铝合金在流动海水中的腐蚀行为

金属材料在海洋环境中腐蚀与防护海洋环境中的金属材料腐蚀问题已经成为了一个被广泛关注的话题。

根据统计数据，全球约有60%至70%的金属材料都是在海洋环境中使用，而海洋环境中的腐蚀问题也是最为严重的，因此研究海洋环境中金属材料的腐蚀与防护具有重要的实际意义。

一、金属材料在海洋环境中的腐蚀原因海洋环境中的金属材料腐蚀主要是由于海水中存在着各种金属所能接触到的腐蚀性物质，例如氧化物、盐类、溶氧等。

海水中的氧气能与金属发生氧化反应，形成氧化层，从而促进了金属的腐蚀。

同时，海水中的盐类和其他杂质也容易形成腐蚀性电解质，导致金属的电化学腐蚀。

此外，海洋环境还存在着金属间的微生物腐蚀、海水中的微生物、有机物等引起的微生物腐蚀等，这些都加剧了金属材料在海洋环境中的腐蚀问题。

二、海洋环境中金属材料腐蚀的危害海洋环境中的金属材料腐蚀问题不仅会使金属材料的寿命缩短，还会对海洋环境和人类生命健康造成严重的危害。

首先，海洋环境中的金属材料腐蚀问题导致海洋环境中的重金属和污染物质的释放，对海洋生物的生态健康造成了很大的影响。

此外，腐蚀材料会导致海洋设施的安全性下降，给海上油气勘探和钻井等作业带来了安全隐患，甚至可能导致环境灾难的发生。

三、海洋环境中金属材料腐蚀的防护措施针对海洋环境中的金属材料腐蚀问题，人们采取了多种有效的防护措施，主要包括物理防护、电化学防护和涂层防护。

1.物理防护物理防护是利用特殊的材料、形状或者摆设等来降低海洋环境对金属材料的腐蚀率。

例如，在海洋环境中经常使用的海洋设施的材料就要具有较高的抗腐蚀性能，以减少或者避免腐蚀的发生。

而在海洋设施的设计中，需要合理布局和优化设计的方式，例如采用加厚、缩小或者更改部件的材质等，来防止海水的直接暴露，减少金属的氧化和腐蚀的发生。

2.电化学防护电化学防护是利用电学反应对金属材料进行防护。

常见的电化学防护方式有如下几种：各种阳极保护、复合保护、形成保护膜等。

例如，通过阳极保护，将金属材料上方设置一个电位更负的金属或者合金，被保护的金属就成为阳极，腐蚀反应就可以减缓，从而防止金属的腐蚀。

铝船腐蚀防控原理与技术1. 引言1.1 研究背景铝合金是一种常用于船舶制造的材料，由于其轻质、耐腐蚀和良好的可塑性等特点，在船舶领域得到广泛应用。

铝合金船舶在海洋环境中容易受到腐蚀的影响，特别是海水中的氯离子对铝合金有着很强的腐蚀作用，会导致船体表面产生氧化、脱落等问题，影响船舶的使用寿命和安全性。

为了解决铝合金船舶腐蚀问题，研究人员对铝船腐蚀防控原理与技术进行了深入探讨。

通过研究铝船腐蚀的机理和影响因素，可以有效制定相应的防腐措施，提高船舶的抗腐蚀能力和使用寿命。

研究铝船腐蚀防控技术具有重要的理论和实践意义，可以为铝合金船舶的安全运行提供技术支持和保障。

【研究背景】的存在，为本文的开展提供了必要的理论基础和实践指导。

1.2 研究目的本文旨在探讨铝船腐蚀防控原理与技术，通过对铝船腐蚀的原理进行深入分析，探讨有效的防控技术，以期为铝船的使用和保养提供科学依据。

具体目的如下：1. 研究铝船腐蚀原理：通过分析铝船在海洋环境中发生腐蚀的机理，揭示其腐蚀规律及影响因素，为后续的防控技术提供理论基础。

2. 探讨铝船腐蚀防控技术：总结目前常见的铝船腐蚀防控技术，包括电化学保护技术、涂层保护技术和合金改性技术，分析它们的优缺点及适用范围，为铝船腐蚀防控提供技术支持。

