海水腐蚀原理及应对方式

海水是一种十分复杂的腐蚀环境，其中含有多种无机盐类、有机物以及溶解的气体、悬浮物、胶体、生物等。由于海水中含有大量的氯化钠，而氯离子具有强烈的侵蚀活性，钢在海洋环境中的腐蚀是十分严重的。无溶剂耐潮湿防腐涂料工程师从腐蚀的角度来研究看，海水的主要影响因素是:氧气的含量、温度、pH 值、盐度和附着生物，从而决定了金属在海水中的腐蚀类型和腐蚀行为。海水腐蚀大小影响因素如下：

(1)       海水的化学成分，如氯离子、钙离子、镁离子、硫离子等含量;(2)海水的电阻率、pH值、温度、流速、波浪、潮位及其变化;(3)海水的污染状况，金属氧化还原电位、溶解氧、化学耗氧量、硫酸盐还原菌数;(4)不同金属及金属氧化物在海水中电极电位不同，如镁在海水电极电位-1.45，铁在海水电极电位0.50，碳钢在海水电极电位-0.40。

海水是天然腐蚀介质中腐蚀性较强的介质之一，氯化钠是海水中数量较多的组分。有时把氯化物的含量用来表征海水的腐蚀性。海水的平均盐度是35g左右，因为海水的盐度高，它的电阻率低且腐蚀性强。它具有下列特性：(1)含盐量高，海水中容易离解的盐类总含量相当高，正常海水的盐度一般在32%~37%之间变化通常取盐度35%(相应的氯度为19%)作为大洋性海水盐度的平均值。

海水是一种导电性很强的电解质溶液其电导率约为4*10^-12S/cm,远远超过河水的电导率(2*10^-8S/cm)和雨水的电导率1*10^-5S/cm)不同温下海水的电导率。而且海水中氯离子对金属氧化膜的渗透破坏作用以及对胶状体的解胶破坏作用比较强，氯离子比某些钝化剂更容易吸附，氯离子在金属表面或薄上的吸附形成强电场从而加速金属腐蚀。

盐度的影响一般情况下，水中盐度越高水的电导率就越大，金属腐蚀速度也越大，但腐蚀速度存在一个高值。即当盐度达到一定数值之后，氧在水中的溶解量随着盐度的增加而减少,使腐蚀速度反而降低。当氯化钠含量低于10g/L时，不同氯化钠含量的海水介质中含氧量保持不变，这种条件下，钢的腐蚀速度将随着含盐量的增加而加速，这是降低了腐蚀原电池中的回路电阻的缘故;当氯化钠含量超过10g/L时，含量将随着含盐量的增加而下降，钢的腐蚀速度也将随着含盐量的增加而降低，这是腐蚀受氧阴极去极化控制的缘故。

氧气的含量是影响海水腐蚀性的主要因素之一，它可以与铁化合形成铁锈。氧气含量与地理位置、温度盐度、深度及生物活动有关。在标准大气压下，表层海水的含氧量一般都接近饱和值。然而，由于光合作用而产生氧气以及波浪的作用产生的气泡所带来的氧气,使得上层海水中的氧气含量可能会出现过饱和现象。而在深海中，由于生物消耗使得氧气的含量减少，可能会造成缺氧状态。

海水pH值对腐蚀的作用随金属而异，通常水的酸性越大，腐蚀性越强。pH值是溶液酸碱度的一种量度。海水的pH值通常为8.2，属弱碱性。pH值的变化会影响石灰质沉积物的形成和生长，同时也影响其他保护膜的稳定性。腐蚀反应，海生物活动以及气体的溶解都可导致pH值的变化。南通欧尼特新材料的无溶剂耐潮湿防腐涂料研发人员长期研究发现，它随海水深度而变化，另外如果海生物生长十分茂,溶解氧浓度上升到10%~20%时，pH值接近9.7;如果在天氨性细菌繁殖的情况下，氧溶解变低，而且含有HS，这时pH值往往低于7.2。

海水中的钙、镁、银在碱性条件下会形成碳酸盐-碳酸氢盐的沉积物，在金属表面形成沉淀膜，通常称这种沉淀膜为石灰质膜，它可以保护金属免遭腐蚀。石灰质膜的形成与温度和pH 值有关，在较温热的水中和在碱性溶液中更容易形成这种沉淀膜。海水的温度随其地理位置和深度而异。通常，腐蚀反应速度随温度提高而增大。钢铁的腐蚀速度基本上是温度每提高10℃而增加一倍。海水中其他一些因素也受温度的影响，但对腐蚀的总的作用可能会各不相同。例如，气体溶解度、石灰质膜形成以及海洋生物的生活都与温度有关。

海水气泡腐蚀，当高速流动的海水改变方向时，会在海水中引起压力的变化，使之产生气泡。处于这种状态下的一些海洋结构物，以及船舶的螺旋桨上就会产生空泡腐蚀也叫海水磨蚀。海水磨蚀也是海水中常见的腐蚀类型。它是由于金属表面受到含有磨耗物质的流动海水的冲刷、摩擦所致。无溶剂耐潮湿涂料工程师表明，磨能与海水的流速以及海水中所含的磨耗性物质，如气泡、悬浮的固体颗粒以及其他物质的数量有关。多数金属对这种机械磨损和腐蚀的联合作用是敏感的。磨蚀(磨耗-腐蚀)具有明显的方向性。

