1. 大氣腐蝕的特點有哪些
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,。其主要特點是海水中氯離子含量很大,,因此大多數(shù)金屬在海水中陽極極化阻滯很小,,腐蝕速度相當高,;海浪,、飛濺,流速等這些利于供氧的環(huán)境條件,,都會促進氧的陰極去極化反應,,促進金屬的腐蝕。海水導電率很大,,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,,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,,并實現(xiàn)電聯(lián)結(jié),,就可能發(fā)生電偶腐蝕。
對于處于海水環(huán)境中的橋梁結(jié)構(gòu)來說,,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的位置。在這個部位,,金屬材料表面連續(xù)不斷地被海水濕潤,,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,腐蝕在這個部位最為嚴重,。當很高的風速和海流速造成強烈的海水運動時,,海水的沖擊會在飛濺區(qū)成磨耗-腐蝕聯(lián)合作用的破壞。同時強烈的海水沖擊不斷地破壞腐蝕產(chǎn)物和保護涂層,增加了飛濺區(qū)的腐蝕,。
不同海區(qū)飛濺區(qū)的腐蝕主要于風浪和溫度,。飛濺區(qū)金屬表面溫度更接近于氣溫。風浪大的熱帶海域鋼鐵在飛濺區(qū)的腐蝕最為嚴重,。
(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)的氧擴散沒有飛濺區(qū)那樣快,,也無強烈的海水沖擊,。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,腐蝕減輕,。低潮位以下全浸區(qū)因供氧相對較少成為陽極,,使腐蝕加速,。在工程設(shè)計上,,有時把潮差區(qū)并入飛濺區(qū)一起考慮,并不是因為兩段間的腐蝕是一樣的,,而是從施工、維護和陰極保護方面加綜合考慮,,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),,二者并無確切的深度界限,,一般所說的淺海區(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,,海洋生物會粘附在金屬材料上,。一般來說,20m水深以內(nèi)的海水較深層海水具有更強的腐蝕性,。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植物和微生物,它們的生命活動會改變金屬-海水界面的狀態(tài)和介質(zhì)性質(zhì),,對腐蝕產(chǎn)生不可忽視的影響,。海生物的附著會引起附著層內(nèi)外的氧濃差電池腐蝕,。某些海生物的生長會破壞金屬表面的涂料等保護層,。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,,會促進厭氧的硫酸鹽還原菌的繁殖,,引起嚴重的微生物腐蝕,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)之間也會因為氧的濃度不一樣而造成濃差電池。泥線以下因為相對缺氧而成為陽極,,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腐蝕,,其機理是微電池效應。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)生化學或電化學反應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 按腐蝕機理分類
(1)化學腐蝕金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學作用而引起的破壞,,其特點是在作用過程中沒有電流產(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腐蝕,。
(2)電化學腐蝕金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生電化學作用而引起的破壞,。其特點是介質(zhì)中有能導電的電解質(zhì)溶液存在,,腐蝕過程中有電流產(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)長時間在大氣中積累,,對人類健康和環(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. 對人類健康的影響:空氣中的有毒有害氣體和顆粒物質(zhì)對人的身體健康帶來很大的威脅,,包括呼吸系統(tǒng)疾病,、心腦血管疾病和癌癥等,。
2. 對環(huán)境的影響:大氣污染還會帶來酸雨,、臭氧層破壞、氣候變化等一系列環(huán)境問題,如破壞生態(tài)平衡,,使植物生長不良。
3. 對經(jīng)濟的影響:空氣質(zhì)量差會造成經(jīng)濟損失,,如勞動力減少、醫(yī)療費用增加等,。
防治措施包括以下幾點:
1. 減少排放污染物:通過控制工廠,、機動車、家庭和農(nóng)村生產(chǎn)等領(lǐng)域的污染物排放,,提高汽車的排放標準,,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,,如使用太陽能、風能,、水能等清潔能源,。
3. 促進環(huán)保意識的培育:加強宣傳,讓公眾更加了解大氣污染的危害,,提高公眾的環(huán)保意識,,從而自覺地減少各種污染物的排放,形成共同的環(huán)境保護意識,。
4. 強化環(huán)保法律法規(guī):加強對污染企業(yè)的執(zhí)法力度,,嚴格執(zhí)行環(huán)保法律,加大對環(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,。因為它影響金屬表面水蒸氣的凝聚,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,、陽極過程的反應速度。
溫度的影響應與大氣相對濕度綜合起來考慮,。當相對濕度低于金屬臨界相對濕度時,,溫度對大氣腐蝕的影響很小,無論氣溫多高,,在干燥環(huán)境下金屬腐蝕輕微,。但當相對濕度達到金屬臨界相對濕度時,溫度的影響就十分明顯,。
按一般化學反應,,溫度每升高10℃,反應速度升高2倍,。
7. 大氣腐蝕的過程和機理
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,通過化學或電化學作用而引起的破壞,,它涉及氣,、液、固三相及其相界面,,是一個非常復雜的過程,。據(jù)統(tǒng)計,世界各國每年因大氣腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約占國民生產(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)的事故還會污染人類生存環(huán)境。由此可見大氣腐蝕破壞的嚴重性,。海洋大氣環(huán)境由于具有高濕,、高鹽霧、高日照輻射強度等特點,,導致金屬材料在這種環(huán)境中的腐蝕破壞非常嚴重,。
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光照輻射對金屬海洋大氣腐蝕過程的影響主要是通過具有半導體性質(zhì)腐蝕產(chǎn)物的光電化學效應來進行的。從原理上講,,當具有半導體性質(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,,價帶中的電子將被激發(fā)到導帶上產(chǎn)生光生電子和空穴對,這些光生電子和空穴會直接參與并影響基底金屬的海洋大氣腐蝕過程,,從而導致暴露在海洋大氣環(huán)境下的金屬材料的腐蝕過程變得非常復雜,,也出現(xiàn)了很多無法用現(xiàn)有的腐蝕理論來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)的異常嚴重的金屬材料海洋大氣腐蝕問題