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5.流速 在平静海水中流速极低、均匀,氧的扩散速度慢,腐蚀速度较低。当流速增大时,因氧扩散加快,使腐蚀加速。对一些在海水中易钝化的金属(如钛、镍合金和高铬不锈钢),有一定流速反而能促进钝化和耐蚀,但很大的流速,因受介质的冲击、摩擦等机械作用影响,会出现冲击腐蚀或空蚀。 6.海洋生物 生物因素对腐蚀影响很复杂,在大多数情况下是加大腐蚀的,尤其是局部腐蚀。海洋中叶绿素植物,可使海水的含氧量增加,是加大腐蚀的。海生物放出的CO2,使周围海水呈酸性。海生物死亡、腐烂可产生酸性物质和H2S,因而可使腐蚀加速。 此外,有些海生物会破坏金属表面的油漆或金属镀层,因而也会加速腐蚀。甚至由于海生物在金属表面的堆积,可形成缝隙而引起缝隙腐蚀。 8.2.3 防止海水腐蚀的措施 1.合理选材 钛合金和镍铬钼合金的耐蚀性最好,铸铁和碳钢较差,铜基合金如铝青铜、铜镍合金也较耐蚀。不锈钢虽耐均匀腐蚀,但易产生点腐蚀。 2.电化学保护 阴极保护是防止海水腐蚀常用的方法之一,但只是在全浸区才有效。可在船底或海水中金属结构上装置牺牲阳极,也可采用外加电流的阴极保护法。 3.涂层保护 防止海水腐蚀最普通的方法是采用油膝层,或采用防止生物沾污的防污涂层。这种防污涂层是一种含有Cu2O、HgO、有机锡及有机铅等毒性物质的涂料。涂在金属表面后在海水中能溶解扩散,以散发毒性来抵抗并杀死停留在金属表面上的海洋生物,这样可减少或防止因海洋生物造成的缝隙腐蚀。 8.3 土壤腐蚀 大量的金属管道(油、气、水管线)、通讯电缆、地基钢桩、高压输电线及电视塔等金属基座,埋设在地下,由于土壤腐蚀造成管道穿孔损坏,引起油、气、水的渗漏或使电讯设备发生故障,甚至造成火灾、爆炸事故。这些地下设备往往难于检修,给生产带来很大的损失和危害。随着工业现代化,尤其是石油工业的发展,土壤腐蚀和保护问题愈显重要。 土壤腐蚀是一种电化学腐蚀,土壤中含有水分、盐类和氧。大多数土壤是中性的,但有些是碱性的砂质粘土和盐碱土,pH值为7.5~9.5。也有的土壤是酸性腐殖土和沼泽土,pH值为3~6。土壤含有固体颗粒砂子、灰泥渣和植物腐烂后的腐殖土。土壤是无机和有机胶质混合颗粒的集合,是由土粒、水、空气所组成,是一复杂的多相结构。土壤颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙,孔隙中充满空气和水,常形成胶体体系,是一种离子导体。溶解有盐类和其他物质的土壤水则是电解质溶液,土壤的导电性与土壤的干湿程度及含盐量有关。土壤的性质和结构是不均匀的、多变的,土壤的固体部分对埋设在土壤中的金属表面来说,是固定不动的,而土壤中的气、液相则可作有限运动。土壤的这些物理化学性质,尤其是电化学特性直接影响着土壤腐蚀过程的特点。土壤组成和性质的复杂多变性,使不同的土壤腐蚀性相差很大。 8.3.1 土壤腐蚀的电极过程及控制因素 土壤腐蚀与在电解液中腐蚀一样,是一种电化学腐蚀。大多数金属在土壤中的腐蚀是属于氧的去极化腐蚀,只有在强酸性土壤中,才发生氢去极化型的腐蚀。 铁在潮湿土壤中阳极过程无明显阻碍,与溶液中腐蚀相似。在干燥且透气性良好的土壤中,阳极过程因钝化或离子化困难而产生很大的极化,此种情况与铁在大气中腐蚀的阳极行为相接近。由于腐蚀二次反应,不溶性腐蚀产物与土粘结形成紧密层,起到屏蔽作用。随着时间增长,阳极极化增大,使腐蚀减小。 阴极主要是氧的去极化过程,其中包括两个基本步骤,即氧输向阴极和氧离子化的阴极反应。但氧输向阴极过程比较复杂,在多相结构的土壤中由气相和液相两条途径输送。通过土壤中气、液相的定向流动和扩散两种方式,最后通过毛细孔隙下形成的电解液薄层及腐蚀产物层。在某些情况下,阴极有氢的去极化过程或有微生物参与的阴极还原过程。 8.3.2 土壤腐蚀的类型 1.微电池和宏观电池引起的土壤腐蚀 在土壤腐蚀的情况下,除了因金属组织不均匀性引起的腐蚀微电池外,还可能由于土壤介质的不均匀性引起的宏观腐蚀电池。由于土壤透气性不同,使氧的渗透速度不同。这种土壤介质的不均匀性影响着金属各部分的电位,是促使建立氧浓差电池的主要因素。 埋在密实、潮湿粘土中,氧的渗透性差,这里的钢作为阳极而被腐蚀。土壤性质的变化,如土壤中含有硫化物、有机酸或工业污水,同样会形成宏观腐蚀电池。 2.杂散电流引起的土壤腐蚀 所谓杂散电流是指由原定的正常电路漏失而流入他处的电流。主要来源是应用直流电的大功率电气装置,如电气火车、有轨电车、电焊机、电解和电镀槽、电化学保护装置等。地下埋设的金属构筑物、管道、贮槽、电缆等都容易因这种杂散电流引起腐蚀。此外,在工厂中直流导线绝缘不良也可引起“自身”杂散电流的出现,成为管道、贮槽、器械及其他设备腐蚀的原因。杂散电流干扰比较严重的区域,8mm~9mm厚的钢管,只要2~3个月就会腐蚀穿孔。 3.土壤中微生物引起的腐蚀 在缺氧的土壤中,如
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