在海水中，钢结构因受海流及海风的作用其疲劳强度会明显地降低，这种现象一般称为腐蚀疲劳。由于大型海生物的附着,加大了钢结构自身的重量及受海浪冲击的面积，钢结构的疲劳强度会更进一步的降低。另外在海水中疲劳开裂的增长速度要比空气中高的多，特别是焊缝区局部腐蚀侵蚀可能导致产生疲劳裂纹，因此海洋中钢及钢筋混凝土结构设计时，应考虑腐蚀疲劳问题。

作为国内海洋装备重防腐领域的生产商，我公司的无溶剂耐潮湿涂料自推向市场以来，在海洋装备如海底输送管道内外壁、钢结构桥梁，海底隧道等工况环境得到很好的应用，客户反馈效果良好。无溶剂耐潮湿涂料表面成膜致密光滑，在有效的防渗的同时还能减少海洋洋流对装备系统增加额外负荷影响。无溶剂耐潮湿涂料长效耐腐蚀效果优异，在实验室人工加速耐盐雾测试下可做到4000小时以上无变化，可长期耐海水浸泡，涂层完好无变化。此外，我公司的无溶剂耐潮湿涂料采用无机成分作为成膜物，不会为微生物提供营养源，可减少微生物的滋生。涂层硬度高达5H，耐磨蚀耐海水冲击，仅需涂刷300μm即可起到设计的耐磨、防腐效果。

为增强面涂料抗周围腐蚀介质的性能和耐碱性，无溶剂耐潮湿涂料在海洋环境中起到惰性涂层防护功效，同时也不会影响阴极保护措施，具有长达20年以上的耐候使用寿命。

海水腐蚀主要是氯离子腐蚀，氯离子可破坏金属氧化膜保护层，形成点蚀或坑蚀，对金属会出现晶间腐蚀。金属在拉伸应力的作用下，钝化膜被破坏的区域就会产生裂纹，成为腐蚀电池的阳极区，连续不断的电化学腐蚀可能导致金属的断裂。这种腐蚀与氯离子的浓度关系不大，即使是微量的氯离子，也可能产生应力腐蚀。但和温度有很大关系。无溶剂耐潮湿涂料能与金属表面铁离子反应，生成具有物理、化学双重保护作用，涂层可以长期耐住氯离子腐蚀，有效的保护金属等材质不被海水腐蚀。

在海水中，力腐蚀也不可忽视，力腐蚀分为，点腐蚀力腐蚀腐蚀开始，由于腐蚀的产生，受腐蚀部位变黑色或变成深褐色。大多数严重腐蚀环境中，点蚀的数量和深度增加，使表面呈现受腐蚀的外观。在弱腐蚀条件下，无溶剂耐潮湿涂料工程师认为点蚀本身不可能从表面上明显减少，但是在表面上可能出现腐蚀产生一层薄膜，当锈斑渗出就可能使金属表面周围失去光泽。应力腐蚀破坏开裂(SCC)可能出现应力腐蚀开裂，不锈钢处于氯化物水溶液环境中时可能产生氯离子应力腐蚀开裂。例如，海雾环境，钢又处于很高的拉应力作用下，而且气温又超过正常的环境温度(通常超过60℃)环境中。在生活中，有高浓度氯离子水中，浓度在10000mg/l，PH在10左右，无溶剂耐潮湿涂料海水防腐涂料涂刷三遍，干膜涂层厚度在350um左右，涂层使用寿命可以达到10年以上。因为涂料的结构和成分表明其防护机制已不是单一的电化学防护，而是电化学保护、物理屏蔽和缓蚀、钝化的复合保护，使涂层耐氯时间大大增长。

金属在海水中腐蚀可以利用交流阻抗谱法来研究涂层钢板的腐蚀率。交流阻抗谱法给出涂层在不同交流频率下的阻抗和电容值，以及涂层下金属界面的腐蚀信息。从电容值可以衡量涂层的吸水量，从涂层电阻值大小可以衡量涂层的防腐蚀性能,并能由涂层下金属电化学腐蚀电荷传递电阻估算金属腐蚀速度，借以比较新型涂料或新型防蚀颜料的使用期限。

我公司的无溶剂混凝土环氧耐潮湿涂料是一种固含量为优异的环氧封闭底涂层，用于混凝土的表面。可直接涂装在湿的或干的表面，与新的或旧的混凝土相容，与裸露的混凝土或有涂层的混凝土能紧紧渗透粘附。具有优异的附着力（干表面10Mpa，湿表面8Mpa）、优异的耐化学性，干燥迅速，施工中无露点问题，且环保无毒，无有害的溶剂气化物和挥发性的有机化合物，是世界范围内性能指标更高的混凝土底漆。

无溶剂环氧耐潮湿涂料是具有较高水平的生态环保无溶剂重防腐涂料，双组份，固体含量高，无有害的溶剂挥发气体，无露点限制，无毒，表面处理要求低，可在潮湿和有少量油污的表面直接涂装，与新旧钢铁兼容、紧密附着于锈斑、与表面粘接牢固的涂层相容，能与基底上的湿气起反应，具有杰出的基底和内层粘附力，具备防蚀和保护特性，是有效的水屏障。