海洋腐蝕：大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū)是如何定義的
2022-04-27 00:25:57
hualin
海洋是比較復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，了解海洋環(huán)境的腐蝕，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的防腐蝕有著非常重要的意義。在海洋腐蝕環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)，其腐蝕區(qū)域可以分為大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū)。
大氣區(qū)指海面飛濺區(qū)以上的大氣區(qū)和沿岸大氣區(qū)。其特點(diǎn)是空氣濕度大，含鹽分多。暴露在海洋大氣中的金屬表面有細(xì)小鹽粒子的沉降。海鹽粒子吸收空氣中的水分后很容易在金屬表面形成液膜，引起腐蝕。在季節(jié)或晝夜變化氣溫達(dá)到露點(diǎn)時(shí)尤為明顯。同時(shí)塵埃、微生物在金屬表面的沉積，會(huì)增強(qiáng)環(huán)境的腐蝕性。所以海洋大氣對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕比內(nèi)陸大氣，包括鄉(xiāng)村大氣和城市大氣要嚴(yán)重得多。
海洋的風(fēng)浪條件、離海面的高度等都會(huì)影響到海洋大氣的腐蝕性。風(fēng)浪大時(shí)，大氣中水分多含鹽量髙，腐蝕性增加。據(jù)研究，離海平面7?8m處的腐蝕性最強(qiáng)，在此之上越高腐蝕性越弱。
降雨量的大小也會(huì)影響腐蝕。頻繁的降雨會(huì)沖刷掉金屬表面的沉積物，腐蝕會(huì)減輕。濕度升高使海洋大氣腐蝕加劇。一般熱帶腐蝕性最強(qiáng)，溫帶次之，兩極區(qū)最弱。
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)形成磨耗-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)的腐蝕主要取決于風(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。
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，潮差區(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。潮差區(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)方面綜合考慮，使之協(xié)調(diào)一致。
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。其中最主要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)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)黏附在金屬材料上。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。
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的土壤要高。由于氧濃度十分低，所以海泥區(qū)的腐蝕比全浸區(qū)要低。
海泥中的硫酸鹽還原菌（SRB）對(duì)腐蝕起著極其重要的作用。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，甚至髙出海水中2?3倍。
海洋環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)，不同部位的腐蝕特征和腐蝕環(huán)境見(jiàn)圖：
海上鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕環(huán)境條件