3. 展望未来研究方向：通过总结目前的研究成果，指出铝船腐蚀防控领域存在的问题和挑战，为未来的研究工作提供参考和方向，推动铝船腐蚀防控技术的不断提升和创新。

1.3 研究意义铝船腐蚀是船舶运输中的一个普遍问题，会严重影响船舶的使用寿命和安全性。

对铝船腐蚀的防控具有重要的研究意义。

铝船腐蚀防控的研究可以提高铝船的使用寿命，减少维护和修理成本。

随着全球船舶运输业的发展，船舶使用频率和工作强度都在不断增加，铝船腐蚀如果得不到有效控制，将严重影响船舶的正常运行和安全性，导致较高的维修和更换成本。

铝船腐蚀的研究可以提高船舶的节能减排水平。

船舶在运行过程中会产生大量的废气和废水，其中包括一定量的有害气体和废水。

海水淡化设备的材料选择及防腐在海水淡化过程中，要用到很多材料，常用的壳体、换热材料有碳钢、不锈钢、钛管、铜管、铝管。

下边就这几种材料在海水中的腐蚀做一个简单的介绍，并指出一些相应的防腐措施。

1、铸铁在海水中的腐蚀铸铁在海水中的腐蚀类型为石墨腐蚀。

即铸铁表面的铁腐蚀,留下不腐蚀的石墨和腐蚀产物,腐蚀后保持原来的外形和尺寸,但失去了重量和强度。

除去石墨和腐蚀产物,呈不均匀全面腐蚀。

灰口铸铁HT200在海水中暴露1年的腐蚀率为0.16mm/a,平均点蚀深度、最大点蚀深度分别为0.27mm、0.45mm。

灰口铸铁在海水中的腐蚀速度随暴露时间下降,HT200在海水暴露0.5年的腐蚀率为0.19mm/a,暴露1.5年的腐蚀率为0.14mm/a。

普通铸铁在海水中的腐蚀速度与碳钢接近。

碳钢在青岛小麦岛海区暴露1年的典型腐蚀率为:全浸区0.18mm/a,海洋大气区0.06mm/a。

灰口铸铁在流动海水中的腐蚀速度随海水流速的增大而增大, HT200在3m/s的海水中试验164h的腐蚀率为1.0mm/a;在7和11m/s的海水中试验40h,腐蚀率为7.82和9.33mm/a。

灰口铸铁在流速为5、10和15m/s的海水中试验30天的腐蚀率分别为1.8、2.7和3.6mm/a,它与碳钢在流动海水中的腐蚀速度接近。

(1)普通铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀速度与碳钢接近。

(2)低合金铸铁在海水中的腐蚀行为与普通铸铁的腐蚀行为相似。

CrSbCu铸铁在海水中的腐蚀比普通铸铁轻。

添加Ni、Ni-Cr、Ni-Cr-Mo、Ni-Cr-Cu、Ni-Cr-Re、Cu-Sn-Re、Cu-Cr、Cu-Al等的低合金铸铁在海水中的腐蚀速度与普通铸铁无明显差别。

加入少量Ni、Cr、Mo、Cu、Sn、Sb、Re等元素可减小铸铁海洋大气区的腐蚀速度。

(3)高镍铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀均较轻。

高镍铸铁在海水中暴露1.5年的腐蚀率大约是普通铸铁的1/3,它们在海水中暴露1.5年的最大点蚀深度小于0.20mm。

金属材料在海洋中的腐蚀与防护摘要：沿海工业发展，海洋资源的开发和利用，离不开海上基础设施的建设。

由于海洋苛刻的腐蚀环境，金属材料结构及构造物的腐蚀不可避免。

为了减少腐蚀，我们必须采取相应防护，目前阴极防护技术及海洋防蚀材料的发展，已经让金属的腐蚀得到一定的控制，并且随着技术的不断深化，海洋金属的腐蚀一定会得到更好的控制。

关键词：金属材料；海洋腐蚀环境；海洋腐蚀类型；阴极保护技术；海洋防蚀材料腐蚀是金属与其所处的环境之间的化学或电化学相互作用，受材料特性和环境特性所支配，其结果，改变了金属的性质。

