1. 大氣腐蝕的特點(diǎn)有哪些
海水是一種含有多種鹽類的電解質(zhì)溶液,以3~3.5%的氯化鈉為主鹽,,pH值為8左右,,并溶有一量的氧氣。除了電位很負(fù)的鎂及其合金外,,大部分金屬材料在海水中都氧去極化腐蝕,。其主要特點(diǎn)是海水中氯離子含量很大,因此大多數(shù)金屬在海水中陽(yáng)極極化阻滯很小,,腐蝕速度相當(dāng)高,;海浪、飛濺,,流速等這些利于供氧的環(huán)境條件,,都會(huì)促進(jìn)氧的陰極去極化反應(yīng),促進(jìn)金屬的腐蝕,。海水導(dǎo)電率很大,所以不僅腐蝕微電池活性大,,宏電池的活也很大,。海水中不同金屬相接觸時(shí),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(shí)現(xiàn)電聯(lián)結(jié),,就可能發(fā)生電偶腐蝕,。
對(duì)于處于海水環(huán)境中的橋梁結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),除了大氣部位受海洋性大氣腐蝕影響之外,,可以把橋梁如同海洋工程一樣分為飛濺區(qū),、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū),。
(1)飛濺區(qū)
指平均高潮線以上海洋飛濺所能濕潤(rùn)的位置,。在這個(gè)部位,金屬材料表面連續(xù)不斷地被海水濕潤(rùn),,海水又與空氣充分接觸,,含氧量充分,含鹽量很高,加上海水的沖擊作用,,腐蝕在這個(gè)部位最為嚴(yán)重,。當(dāng)很高的風(fēng)速和海流速造成強(qiáng)烈的海水運(yùn)動(dòng)時(shí),海水的沖擊會(huì)在飛濺區(qū)成磨耗-腐蝕聯(lián)合作用的破壞,。同時(shí)強(qiáng)烈的海水沖擊不斷地破壞腐蝕產(chǎn)物和保護(hù)涂層,,增加了飛濺區(qū)的腐蝕。
不同海區(qū)飛濺區(qū)的腐蝕主要于風(fēng)浪和溫度,。飛濺區(qū)金屬表面溫度更接近于氣溫,。風(fēng)浪大的熱帶海域鋼鐵在飛濺區(qū)的腐蝕最為嚴(yán)重。
(2)潮差區(qū)
指平均高潮位與平均低潮位之間的區(qū)段,,金屬表面與含氧充分的海水周期性地接觸,,引起腐蝕。與飛濺區(qū)相比,,潮汐區(qū)的氧擴(kuò)散沒(méi)有飛濺區(qū)那樣快,,也無(wú)強(qiáng)烈的海水沖擊。潮汐區(qū)金屬表面溫度受氣溫影響也受海水溫度的影響,,通常接近于表層海水溫度,。
潮差區(qū)有海生物棲居,而飛濺區(qū)沒(méi)有,。
潮差區(qū)的腐蝕通常是平均高潮位和平均低潮位最為嚴(yán)重,,這是氧濃差電池的作用。潮差段因供氧充分,,成為陰極,,受到一定程度的保護(hù),腐蝕減輕,。低潮位以下全浸區(qū)因供氧相對(duì)較少成為陽(yáng)極,,使腐蝕加速。在工程設(shè)計(jì)上,,有時(shí)把潮差區(qū)并入飛濺區(qū)一起考慮,,并不是因?yàn)閮啥伍g的腐蝕是一樣的,而是從施工,、維護(hù)和陰極保護(hù)方面加綜合考慮,,使之協(xié)調(diào)一致。
(3)全浸區(qū)
平均低潮線以下的位置為海水全浸區(qū),。根據(jù)海洋的深度不同,,又分為淺海區(qū)和深海區(qū),二者并無(wú)確切的深度界限,,一般所說(shuō)的淺海區(qū)大多指100~200m以內(nèi)的海水,。
海洋環(huán)境因素如溫度,、含氧量、鹽度,、pH值等隨海洋的深度而變化,,所以海水深度必然影響到全浸區(qū)金屬的腐蝕行為。其中是最為主要的因素是溫度和含氧量,。全浸區(qū)中鋼鐵的腐蝕速度在0.07~0.18mm/a,。
淺海區(qū)海水氧處于飽和態(tài),溫度高,,海水流速大腐蝕比深海區(qū)大,,海洋生物會(huì)粘附在金屬材料上。一般來(lái)說(shuō),,20m水深以內(nèi)的海水較深層海水具有更強(qiáng)的腐蝕性,。深海區(qū)的含氧量較小,溫度接近0℃,,海洋生物的活性減小,。
(4)海泥區(qū)
