海水环境对阴极保护电流分布影响因素的研究与应用摘要随着科学技术的迅速发展，新能源，无污染的能源逐渐迅速发展起来，我国大陆海岸线长达1.8×104km，据全国沿海普查资料，全国有近200个海湾、河口可开发潮汐能，可开发的潮汐能年总发电量达600亿kWh。
随着海洋资源的开发与利用，各种金属材料在海洋环境中得到了广泛的应用，其中钢铁由于其成本低廉，机械性能强，成为海洋工程中用途最广材料。
而钢铁材料在使用过程中最重要的问题就是腐蚀。
据统计，腐蚀的钢铁材料占钢铁总产量的1/5。
腐蚀极大缩短了设备构建物的使用年限，对海洋工业造成严重的破坏，阻碍生产发展、科技进步严重干扰国民经济的发展，由于腐蚀的存在加大了工程安全风险，严重时甚至会危及人民的生命财产安全。
因此，海洋工程中钢铁材料的防腐越来越受到人们的重视。
通过研究，人们逐渐意识到涂层技术与阴极保护技术是保护钢铁材料最重要、应用最广泛的一种技术。
本文通过分析海洋环境特点，金属在海水中腐蚀机理与类型，从当前潮汐电厂出现的腐蚀问题入手，分析了目前现有的金属保护方法，通过模拟海洋环境，采用环氧树脂涂层和牺牲阳极的阴极保护法对浸泡海水中的Q235钢进行观察，改变涂层厚度，运用动电位极化曲线法研究材料的耐蚀性。
通过对极化曲线的分析，得出测试材料的自腐蚀电位（Ecorr）与自腐蚀电流密度（icorr）。
对这两项数据进行比较分析，判断出金属材料的耐蚀性。
用小模型模仿阴极保护，通过研究海水对样品的腐蚀，分析影响阴极保护电流分布的因素，得出海水盐度越高，钢的腐蚀倾向越大；有涂层的阴极保护电流分散能力小，腐蚀电位基本保持一致，保护效果好；随着涂层厚度的增加，Ecorr负值依次逐渐变小，则抗腐蚀能力增强；在长距离的试样保护中，涂层是影响阴极保护的因素之一。
图［个数］幅；表［个数］个；参［个数］篇。
关键词：海洋环境、金属腐蚀、涂层、阴极保护分类号：Abstract［单击此处键入英文摘要，内容应当与中文摘要相同］Figure［amount］; Table［amount］; Reference ［amount］Keywords: ［单击此处键入英文关键词（自定义3-5个），内容与中文相同］Chinese books catalog:目次引言 (1)第1章［单击此处键入1级标题］ (3)1.1 ［单击此处键入2级标题］ (3)1.1.1 ［单击此处键入3级标题］ (3)1.2 ［单击此处键入2级标题］ (4)第2章［单击此处键入1级标题］ (10)2.1 ［单击此处键入2级标题］ (13)2.1.1 ［单击此处键入3级标题］ (13)第3章［单击此处键入1级标题］ (14)3.1 ［单击此处键入2级标题］ (16)3.1.1 ［单击此处键入3级标题］ (16)第4章［单击此处键入1级标题］ (18)4.1 ［单击此处键入2级标题］ (16)4.1.1 ［单击此处键入3级标题］ (16)结论 (31)参考文献 ..................................................................................... 错误！未定义书签。
附录A ［单击此处键入附录题名］ ..................................... 错误！未定义书签。
致谢 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
导师简介 ..................................................................................... 错误！未定义书签。
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引言海洋被认为是地球的资源宝库，也被称作为能量之海。
我国拥有漫长的海岸线，海洋资源极其丰富，海洋资源的综合开发利用已成为保证国民经济可持续发展的主要措施之一。
随着海洋开发事业的快速发展，港口的钢桩、栈桥，跨海大桥，采油平台，海滨电站（包括火电站、核电站及潮汐发电站），海上船舰，以及在海上和海中作业的各种机械，无不遇到海水腐蚀问题，海水对于各种材料和结构而言无疑是一个腐蚀环境，其腐蚀限制了各种技术与工程。
因此海水腐蚀问题研究越来越重要，海水环境中材料的防腐问题已成为当前急需解决的难题。
因为月球对地球的万有引力会随着时间周期的变化而变化，引发了地球上分布各处的海洋发生潮汐现象，这种引力会导致海洋水平面的升高或降低出现周期性的变换，由于升降以及海水的流动产生了相应的能量，就被叫做潮汐能。
它是非常干净的能量，可以被循环再利用，由此引发了全世界各个国家的高度关注。
海洋中的潮汐能作为成熟的技术将得到更大规模的利用。
现代潮汐能主要用在发电方面。
全世界储存的海洋潮汐能量评估约有27亿kW 左右，假如这些能量能够全部转化的话，约相当于每年1.2万亿kWh的电能；这种能量的转化需要在海湾、河口等特殊地段建造拦水大坝，囤积大量海水供附近的水力发电厂发电。
