腐蚀电池,发生接触腐蚀。例如锌和铁在海水中接触时,因锌的电势较低,腐蚀加快；铁的电势较高，腐蚀变慢,甚至停止。 工业用的大多数金属，金属状态不稳定，在海水中有转变成化合物或离子态物质的倾向。但是金和铂等贵金属，金属状态稳定，在海水中不发生腐蚀。 海洋环境对金属腐蚀的影响： 金属在海水中的腐蚀，影响因素很多，包括化学、物理和生物等因素。 化学因素 ① 溶解氧。海水溶解氧的含量越多，金属的腐蚀速度越快。但对于铝和不锈钢一类金属，
6、当其被氧化时，表面形成一薄层氧化膜，保护金属不再被腐蚀,即保持了钝态。此外，在没有溶解氧的海水中,铜和铁几乎不受腐蚀。② 盐度。海水含盐量较高，其中所含的钙离子和镁离子，能够在金属表面析出碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对金属有一定的保护作用。河口区海水的盐度低，钙和镁的含量较小，金属的腐蚀性增加。海水中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜,并能与金属离子形成络合物,后者在水解时产生氢离子，使海水的酸度增大，使金属的局部腐蚀加强。③ 酸碱度。用pH值表示。pH值越小,酸性越强,反之亦然。海水的pH值通常变化甚
7、小，对金属的腐蚀几乎没有直接影响。但在河口区或当海水被污染时，pH值可能有所改变，因而对腐蚀有一定的影响。 物理因素 ① 流速。海水对金属的相对流速增大时，溶解氧向阴极扩散得更快，使金属的腐蚀速度增加。特别是当海水流速很大,或者它对金属的冲击很强时,海水中产生气泡，就发生空泡腐蚀，其破坏性更强。船舶螺旋推进器的叶片，往往因空泡腐蚀而损坏。② 潮汐海水中裸钢桩的腐蚀,可表明潮水涨落的影响。靠近海面的大气中,有多量的水分和盐分，又有充足的氧，对金属的腐蚀性比较强。因此，在平均高潮线上面海水浪花飞溅到
8、的地方（飞溅区），金属表面经常处于潮湿多氧的情况下，腐蚀最为严重。在平均高潮线和平均低潮线之间为潮差区，金属的腐蚀性差别很大，由高潮线向下,腐蚀速度逐渐下降。总的说来,在平均中潮线以上的腐蚀比较严重。③ 温度。水温升高，会使腐蚀加速。但是温度升高，氧在海水中的溶解度降低，使腐蚀减轻。这两方面的效果相反。 生物因素 许多海洋生物常常附着在海水中的金属表面上。钙质附着物对金属有一定的保护作用，但是附着的生物的代谢物和尸体分解物，有硫化氢等酸性成分，却能加剧金属的腐蚀。另外，藤壶等附着生物在金属表面形