主要由海底沉積物構(gòu)成,含鹽度高,,電阻率低,,因此是良好的電解質(zhì),對(duì)金屬的腐蝕要比陸地上土壤要高,。由于氧濃度十分低,,所以海泥區(qū)的腐蝕比全浸區(qū)要低。
海洋中存生在著多種動(dòng)植物和微生物,,它們的生命活動(dòng)會(huì)改變金屬-海水界面的狀態(tài)和介質(zhì)性質(zhì),,對(duì)腐蝕產(chǎn)生不可忽視的影響。海生物的附著會(huì)引起附著層內(nèi)外的氧濃差電池腐蝕,。某些海生物的生長(zhǎng)會(huì)破壞金屬表面的涂料等保護(hù)層。在波浪和水流的作用下,,可能引起涂層的剝落,。在附著生物死后粘附的金屬表面上,銹層以下以及海泥里,,都是缺氧環(huán)境,,會(huì)促進(jìn)厭氧的硫酸鹽還原菌的繁殖,引起嚴(yán)重的微生物腐蝕,,使鋼鐵的腐蝕增大,,其典型特征是外貌呈沾污的黑色糊。一些研究結(jié)果表明,,在SRB大量繁殖的海泥中,,鋼鐵的腐蝕速度要比無(wú)菌海泥中高出數(shù)倍到10多倍,,甚至還要高出海水中2~3倍。
如同潮差區(qū)和全浸區(qū)一樣,,在全浸區(qū)和海泥區(qū)之間也會(huì)因?yàn)檠醯臐舛炔灰粯佣斐蓾獠铍姵?。泥線以下因?yàn)橄鄬?duì)缺氧而成為陽(yáng)極,加重腐蝕,。
2. 大氣腐蝕的特征
鋼在大氣中的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,,其機(jī)理是微電池效應(yīng)。雨水及塵埃形成電解液,,滲碳體為一電極,,鐵素體為另一電極,它的電極電位低,,被分解從而產(chǎn)生腐蝕,。
3. 大氣腐蝕的定義
由于材料表面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而引起的材料的破壞或變質(zhì)稱為材料的腐蝕。腐蝕的分類方法很多,,以下是兩種常見的分類方法,。
1.1 按腐蝕機(jī)理分類
(1)化學(xué)腐蝕金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的破壞,其特點(diǎn)是在作用過(guò)程中沒(méi)有電流產(chǎn)生,。金屬在干燥氣體中的腐蝕,,金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕都屬于化學(xué)腐蝕。
(2)電化學(xué)腐蝕金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞,。其特點(diǎn)是介質(zhì)中有能導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液存在,,腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生。這類腐蝕最普遍,,包括:大氣腐蝕,、土壤腐蝕、海水腐蝕,、電解質(zhì)溶液腐蝕和熔融鹽腐蝕
4. 大氣腐蝕是如何分類的
全面腐蝕是最常見的腐蝕形態(tài),,其特征是腐蝕分布于金屬的整個(gè)表面,使金屬整體減薄,。發(fā)生全面腐蝕的條件是:腐蝕介質(zhì)能夠均勻地抵達(dá)金屬表面的各部位,,而且金屬的成分和組織比較均勻。例如碳鋼或鋅板在稀硫酸中的溶解,,以及某些材料在大氣中的腐蝕都是典型的全面腐蝕,。
5. 大氣腐蝕的特點(diǎn)有哪些方面
大氣污染指的是包括各種氣體、液態(tài)和固態(tài)質(zhì)量在內(nèi)的污染物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間在大氣中積累,,對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生危害的現(xiàn)象,。大氣污染的危害主要包括以下幾方面:1. 對(duì)人類健康的影響:空氣中的有毒有害氣體和顆粒物質(zhì)對(duì)人的身體健康帶來(lái)很大的威脅,包括呼吸系統(tǒng)疾病,、心腦血管疾病和癌癥等,。
2. 對(duì)環(huán)境的影響:大氣污染還會(huì)帶來(lái)酸雨,、臭氧層破壞、氣候變化等一系列環(huán)境問(wèn)題,,如破壞生態(tài)平衡,,使植物生長(zhǎng)不良。
