1. 海洋環(huán)境腐蝕陰極保護的經(jīng)濟性

陽極材料按用途主要分為三類：1.鋁合金犧牲陽極：多用于海洋或容器（儲罐）內(nèi)陰極保護2.鋅合金犧牲陽極：多用于土壤環(huán)境,應用條件土壤電阻率≤15Ω·m3.鎂合金犧牲陽極：多用于土壤環(huán)境,應用條件土壤電阻率≥15Ω·m工程中常用的犧牲陽極材料主要有鎂和鎂合金,、鋅和鋅合金、鋁合金三大類,。在個別工程項目中,，由于情況特殊而采用了鐵陽極或錳陽極作為犧牲陽極進行陰極保護,。鎂基犧牲陽極因具有很負的開路電位和很大的驅(qū)動電壓等性能而廣泛的應用于土壤、海水,、海泥及工業(yè)水中對金屬結構物進行陰極保護,。但它的電流效率低，是一大缺點,。鋅基犧牲陽極的開路電位不如鎂基陽極那么負,，驅(qū)動電壓不大，但它仍能在低電阻率土壤,、海水,、海泥環(huán)境中廣泛用于犧牲陽極保護,。鋁基犧牲陽極的開路電位比鋅基陽極略負，它的理論電容量遠高于鋅基和鎂基陽極,，具有獨特的性能,。但是它是易于鈍化的金屬材料，在其表面容易產(chǎn)生致密,、附著性好的連續(xù)氧化膜,，甚至產(chǎn)生一層高電阻硬殼，阻礙金屬的活化溶解,。目前鋁基陽極廣泛應用于海水中保護船舶,、平臺、碼頭等海洋結構物,，在海泥（海底管道）,、鹽水系統(tǒng)也獲得了成功的應用,，但尚不能應用于土壤環(huán)境中,。鎂是典型的輕金屬，原子序數(shù)12,，相對原子質(zhì)量24.31,，密度1.74g/cm，化合價2,，熔點651℃.鎂的標準電極電位-2.37（SHE）,。鎂的特點是：密度小具有較高的化學活潑性；電極電位很負,；極化率低,；驅(qū)動電位大，對鐵的驅(qū)動電位可達0.6V以上,；理論電容量大,。在鎂陽極表面不易形成屏蔽性保護膜。鎂和鎂合金系列犧牲陽極,，電流效率很低一般只有50%左右,。在鎂表面易形成較為強烈的腐蝕原電池作用，導致自溶解速率較大,。此外,，這種材料如遇碰撞易產(chǎn)生火花等特點，也限制了它在高安全區(qū)性能區(qū)域的應用,，例如：油輪,、敏感的易燃易爆區(qū)等特定場所。鋅是一種普通的重金屬,，原子序數(shù)30,，相對原子質(zhì)量65.37,，密度7.14g/cm，化合價2,，熔點420℃,。鋅的標準電極電位為-0.76V（SHE），高純鋅在海水中的穩(wěn)定電位為-0.82V（SHE）,。這是一種較活潑的金屬,，相對于鋼鐵及常用的金屬結構材料而言是負電性的。鋅陽極在高電阻的土壤中或淡水中不太適用,，通常多用于海水,，、某些化學介質(zhì)和低電阻率的土壤或灘涂地,。鋅和鋅合金陽極理論發(fā)電量較小,，但它作為犧牲陽極的電流效率是很高的，在海水中可達95%,，在土壤中也可達到65%以上,。鋁也是一種典型的輕金屬，原子序數(shù)13,，相對原子質(zhì)量26.98,，密度2.7g/cm，熔點660℃,。鋁的標準電極電位為-1.66V（SHE）,，海水中的穩(wěn)定電位約為－0.53（SHE）。鋁的理論電容量為2970A·h/kg,，是鋅的3.6倍,，鎂的1.35倍。鋁的原料易得,，制作工藝較簡單價格低廉,，是發(fā)展犧牲陽極的良好材料。

2. 海洋腐蝕環(huán)境的分類

第一部分包括腐蝕分類,、電化學腐蝕熱力學,、電化學腐蝕動力學、電化學測量技術,；

第二部分是防護技術,，包括常用耐蝕材料及其在海洋環(huán)境中的耐蝕性、表面處理與涂層技術,、緩蝕劑,、電化學保護和海洋生物污損與防污技術；

第三部分包括腐蝕試驗方法,，腐蝕檢測,、監(jiān)測與評價等,。

3. 海洋腐蝕的危害

船舶長期處于海洋環(huán)境中，腐蝕極為嚴重,，而腐蝕速度與海水的流運速度,、氣泡、溫度,、沖擊性以及海水所含微生物等因素都有極為密切的關系,。船體在海水呂的腐蝕主要有電化學腐蝕、機械作用腐蝕,、生物腐蝕和化學腐蝕幾種,，其中最主要的是電化學腐蝕，即在腐蝕過程中有微電流產(chǎn)生,。

