海洋環(huán)境下腐蝕原理及C5-M級防腐涂料

海洋環(huán)境下腐蝕原理及C5-M級防腐涂料

在海洋環(huán)境下工作，鋼筋、混凝土等各種材料都會(huì )遭受不同程度的腐蝕。

以混凝土為例，海洋中的各種鹽類(lèi)對混凝土結構物都有破壞作用。海水中所含的SO₄^2－、Mg²⁺、Cl^－等離子分別以可溶的強酸鹽、鎂鹽和氯離子的形態(tài)存在，對混凝土結構會(huì )產(chǎn)生組合的侵蝕破壞，其中氯離子的侵蝕破壞作用是導致鋼筋混凝土結構物失效的主要原因。

在海洋環(huán)境下的各種建筑，同時(shí)會(huì )接觸到大量的水、氧、氯離子等，首先鋼筋會(huì )被氧化在鋼筋表面形成一層氧化物的鈍化膜，鋼筋的腐蝕情況會(huì )下降，但是當鈍化膜和海水中的氯離子接觸后，氯離子能穿過(guò)鋼筋表面的鈍化膜，使鈍化膜破壞，從而使得含氧的海水能達到鋼筋的表面，使得腐蝕能夠繼續行進(jìn)深入。

其主要化學(xué)反應如下：

Fe²⁺+2Cl^-+2H₂O→Fe(OH)₂+2HCl

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃

鋼筋的銹蝕產(chǎn)生的化合物附著(zhù)于底材上，相較于未腐蝕之前更加疏松、膨脹，在胡凝土內部產(chǎn)生一定的膨脹應力，造成混凝土保護層的斷裂、脫落。

腐蝕區域劃分：

海洋環(huán)境按照其腐蝕情況可以分成五大區，即海上大氣區、全浸區、潮差區、飛濺區和海底土壤區五部分：

1.      海上大氣區：一般是指高出海平面2米以上的部分，波浪打不到，潮水也無(wú)法淹沒(méi)的地方。它的腐蝕因素雖然與內陸的大氣腐蝕因素比較類(lèi)似，但是由于海上的濕度通常高于大陸，因此它的腐蝕環(huán)境就要比一般的大氣腐蝕嚴重些。

2.      全浸區：這部分的腐蝕受到海中溶解氧氣，鹽濃度，流速，水溫，海生物，pH值和流砂的影響，它又可分為三個(gè)區域：①淺海區：為自海面至海平面下50米處，因溶解氧氣濃度較高，故腐蝕較嚴重。②中等深度區：為海平面下50～200米處，腐蝕程度中等。③深海區：為海平面下200米以上，因溶解氧氣濃度較低，故程度較小。

3.      潮差區：即在漲潮時(shí)浸在水下，在落潮時(shí)在水線(xiàn)上的地區。從理論上說(shuō)，海水平面由于氧氣的供應不均勻，在水面上下造成了氧氣濃差，水線(xiàn)上下形成大型的氧氣濃差電池?？諝庵胁糠盅鯕夤浞?，故為陰極保護，腐蝕較??；恰好浸在海水線(xiàn)下的部分為陽(yáng)極，腐蝕極其嚴重。但因海浪和風(fēng)的沖擊，干濕邊界瞬即變化，因此總的來(lái)說(shuō)，從海平面到海平面往下大約1米的地方也是腐蝕比較嚴重的地區之一。

4.      飛濺區：一般指高出海平面0～2米的部分，常常會(huì )受到海水波浪飛沫沖擊的地區。由于在飛濺區，氧氣的供給十分的充足，氧氣的去極化作用促進(jìn)了鋼的腐蝕，同時(shí)，浪花的沖擊有力地破壞了保護膜，故此處是腐蝕嚴重的部分。碳鋼的平均腐蝕速度可達500微米/年，約為全浸區的5倍。

5.      海底土壤區：受到細菌腐蝕及污染的土壤堆積腐蝕，腐蝕情況比較和緩。

控制保護措施

如何從嚴峻的環(huán)境下保護“自己"，無(wú)非是兩個(gè)方面，增強自己的實(shí)力和增加外援。

海洋環(huán)境下的各種建筑也是如此，從基材和外部保護材料兩方面著(zhù)手：
從基材方面：

1. 優(yōu)化結構設計與施工工藝，控制混凝土變形裂縫；

2. 應用高性能混凝土，抑制氯離子的滲透擴散；

3.采用高質(zhì)量鋼筋，減緩腐蝕的進(jìn)程。

外部保護材料：

采用特殊環(huán)境的耐腐蝕材料，外加保護的一些方法。通常外表直接裸露的鋼結構會(huì )刷上一層漆，海水下會(huì )采用電化學(xué)保護等?？傮w來(lái)說(shuō)有些復雜，效果也并不會(huì )特別好，普通的漆刷在裸露的鋼結構上，很快連同鋼結構會(huì )一起腐蝕脫落。同時(shí)兼具刷漆的便捷性和有效的防腐蝕性能的可以參考志盛威華的711海洋環(huán)境下腐蝕原理及C5-M級防腐涂料。