3. 對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響:空氣質(zhì)量差會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失,,如勞動(dòng)力減少,、醫(yī)療費(fèi)用增加等。
防治措施包括以下幾點(diǎn):
1. 減少排放污染物:通過(guò)控制工廠,、機(jī)動(dòng)車,、家庭和農(nóng)村生產(chǎn)等領(lǐng)域的污染物排放,提高汽車的排放標(biāo)準(zhǔn),,使用清潔能源等方式,,減少大氣污染物的排放。
2. 發(fā)展清潔能源:逐步替換傳統(tǒng)能源,,如使用太陽(yáng)能,、風(fēng)能、水能等清潔能源,。
3. 促進(jìn)環(huán)保意識(shí)的培育:加強(qiáng)宣傳,,讓公眾更加了解大氣污染的危害,提高公眾的環(huán)保意識(shí),,從而自覺地減少各種污染物的排放,,形成共同的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。
4. 強(qiáng)化環(huán)保法律法規(guī):加強(qiáng)對(duì)污染企業(yè)的執(zhí)法力度,,嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保法律,,加大對(duì)環(huán)境污染和違反污染法規(guī)行為的懲罰力度。
6. 大氣腐蝕屬于什么腐蝕
大氣溫度及變化是影響大氣腐蝕的重要因素,。因?yàn)樗绊懡饘俦砻嫠魵獾哪?,水膜中各種腐蝕氣體和鹽類的溶解度、水膜的電阻,,腐蝕電解池中陰,、陽(yáng)極過(guò)程的反應(yīng)速度。
溫度的影響應(yīng)與大氣相對(duì)濕度綜合起來(lái)考慮,。當(dāng)相對(duì)濕度低于金屬臨界相對(duì)濕度時(shí),溫度對(duì)大氣腐蝕的影響很小,,無(wú)論氣溫多高,,在干燥環(huán)境下金屬腐蝕輕微。但當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到金屬臨界相對(duì)濕度時(shí),,溫度的影響就十分明顯,。
按一般化學(xué)反應(yīng),,溫度每升高10℃,反應(yīng)速度升高2倍,。
7. 大氣腐蝕的過(guò)程和機(jī)理
眾所周知,,海洋大氣腐蝕是材料與它所處的海洋大氣環(huán)境之間,通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞,,它涉及氣,、液、固三相及其相界面,,是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界各國(guó)每年因大氣腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的1.5%~3%,。此外,,大氣腐蝕本身以及由大氣腐蝕引發(fā)的事故還會(huì)污染人類生存環(huán)境。由此可見大氣腐蝕破壞的嚴(yán)重性,。海洋大氣環(huán)境由于具有高濕,、高鹽霧、高日照輻射強(qiáng)度等特點(diǎn),,導(dǎo)致金屬材料在這種環(huán)境中的腐蝕破壞非常嚴(yán)重,。
2
光照輻射對(duì)金屬海洋大氣腐蝕過(guò)程的影響主要是通過(guò)具有半導(dǎo)體性質(zhì)腐蝕產(chǎn)物的光電化學(xué)效應(yīng)來(lái)進(jìn)行的。從原理上講,,當(dāng)具有半導(dǎo)體性質(zhì)的腐蝕產(chǎn)物在受到能量高于其禁帶寬度的光照輻射后,,價(jià)帶中的電子將被激發(fā)到導(dǎo)帶上產(chǎn)生光生電子和空穴對(duì),這些光生電子和空穴會(huì)直接參與并影響基底金屬的海洋大氣腐蝕過(guò)程,,從而導(dǎo)致暴露在海洋大氣環(huán)境下的金屬材料的腐蝕過(guò)程變得非常復(fù)雜,,也出現(xiàn)了很多無(wú)法用現(xiàn)有的腐蝕理論來(lái)解釋的異常海洋大氣腐蝕現(xiàn)象,特別是在南海海域出現(xiàn)的異常嚴(yán)重的金屬材料海洋大氣腐蝕問(wèn)題