这种发电方法具有许多的长处，但是事物往往都是存在正反两方面的，从另外一个方面来看，由于发电设备的材质大都是金属或者是它的合金材料，这些物质长期浸泡在腐蚀性很强的海水里面，必然会产生较大的腐蚀与污染现象，这个客观存在的问题也就是当今海洋产业的一个重大难题；根据一些调查发现，世界各国因这个原因，蒙受了6000亿至12000亿元的经济损失，占据了该国生产总值的2%～4%[1]，美国在2002年就曾经发表过相关报道，在其以往的1998年里，就因腐蚀的问题丢掉了近2760亿美元的经济收入，相当于全国生产总值的3.1%[2]。
然而，我国的国情是海岸线长，海湾、河口多，如果按照潮汐能发电许可的基本地理条件实施建设后，可年产生600亿kWh的电量，装机总容量能够达到20GW，因此在这种大自然的恩赐下，我国逐渐建造了许多大大小小的潮汐电站，比如：有五十年代的浙江沙山、江苏浏河，八十年代的江厦潮汐试验电站等，早年的电站建设由于受到选址等原因的制约，不能高效能的发挥功能，甚至报废；80年代以后建设的电站还在运行。
曾经对2007年国内海洋经济进行统计，产值在24929 亿元左右，占全国总产值的10.11%，若腐蚀按照产值的5%比例进行计算的话，这些腐蚀的发生，就损失了1200亿元以上。
另外，除以上的经济损失之外，还时刻存在灾难性事故、环境污染加重甚至危及人身安全的隐患。
所以，要积极引用正确妥当的防腐技术，防止或者减慢腐蚀这种现象的发生。
本课题主要研究金属腐蚀发生的机理，海水环境对金属腐蚀的影响，分析了各种金属的防腐办法，其中阴极保护和涂层保护是阻止钢构建筑物在海水中腐蚀的最有效方法之一。
它是对被保护金属施加涂层，利用涂层覆盖在金属及合金材料表面，避免金属及合金与海水这种强电解质直接接触，以达到防腐的目的。
通过屏蔽性的涂层将金属面与电解质隔离，使阴阳两极之间达到物理屏蔽，施加电流的阴极保护技术是向金属结构施加一定的直流电流，使其阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀就会得到有效抑制。
通过在试验室模仿阴极保护的制定方案，观察Q235钢试样的腐蚀电位分布情况，了解盐度、涂层厚度等参数对腐蚀的影响，正确选择合适的阴极保护参数，对系统的安全性至关重要。
若阴极保护参数选择不当，则可能出现保护不足，或造成被保护金属结构的电位负于析氢电位，极有可能发生“氢脆”而使金属结构遭到破坏。
因此各种参数的选择，对系统的安全性至关重要。
在潮汐水电站发电的过程中，由于运行机组一直是在盐雾与海水中运行，再加上空气的氧化作用，这些金属制造的构件表面非常容易被氧化破坏，造成设备变形甚至失衡、失效，即便设备经常大修，也会让其使用寿命越来越短，极大地降低了发电生产的效率，埋下安全隐患，因此要针对不同的腐蚀原理，建立对应防护体系，采取有效的防护措施，是我们当今需要积极推进的工作。
第1章海洋环境金属腐蚀的特点1.1 海洋环境的腐蚀分区海水的平均盐度为3.5％，同时还存在钠离子、镁离子、钙离子等金属离子，氯离子、硫离子等非金属离子与其他杂质，因此，海水它是具有较强腐蚀性、导电性的电解质溶液，电阻小，不同的金属一旦接触，就在金属的表面形成了宏电池与微电池，必然发生均匀腐蚀、电偶腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀等现象。
当这些腐蚀严重发生时，就导致了它的机械强度等性能逐渐地丧失。
在海洋的竖直方向上，依据腐蚀的影响情况，将海洋环境划成不同特点的5个区域，它们分别是海洋大气区、海洋飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区。
1.1.1 海洋大气区海洋大气区：是指包含浪花飞溅不能到达的区域，以及沿岸大气区域，区域中含有H2O(g)、O2、N2、CO2、SO2以及悬浮在这些气体中的氯化盐、硫酸盐等物质。
与内陆大气相比，海洋大气的湿度较大，又经过毛细管、吸附、化学凝结作用，那么在金属的表面就形成了薄薄的一层水膜，当以上气体物质溶解在水膜中时，就形成了导电极强的电解质溶液，再加上金属及合金材料中含有的杂质或者其他元素有着不同的实际电位，这样就形成了许许多多的原电池，一旦被当做溶液中的阳极，就发生了被溶解现象，也就是我们通常所说的被腐蚀现象。
另外，海洋大气中的含盐粒子，容易潮解且具有较强的穿透力，因此更加催化了金属的点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀与缝隙腐蚀等形态的部分腐蚀行为。
另外，离海面的距离、温度、风速、风向、阳光照射、尘埃、污染也是产生腐蚀、影响腐蚀的相关因素。
1.1.2浪花飞溅区浪花飞溅区：是指处于平均高潮线以上，海水飞溅能够湿润的区域。
在这个区域的钢料，因为持续的受到不同海水的冲刷和浸泡，再加上与空气完全的接触，含氧量极高，外加频繁的干湿交替、日照充足以及金属表面的自身氧化、海水气泡的频繁冲击等原因，就加剧了该区域已安置设施设备被腐蚀和破坏进程。
因此这个区域是海洋环境腐蚀破坏最为严重的区域。
也导致了该区域设施设备的提前报废，因此，要在该区域积极实施有效的防控腐蚀措施，延长他们的使用年限。
1.1.3 海水潮差区海水潮差区：是指处于平均高潮位与低潮位之间的区域。
这个区域内的金属表面温度同时受到大气与水温的影响；一般类似海水温度，氧气传播与扩散较慢。
