水环境腐蚀

水环境腐蚀是材料自然环境腐蚀中的重要类型。水环境腐蚀一般包括淡水腐蚀、盐湖水腐蚀和海水腐蚀，其中海水腐蚀涉及面广，危害大。1

机理无论是海水还是淡水，金属的腐蚀主要是氧去极化的电化学腐蚀过程。通常受阴极过程控制。海水是腐蚀性较强的电解质溶液，具有高的含盐量、良好的导电性。

除了这些主要的成分外，海水中还有少量的臭氧、游离的碘和溴以及痕量的各种元素。

海水的电导率在3～4×10-2Ω-1cm-1左右，海水的pH值在7.6～8.2范围，含氧量为8mg/L左右。在海水的pH值和含氧量条件下，溶解氧的还原反应平衡电位约为+0. 75V，在Fe、Cr、Ca、Ni等会属上，比较容易进行，而在Al、Zn、Sn上由于析氧过电位较大，还原反应进行困难。在海水的pH值条件下，析氢反应的平衡电位约为-0.48V，虽然Fe、Cr等金属有可能发生析氢反应，但其速度是很缓慢的。Cu、Pd、Zn等金属上不会析氢腐蚀。

在海水中，大多数情况下（静止海水或金属表面有腐蚀产物）氧去极化受扩散过程控制。但是在高速流动海水中氧去极化可由扩散控制转为氧离子化过电位控制。此外，在某些情况下有可能出现扩散和氧离子过电位两者混合控制的阴极过程。1

分类海水腐蚀普通碳钢是造船和海洋工程设施中最重要的结构金属材料。虽然碳钢在海洋环境中易被腐蚀，但由于其价廉，力学性能和加工性能好，只要采取适当的防护措施，仍然可得到广泛应用。除碳钢外，耐海洋环境的低合金钢的使用在逐渐增加。

由于海水含有大量的Cl离子，它能破坏金属表面的氧化膜，所以碳钢在海水中是不能建立钝态的。碳钢在海水中遭受氧去极化腐蚀，任何影响阴极去极化过程所需氧的供给速度的因素都对碳钢的腐蚀速度有明显的作用。
海洋的腐蚀环境可分为以下几类：海洋大气区、飞溅区、潮汐区、全浸区和海泥区，在上述各个腐蚀环境中碳钢的腐蚀速度是有很大区别的。1

淡水腐蚀水分为淡水和海水，而人类大量利用的水是淡水，其总量仅为覆盖地球表面总水量的0.6%。随着工、农业的飞速发展，淡水的消耗量急剧增加，导致目前全世界都面临着淡水资源短缺的危机，因此要节约用水。在淡水的利用中，工业用水量占总用水量的大部分，而工业冷却水又占工业用水量的60%。以下介绍钢铁在淡水中的腐蚀。2

盐湖水环境盐湖是湖泊在演化发展过程中进入到末期阶段的含盐量很高的湖，通常把湖泊水体的含盐度≥5.0%(50 g·L)的卤水湖或有自析盐沉积的那些湖泊才定义为盐湖。由于湖水中的主要盐类是由钠、钾、镁、钙、氯、硫酸根、碳酸根和重碳酸氢根8种离子组成，它们在水中占有绝大的含量，其他微量元素极少，可以忽略不计。采用湖水的上述8种常量元素定量分析的总和来计算湖水含盐量。

据统计，我国有大小盐湖1000多个，面积约50000 km2。我国近几年才开始关注盐湖水环境材料的腐蚀问题研究，2002年6月，国家材料环境腐蚀试验站网在格尔木设立了盐湖水腐蚀试验站，此处水环境为盐湖卤水，属饱和盐溶液，含盐量约32.5%。3

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李斌 - 副教授 - 西南大学