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2021年海洋腐蚀事故(海洋腐蚀的危害)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-06-11 05:07   点击:188  编辑:jing 手机版

1. 海洋腐蚀的危害

304不锈钢被海水腐蚀属于海洋腐蚀。这是一种电化学反应。

因为不锈钢的本质还是以铁为主体组成的合金。被腐蚀的原因是因为海水(含有氯离子、钠离子等等)在不锈钢表面组成无数微小的原电池。铁做电池的负极。反应为Fe--2e-==Fe2-。 这样铁单质慢慢的失去电子,质量会减少,时间一长就会大面积腐蚀。

一般不锈钢316L添了2-3%的钼,所以具有极强的抗腐蚀性,被广泛应用到医学器材,航天船泊制造。

2. 海洋腐蚀环境

 影响海水腐蚀的因素以下几种:

 ①含盐量: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。海水中的所含盐分几乎都处于电离状态,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子,对金属的钝化起着破坏作用。

 ②溶解氧:由于氧去相化腐蚀是海水腐蚀的主要形成,因此海水中溶解氧的含量是影响海水腐蚀的主要因素。随着盐度的增加和温度升高,溶解氧含量会降低。在海水表层,大气中有足够的氧溶入海水中,海水中的腐蚀与含氧量成互比关系。但是当海水中的含氧量达到一定值,可以满足扩散过程所需要时,含氧量的变化对腐蚀不足以产生明显的作用。

③温度:海水温度升高,氧的扩散速度加快,海水导电率增大,这加速了阴极和阳极的反应,即腐蚀的加速。海水温度随着纬度,季节和深度的不同而变化。

④波浪的流速:海水的波浪的流速改变了供氧条件,使氧到达金属表面的速度加快。金属表面腐蚀产物所形成的保护膜被冲掉,金属基体也受到了机械性损伤。在腐蚀和机械力的相互作用下,金属腐蚀急剧增加。

⑤海生物:海洋中存在着多种动植物和微生物,它们的生命活动会改变金属一海水界面的状态和介质性质,对腐蚀产生不可忽视的影响。海生物的附着会引起附着层内外的氧浓差电池腐蚀。某些海生物的生长会破坏金属表面的涂料等保护层。在海生物死后附着的金属表面上,锈层以下及生海泥里的环境都是缺氧环境,会促进厌氧的硫酸盐还原菌的繁殖,引起严重的微生物腐蚀,使钢铁的腐蚀增大。

3. 海洋环境腐蚀性

按防腐对象材质和腐蚀机理,海洋防腐涂料可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。海洋钢结构防腐涂料主要指运输船舶、集装箱、海上桥梁、港口机械、输油管线、海上采油平台等大型设施的防腐涂料,非钢结构海洋防腐涂料主要指海洋混凝土构造物防腐涂料。海洋防腐涂料主要有无机富锌、有机富锌、有机硅、环氧、丙烯酸、聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷类涂料,可根据不同海洋环境腐蚀特点和防腐年限选用不同的涂料和涂层体系。

海洋防腐涂料一般要求具有如下性能:

①具有良好的物理性能。对腐蚀介质抗渗性好,对钢材表面附着力好;

②具有良好的力学性能。耐海水冲刷、耐海冰碰撞、耐船舶停靠的磨损;

③具有优异的化学性能。耐海水、耐盐雾、耐油、耐化学品、耐紫外线等的侵蚀;

④与电化学保护系统相容性好。飞溅区和全浸区涂料要具有耐阴极剥离性;

⑤具有良好施工性能。可在各种环境条件下对不同结构进行高质量涂装施工;

⑥符合健康、环保、安全的要求。要求涂料固含量高,挥发性有机化合物(VOC)含量符合国家或国际标准要求;

⑦其他特殊要求。如:淡水舱涂料要求无毒性并符合国家卫生认证要求;用于不锈钢表面的涂层中可滤去氯含量不能超过200mg/kg,涂层中不含锌;船舶压载舱涂料要符合国际海事局(IMO)《船舶压载舱保护涂层性能标准》的要求;船舶水线以下部位涂料要求防止海生物附着等。

常用的海洋重防腐涂料主要相关国际标准有:

①ISO12944防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护;

②NORSOKM501表面处理和保护涂料;

③ISO20340近海及相关结构防护涂层体系的性能要求;

④NACESPO108防护涂层对近海结构的腐蚀控制;

⑤IMO船舶压载舱保护涂层性能标准(PSPC)。

海洋防腐涂料及其涂层配套通常要满足ISO12944、NORSOKM501、NACESPO108和ISO20340相关防腐标准的要求。一般都要预先通过严格的腐蚀试验和认证,试验项目主要有:

①耐盐雾(盐水)试验4000h;

②耐阴极剥离试验;

③耐湿热试验4000h;

④循环腐蚀试验4200h。

4. 海洋腐蚀的危害有哪些

第一部分包括腐蚀分类、电化学腐蚀热力学、电化学腐蚀动力学、电化学测量技术;

