閥門防海水腐蝕技術(shù)探討

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1、閥門防海水腐蝕技術(shù)探討一、前言近年來,隨著海洋開發(fā)進展的加快和沿海電廠的大量建立，對泵、閥和管道材料的耐海水性提出了越來越高的要求。為了確保閥門的性能能夠滿足海洋開發(fā)和沿海電廠建設(shè)的要求，有必要對閥門防海水腐蝕技術(shù)進行深層次的探究。二、海水對金屬的腐蝕機理海水是一種含有許多鹽類的電解質(zhì)溶液。漆含鹽量約為3%，其中的氯化物含量占總鹽含量的88.7%，pH值為8左右，并溶有一定量的氧氣。除了電位很負的鎂及其合金外，大部分金屬材料在海水中都是氧去極化腐蝕。其主要的特點是海水中氯離子含量很大，因此大多數(shù)金屬在海水陽極極化阻滯很小，腐蝕速度相當高；海浪、飛濺和流速等這些利于供氧的環(huán)境條件都會促進氧的陰極

2、去極化反應(yīng)，促進金屬的腐蝕。海水電導(dǎo)率很大，所有不僅腐蝕為電池活性大，宏電池的活性也很大。海水中不同的金屬相接觸時，很容易發(fā)生電偶腐蝕。即使兩種金屬相距數(shù)十米，只要存在電位差，并實現(xiàn)電聯(lián)結(jié)，就可能發(fā)生電偶腐蝕。海水中溶有大量以氯化鈉為主的鹽類。含鹽量影響到水的電導(dǎo)率和含氧量。因此對腐蝕有很大影響。海水中所含鹽分幾乎都是電離狀態(tài)，這使得海水成為一種導(dǎo)電性很強的電解質(zhì)溶液。另外，海水中存在著大量的氯離子對金屬的鈍化起著破化作用，也促進了金屬的腐蝕。由于氧去極化腐蝕是海水腐蝕的主要形式，因此海水中溶解氧的含量是影響海水腐蝕的主要因素。同時波、浪、潮、流又對金屬構(gòu)件產(chǎn)生低頻往復(fù)應(yīng)力和沖擊，加上海洋微生

3、物、附著生物及它們的代謝產(chǎn)物等都對腐蝕過程產(chǎn)生直接或間接的加速作用。浸入海水中的金屬，表面會出現(xiàn)穩(wěn)定的電極電勢，由于金屬有晶界存在,物理性質(zhì)不均一；實際的金屬材料總含有些雜質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)也不均一；加上海水中溶解氧的濃度和海水的溫度等，可能分布不均勻,因此金屬表面上各部位的電勢不同,形成了局部的腐蝕電池或微電池。電勢較高的部位為陰極，較低的為陽極?！‰妱葺^高的金屬，如鐵，腐蝕時陽極進行鐵的氧化：????????????????Fe→Fe+2e釋放的電子從陽極流向陰極，使氧在陰極被還原：??????????????O+2HO+4e→4OH氫氧離子經(jīng)海水介質(zhì)移向陽極，與亞鐵離子生成氫氧化亞鐵：????

4、??????????Fe+2OH→Fe(OH)它易與海水中的溶解氧反應(yīng)生成氫氧化鐵。后者經(jīng)部分脫水成為鐵銹FeO?HO，它的結(jié)構(gòu)疏松，對金屬的保護性能低。　電勢較低的金屬，例如鎂，被海水腐蝕時，鎂作為陽極而被溶解，陰極處釋放出氫?！‘旊妱莶煌膬煞N金屬在海水中接觸時，形成腐蝕電池,發(fā)生接觸腐蝕。例如鋅和鐵在海水中接觸時,因鋅的電勢較低,腐蝕加快；鐵的電勢較高，腐蝕變慢,甚至停止?！」I(yè)用的大多數(shù)金屬，金屬狀態(tài)不穩(wěn)定，在海水中有轉(zhuǎn)變成化合物或離子態(tài)物質(zhì)的傾向。但是金和鉑等貴金屬，金屬狀態(tài)穩(wěn)定，在海水中不發(fā)生腐蝕。　海洋環(huán)境對金屬腐蝕的影響：　金屬在海水中的腐蝕，影響因素很多，包括化學(xué)、物理和生物

5、等因素?！』瘜W(xué)因素　①　溶解氧。海水溶解氧的含量越多，金屬的腐蝕速度越快。但對于鋁和不銹鋼一類金屬，當其被氧化時，表面形成一薄層氧化膜，保護金屬不再被腐蝕,即保持了鈍態(tài)。此外，在沒有溶解氧的海水中,銅和鐵幾乎不受腐蝕。②　鹽度。海水含鹽量較高，其中所含的鈣離子和鎂離子，能夠在金屬表面析出碳酸鈣和氫氧化鎂的沉淀，對金屬有一定的保護作用。河口區(qū)海水的鹽度低，鈣和鎂的含量較小，金屬的腐蝕性增加。海水中的氯離子能破壞金屬表面的氧化膜,并能與金屬離子形成絡(luò)合物,后者在水解時產(chǎn)生氫離子，使海水的酸度增大，使金屬的局部腐蝕加強。③　酸堿度。用pH值表示。pH值越小,酸性越強,反之亦然。海水的pH值通常變化甚

6、小，對金屬的腐蝕幾乎沒有直接影響。但在河口區(qū)或當海水被污染時，pH值可能有所改變，因而對腐蝕有一定的影響?！∥锢硪蛩亍、佟×魉?。海水對金屬的相對流速增大時，溶解氧向陰極擴散得更快，使金屬的腐蝕速度增加。特別是當海水流速很大,或者它對金屬的沖擊很強時,海水中產(chǎn)生氣泡，就發(fā)生空泡腐蝕，其破壞性更強。船舶螺旋推進器的葉片，往往因空泡腐蝕而損壞。②　潮汐海水中裸鋼樁的腐蝕,可表明潮水漲落的影響。靠近海面的大氣中,有多量的水分和鹽分，又有充足的氧，對金屬的腐蝕性比較強。因此，在平均高潮線上面海水浪花飛濺到的地方（飛濺區(qū)），金屬表面經(jīng)常處于潮濕多氧的情況下，腐蝕最為嚴重。在平均高潮線和平均低潮線之間為潮差

7、區(qū)，金屬的腐蝕性差別很大，由高潮線向下,腐蝕速度逐漸下降?？偟恼f來,在平均中潮線以上的腐蝕比較嚴重。③　溫度。水溫升高，會使腐蝕加速。但是溫度升高，氧在海水中的溶解度降低，使腐蝕減輕。這兩方面的效果相反?！∩镆蛩亍≡S多海洋生物常常附著在海水中的金屬表面上。鈣質(zhì)附著物對金屬有一定的保護作用，但是附著的生物的代謝物和尸體分解物，有硫化氫等酸性成分，卻能加劇金屬的腐蝕。另外，藤壺等附著生物在金屬表面形