發(fā)生在船體鋼結構上的電化學腐蝕

1.氧的濃差電池作用

由于氧有奪取電子的能力,，且水面的氧較水下的氧多，故近水面部分的金屬得到電子成為陰極,，而水中部分的金屬失去電子成為陽極而發(fā)生腐蝕,。腐蝕發(fā)生后，縫隙或缺口處的氧多,，而底部氧少,，從而底部繼續(xù)腐蝕,，最后成為銹坑或銹穿,。

2.兩種不同金屬或鋼種的腐蝕

在海水中，兩種不同成分的金屬接觸時,，電勢較低的金屬成為陽極發(fā)生腐蝕,，例如鉚釘和焊縫處容易銹蝕，原因即在于此,。

3.氧化皮引起的腐蝕

由于氧化皮的電極電位比鋼鐵約高0.26V,，所以成為陰極，而鋼鐵本身成為陽極發(fā)生腐蝕,。

4.涂膜下的腐蝕

由于實際上涂膜表面有微孔存在,，所以海水仍可緩慢穿過涂膜產(chǎn)生電化學腐蝕。此時,，含涂膜的部分成為陰極,，不含涂膜的部分成為陽極而發(fā)生腐蝕，所以使涂膜鼓起破壞,。在涂膜未損環(huán)或失效時,，這一過程是緩慢的。

涂漆前未除盡的氧化皮,、銹蝕物,、污物,、水分、鹽類等,，在涂膜下加速腐蝕進程,，破壞涂膜。涂裝時漏涂等施工缺陷也會加速腐蝕進程,，從而過早破壞涂膜,。涂膜損壞后，將產(chǎn)生前述各種腐蝕,，這種腐蝕速度比未涂漆時更快,。

5.雜散電流引起的腐蝕

由于供電或電焊時，違反操作規(guī)程,，產(chǎn)生漏電,，從而使船體變成一個巨大的陽極，產(chǎn)生大規(guī)模的腐蝕,。這種腐蝕是非常驚人的,，例如，某廠建造的四艘海船,，出廠一年,，6mm的鋼板幾乎全部爛穿。

機械作用腐蝕

機械作用的腐蝕包括腐蝕作用和機械磨損,，兩者相互加速,。其中包括沖擊腐蝕，這是由于液體湍流或沖擊所造成的,；空泡腐蝕,，高速流動的液體，因不規(guī)則流動,，產(chǎn)生空泡,，形成“水錘作用”，常常破壞金屬表面的保護膜,，加速腐蝕作用,，如螺旋槳、泵軸等處易發(fā)生,；微振磨損腐蝕,，兩個緊接著的表面相互振動而引起的磨損；應力腐蝕開裂,，是在拉伸應力的腐蝕介質(zhì)作用下的金屬腐蝕破壞,，金屬內(nèi)會產(chǎn)生沿晶或穿晶的裂紋。

生物腐蝕生物腐蝕是由海洋生物在船度附著引起的,，這種腐蝕包括化學腐蝕和電化學腐蝕兩種,。由于海洋生物在船度的附著,，破壞了漆膜，造成局部電化學腐蝕,；由于微生物的新陳代謝作用,，分泌出具有侵蝕性的產(chǎn)物如C02/NH4OH/H2S等以及其他有機酸和無機酸引起鋼板的腐蝕作用。本文編輯：進口鋁板

4. 海洋環(huán)境的腐蝕情況可分為五大區(qū)

指工業(yè)區(qū),、沿海和化工廠等污染程度或鹽霧大的地方,。

根據(jù)ISO12944-2中定義的不同等級的腐蝕環(huán)境分別是：邊遠地區(qū)、低污染的地區(qū)和有暖氣的建筑內(nèi)部等是Cl和C2環(huán)境,；中等程度的污染區(qū),，如二氧化硫含量高、濕度高的生產(chǎn)區(qū)域是C3環(huán)境,；工業(yè)區(qū),、沿海和化工廠等污染程度或鹽霧大的地方可以視作是C4環(huán)境，典型的如火力發(fā)電廠,、濱海建筑物等,；高濕度的工業(yè)區(qū)，污染特別厲害的地方可以確定為C5-Ⅰ工業(yè)腐蝕環(huán)境,，高濕度加上高鹽度就是C5-M海洋腐蝕環(huán)境,。

5. 海洋腐蝕環(huán)境理論及其應用

在ISO標準中，腐蝕環(huán)境被分為6類,，其中海洋環(huán)境的腐蝕等級最高,。受海水飛沫中含有的氯化鈉顆粒的影響，近海200米以內(nèi)的陸地環(huán)境上的腐蝕也屬于海洋腐蝕環(huán)境的范疇,。

海洋環(huán)境中的腐蝕主要有化學腐蝕,、生物腐蝕、機械作用腐蝕和電化學腐蝕,，這些腐蝕一般是同時進行的。其中,，對材料影響最大的是電化學腐蝕,。海水是良好的導電介質(zhì)，大多數(shù)金屬在海水中腐蝕速率很大,。