第二部分是防护技术,包括常用耐蚀材料及其在海洋环境中的耐蚀性、表面处理与涂层技术、缓蚀剂、电化学保护和海洋生物污损与防污技术;

第三部分包括腐蚀试验方法,腐蚀检测、监测与评价等。

5. 海洋有腐蚀性

氯盐使根据混凝土里的钢筋生锈:因为钢筋的化学成分是C、SI、Mn、P、S。

氯离子Cl比这五种任何一种一种元素都活泼,所以就会与之反应从而改变钢筋的化学成分,使之生锈。

硝酸盐(NO2)-中的N为+3价,所以既有氧化性,又有还原性,有较强的氧化能力。

亚硝酸盐中的N为+2价,在正常较难与其他物质反应,除非是高温、高压下才与极少数反应。氯离子引起的钢筋锈蚀水下商品混凝土中,氯离子进行商品混凝土通常有两种途径:

其一是“掺入如含有氯盐的外加剂,使用海砂,施工用水含氯盐,在含盐环境中搅拌,浇筑商品混凝土时,其二是”渗入“环境中的氯盐通常通过商品混凝土的宏观、微观缺陷,渗入到商品混凝土中并达到钢筋表面,直接或间接破坏商品混凝土的包裹作用及钢筋钝化的高碱度两种屏障,使之发生锈蚀继而锈蚀产物体积膨胀,使商品混凝土保护层开裂与脱落;在海洋环境中的水下商品混凝土结构大都是这种情况。氯离子引起钢筋锈蚀可以从以下几个方面分析:

1破坏钝化膜商品混凝土属于碱性材料,其孔隙溶液的PH值为12-14,因而对钢筋具有较好的保护作用,有利于钢筋表面形成保护钢筋的钝化膜,但这种钝化膜只有在高碱环境中才是稳定的。

假如四周环境PH值降到11.8时,钝化膜就开始变得不稳定,当PH值继续降到9.88时,钝化膜就开始变得难以生存或逐渐破坏,使得进入商品混凝土中的氯离子吸附于钝化膜处,并使钝化膜的PH值迅速降低,逐步酸化,从而使得钝化膜被破坏。

2形成腐蚀电流无论商品混凝土碳化还是氯离子侵蚀,都可以引起钢筋部分锈蚀,在钝化膜破坏处有腐蚀电流产生,在钝化膜破坏还与未破坏区这间存在电位差,有宏电流产生,但微电流要比宏电流大得多。

又因为氯离子的存在大大降低了商品混凝土的电阻率,并且氯离子和铁离子的结合可以形成易容于水的氯化铁,从而加速了腐蚀产物向外的扩散过程,并由于宏观腐蚀电流在钝化膜破坏区边边缘最大,使得靠近钝化区的边缘的局部钝化膜破坏较快,这种现象称为局部锈蚀钢筋的“边缘效应”。

3氯离子导电作用正是由于商品混凝土结构中氯离子的存在,大大降低了阴、阳极之间的欧姆电阻,强化了离子通路,提高了腐蚀电流的效率,从而加速了钢筋的电化学腐蚀过程,氯离子对商品混凝土中钢筋锈蚀更严重更快速.而氯化物是钢筋的一种活化剂,它能置换钝化膜的氧而使钢筋发生溃烂性腐蚀,而氯盐是高吸湿性的盐,它能吸收空气中的水分变成液体,从而使氯离子从扩散作用

6. 海洋腐蚀重大案例

众所周知,海洋大气腐蚀是材料与它所处的海洋大气环境之间,通过化学或电化学作用而引起的破坏,它涉及气、液、固三相及其相界面,是一个非常复杂的过程。据统计,世界各国每年因大气腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的1.5%~3%。此外,大气腐蚀本身以及由大气腐蚀引发的事故还会污染人类生存环境。由此可见大气腐蚀破坏的严重性。海洋大气环境由于具有高湿、高盐雾、高日照辐射强度等特点,导致金属材料在这种环境中的腐蚀破坏非常严重。

2

光照辐射对金属海洋大气腐蚀过程的影响主要是通过具有半导体性质腐蚀产物的光电化学效应来进行的。从原理上讲,当具有半导体性质的腐蚀产物在受到能量高于其禁带宽度的光照辐射后,价带中的电子将被激发到导带上产生光生电子和空穴对,这些光生电子和空穴会直接参与并影响基底金属的海洋大气腐蚀过程,从而导致暴露在海洋大气环境下的金属材料的腐蚀过程变得非常复杂,也出现了很多无法用现有的腐蚀理论来解释的异常海洋大气腐蚀现象,特别是在南海海域出现的异常严重的金属材料海洋大气腐蚀问题

7. 海洋腐蚀的类型

船体中处于水上的部分主要包括甲板、上层建筑以及干舷,这些船体的水上部分在平时主要受到雨雪、海水飞沫以及海洋大气的影响,而且这些因素都是造成船体水上部分严重腐蚀的重要原因,在海洋大气中,存在着大量的氮化物,这样就使凝结水加剧了对船体结构的破坏。

