关于海洋防腐涂料的研究综述.doc

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1、化工设备腐蚀原理题目：海洋中应用的结构材料及其防腐方法学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺T总E能報你到（i了海洋中应用的结构材料及其防腐方法扌商要:本文对近几年来，在海洋防腐涂料方面的研究做了一个简单的总结和评述，讲述了金属材料的各种防腐蚀方法,包括电化学保护法、加缓蚀剂保护法、覆盖层防腐蚀、微生物防腐方法。防腐涂料的种类、作用机理、用途、效果以及缺陷，着重分析海洋防腐材料、涂料的种类、防腐机理和用途。同时也会提出一些问题，以便在以后的深入研究中提供借鉴。关键词:海洋防腐种类作用机理金属材料的防腐方法涂料防腐方法1•引言海洋约占地球表面积的71%,蕴藏着极其丰

2、富的海底资源，包括石油、天然气、各种矿物质等等…海底资源的开发与利用在未来海洋经济发展中占有举足轻重的地位。然而，众所周知，海洋又是一种苛刻的腐蚀环境，钢铁等金属材料如果不采取有效的防腐蚀措施，往往在较短的时间内就会出现非常严重的腐蚀。海洋船舶、石油平台、深潜器、海底管道、港II设施等金属构件在设计和使用过程中都必须考虑在海洋环境中的防腐蚀问题。带着这个问题，我对近几年来在海洋防腐材料中的研究工作做一个简单的汇总，以便经后的资料查询和深入研究。2.海洋腐蚀的定义和海洋腐蚀的机理2.1海洋腐蚀的定义金属构件在海洋环境中发生的腐蚀。海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。在这种环

3、境中，海水本身是一种强的腐蚀介质，同时波、浪、潮、流乂对金属构件产牛:低频往复应力和冲击，加上海洋微半物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。海洋腐蚀主要是局部腐蚀，即从构件表面开始，在很小区域内发生的腐蚀，如电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。此外，还有低频腐蚀疲劳、应力腐蚀及微生物腐蚀等。通常，金属构件在海洋飞溅区（指风浪、潮汐等激起的海浪、飞沫溅散到的区域）的全面腐蚀速率最高。防止海洋腐蚀的措施除正确设计金属构件、合理选材外，通常有以下几种:①采用厚浆型重防式涂料。②对重点部件采用耐腐蚀材料包套。③设计构件时要考虑到足够的腐蚀裕量。④根据

4、电化学腐蚀原理，采用牺牲阳极。2.2海洋腐蚀的机理海洋海水腐蚀主耍是氯离子腐蚀，海洋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最终可能导致金属的断裂。钢铁是铁元素和渗碳体的混合物，铁元素的电位较低，渗碳体的电位较高，电位不等的两种元素在电解质溶液的作用下，构成了以铁元素为阳极，渗碳体为阴极的微电池网络，产生电流。在阳极区，由于极性水分子的作用，铁素体被析出，呈自由状态的铁离子因而进入溶液，这就是金属的活性溶解过程。在阴极区，由于电位差的作用，阳

5、极区的电子经钢铁本体流到阴极，被溶液屮的某些物质所吸收。在通常情况下，即溶液的PH值大于4时，表现为氧的还原；当溶液的PH值小于4时，则表现为氢的析出：阳极产物铁离子与阴极产物氢氧根离子相结合，生成初步的腐蚀产物氢氧化亚铁而沉淀，氢氧化亚铁进一步为溶液中的氧所氧化，转变为氢氧化铁（即铁锈）。氢氧化铁的溶解度较小，呈疏松的薄膜状包裹于钢铁的表面，有一定的保护作用，但抗渗能力很弱，性质不稳定，当溶液中有充足的氧气供应时,则腐蚀过程一直进行，直至钢铁成为铁锈为止。2.金属腐蚀3.1概述金属材料与电解质溶液相接触时，在界而上将发生有自由电子参与的广义氧化和广义还原过程，氧化

6、物破坏了金属材料的特性，这被称为电化学腐蚀或湿腐蚀。由于微牛物的牛:命活动也可以使金属遭到破坏，称为微生物腐蚀。3.2金属材料海洋腐蚀的防护金属腐蚀防护方法有三种，依次为：电化学保护、加缓蚀剂保护和覆盖层保护，在实际应用中我们大多时候会综合运用各种防腐蚀方法，以取得好的防护效果。3.2.1电化学保护电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护的原理如下：利用电化学原理，将被保护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止腐蚀；将被保护金属进行外加阴极极化以减少或防止金属腐蚀的方法叫做阴极保护法。创阴极保护有包括外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。外加电流法是将被保护的金属与另一附

7、加电极作为电解池的两极，被保护金属为阴极，这样就使被保护金属免受腐蚀。牺牲阳极保护法是将活泼金属或其合金连在被保护的金属上，形成一个原电池，这时活泼金属作为电池的阳极而被腐蚀，基体金属作为电池的阴极而受到保护。3.2.2加缓蚀剂保护在腐蚀环境中以适当浓度和形式添加某种物质，能使金属的腐蚀速度大大降低，这种物质就叫缓蚀剂。缓蚀机理主要有两种类型：一种是几何复盖效应指吸附膜将金属表面与酸溶液隔离开，在覆盖了缓蚀剂吸附膜的金属表面部分，电极反应不能进行；而未覆盖表面部分电极反应按原来的历程进行。另外一种是负催化效应：指缓蚀剂覆盖了金属表面的活性位置，使电极反应的活化能