船体结构在水下的部分一般包括艉部、艏部、船底和船舷四个部分,船体的艏部长期处于波浪区,并且该处长期泡沫翻滚,海水能够对船只的壳体产生强大的流体动力

8. 海洋腐蚀的危害是什么

船舶长期处于海洋环境中,腐蚀极为严重,而腐蚀速度与海水的流运速度、气泡、温度、冲击性以及海水所含微生物等因素都有极为密切的关系。船体在海水吕的腐蚀主要有电化学腐蚀、机械作用腐蚀、生物腐蚀和化学腐蚀几种,其中最主要的是电化学腐蚀,即在腐蚀过程中有微电流产生。

发生在船体钢结构上的电化学腐蚀

1.氧的浓差电池作用

由于氧有夺取电子的能力,且水面的氧较水下的氧多,故近水面部分的金属得到电子成为阴极,而水中部分的金属失去电子成为阳极而发生腐蚀。腐蚀发生后,缝隙或缺口处的氧多,而底部氧少,从而底部继续腐蚀,最后成为锈坑或锈穿。

2.两种不同金属或钢种的腐蚀

在海水中,两种不同成分的金属接触时,电势较低的金属成为阳极发生腐蚀,例如铆钉和焊缝处容易锈蚀,原因即在于此。

3.氧化皮引起的腐蚀

由于氧化皮的电极电位比钢铁约高0.26V,所以成为阴极,而钢铁本身成为阳极发生腐蚀。

4.涂膜下的腐蚀

由于实际上涂膜表面有微孔存在,所以海水仍可缓慢穿过涂膜产生电化学腐蚀。此时,含涂膜的部分成为阴极,不含涂膜的部分成为阳极而发生腐蚀,所以使涂膜鼓起破坏。在涂膜未损环或失效时,这一过程是缓慢的。

涂漆前未除尽的氧化皮、锈蚀物、污物、水分、盐类等,在涂膜下加速腐蚀进程,破坏涂膜。涂装时漏涂等施工缺陷也会加速腐蚀进程,从而过早破坏涂膜。涂膜损坏后,将产生前述各种腐蚀,这种腐蚀速度比未涂漆时更快。

5.杂散电流引起的腐蚀

由于供电或电焊时,违反操作规程,产生漏电,从而使船体变成一个巨大的阳极,产生大规模的腐蚀。这种腐蚀是非常惊人的,例如,某厂建造的四艘海船,出厂一年,6mm的钢板几乎全部烂穿。

机械作用腐蚀

机械作用的腐蚀包括腐蚀作用和机械磨损,两者相互加速。其中包括冲击腐蚀,这是由于液体湍流或冲击所造成的;空泡腐蚀,高速流动的液体,因不规则流动,产生空泡,形成“水锤作用”,常常破坏金属表面的保护膜,加速腐蚀作用,如螺旋桨、泵轴等处易发生;微振磨损腐蚀,两个紧接着的表面相互振动而引起的磨损;应力腐蚀开裂,是在拉伸应力的腐蚀介质作用下的金属腐蚀破坏,金属内会产生沿晶或穿晶的裂纹。

生物腐蚀生物腐蚀是由海洋生物在船度附着引起的,这种腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种。由于海洋生物在船度的附着,破坏了漆膜,造成局部电化学腐蚀;由于微生物的新陈代谢作用,分泌出具有侵蚀性的产物如C02/NH4OH/H2S等以及其他有机酸和无机酸引起钢板的腐蚀作用。本文编辑:进口铝板

9. 海洋腐蚀防护的意义

海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。在这种环境中,海水本身是一种强的腐蚀介质,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。海洋腐蚀主要是局部腐蚀,即从构件表面开始,在很小区域内发生的腐蚀,如电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。此外,还有低频腐蚀疲劳、应力腐蚀及微生物腐蚀等

10. 海洋腐蚀的危害图片

在ISO标准中,腐蚀环境被分为6类,其中海洋环境的腐蚀等级最高。受海水飞沫中含有的氯化钠颗粒的影响,近海200米以内的陆地环境上的腐蚀也属于海洋腐蚀环境的范畴。

海洋环境中的腐蚀主要有化学腐蚀、生物腐蚀、机械作用腐蚀和电化学腐蚀,这些腐蚀一般是同时进行的。其中,对材料影响最大的是电化学腐蚀。海水是良好的导电介质,大多数金属在海水中腐蚀速率很大。

11. 海洋的腐蚀与防护

腐蚀是材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质。大多数的腐蚀发生在大气环境中,大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。盐雾腐蚀就是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。这里讲的盐雾是指氯化物的大气,它的主要腐蚀成分是海洋中的氯化物盐——氯化钠,它主要来源于海洋和内地盐碱地区。

盐雾对金属材料表面的腐蚀是由于含有的氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应引起的。

同时,氯离子含有一定的水合能,易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氯化层中的氧,把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物,使钝化态表面变成活泼表面。造成对产品极坏的不良反应。至于氯化物是怎样跑到大气中的,我也不知道了

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