一般设施的建设都要经过设计阶段，其中防腐蚀设计是保证工程设施使用寿命的重要步骤。

沿海工业建设，海洋资源开发和海洋经济的发展离不开海洋腐蚀研究。

下面介绍一下各种不同的还有腐蚀环境和影响腐蚀的因素以及腐蚀类型。

海洋腐蚀环境——海水含盐量一般在3%左右，是天然的强电解质。

大多数常用的金属结构材料受海水或海洋大气的腐蚀并且材料的耐腐蚀性能随暴露条件的不同而发生很大的变化。

为方便起见，通常将海洋腐蚀环境分为5个区带：海洋大气区，海洋飞溅区，海水潮差区，海水全浸区以及海底泥土区。

各区环境条件及腐蚀行为见下表：图1-1——环境的分类图1-2反映了海洋环境条件及腐蚀行为的情况海洋大气区----海洋大气环境的腐蚀性，随温度的升高而加强。

温度越搞腐蚀性越强。

海洋大气的腐蚀往往受多种因素的影响，是各种不同因素相互作用引起的，包括水分的影响，尘埃的影响，二氧化硫的影响及盐粒的影响等。

1．水分的影响---对大气腐蚀产生重要影响的是表面水分的含量，它直接影响到金属的腐蚀速度和腐蚀机理。

根据实验结果，钢、铜、锌等金属在相对湿度50%~70%以下的空气中腐蚀轻微。

金属表面所覆盖水膜的厚度和腐蚀度之间的关系如下图示。

在Ⅰ区域中，水分子层或不完整的单分子层，腐蚀反应基本是氧化反应，常温下腐蚀速度很低；在Ⅱ区的水分子尽管用肉眼看不见，但其厚度有数10个水分子层甚至100个水分子层，次部分发生金属在水溶液中的电化学腐蚀，一般大气中的腐蚀是在该状态中发生的，随着水膜层厚度的增加腐蚀速度变大；在Ⅲ区水分子的存在可以用肉眼看见，水分子层厚度1微米以上存在的金属表面腐蚀，由于通过水层氧的扩散量所控制，所以腐蚀速度变低，在Ⅳ区域内与浸渍在水溶液中金属的腐蚀相类似。

铝合金在海洋微生物SRB作用下的腐蚀行为陈海燕;李霞;张雪云;曾键波;陈丕茂;余景【摘要】采用电子扫描电镜(SEM)观察铝合金表面附着的细菌显微形貌，利用分光光度法和微生物平板计数法研究SRB细菌的生长规律，运用电化学工作站测试6063铝合金在海洋微生物SRB作用下的开路电位、阳极极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)的变化规律，采用间歇式培养细菌方式进行自然腐蚀，研究铝合金的腐蚀率和微生物腐蚀后的形貌特征。

结果表明：与无菌介质条件相比，海洋微生物在SRB 作用下的铝合金开路电位负移，钝化性能变差，使得铝合金腐蚀率变大，腐蚀形式以点蚀为主；铝合金表面附着的海洋微生物以球状细菌为主；在海洋微生物SRB 作用下，铝合金的交流阻抗模值减小，降低了铝合金的极化电阻和表面膜的电阻，从而加速了铝合金的腐蚀进程。

%The microstructure of the bacteria that attached on the aluminum alloy surface was observed by scanning electron microscopy (SEM). The growth regularity of the SRB bacteria was measured by spectrophotometry and microbial plate count methods. The open-circuit potential, polarization curves and electrochemical impedance spectroscope (EIS) of aluminum alloy 6063 under the marine microbes SRB were studied by adopting electrochemical workstation. By using natural corrosion test, the corrosion rate and corrosion morphology of the alloy immersed in intermittent culture bacteria were analyzed. The results show that, compared with the sterile medium conditions the open-circuit potentials of the alloy shift negatively and the passivation performance worsen under the marine microbe SRB, which leads to larger corrosion tendency, higher corrosion rate, and pitting corrosion form. The marinemicrobes attached to the aluminum are mainly spherical bacteria. The AC impedance modulus of aluminum decreases under marine microbe SRB, thus, reducing the polarization resistance of aluminum alloy and resistance of surface film, and accelerating the process of corrosion of aluminum.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P1080-1085)【关键词】铝合金;微生物腐蚀;电化学阻抗谱;咸淡水【作者】陈海燕;李霞;张雪云;曾键波;陈丕茂;余景【作者单位】广东工业大学材料与能源学院，广州 510006;广东石油化工学院化工与环境工程学院，茂名 525000;广东工业大学材料与能源学院，广州 510006;广东工业大学材料与能源学院，广州 510006;中国水产科学研究院南海水产研究所，广州 510300;中国水产科学研究院南海水产研究所，广州 510300【正文语种】中文【中图分类】TG174.36063铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性能好、加工成型容易等诸多优点，可制成各种截面的管材、型材和板材等，广泛应用于海洋工程结构部件，如船舶的上层建筑，游艇或快艇的艇身底部，鱼雷水缸、鱼雷壳体等[1−2]。

铝合金在船舶与海洋工程中的应用浅谈摘要：在我国海洋工程建设的过程中对于金属的使用范围是十分广泛的，特别是铝合金，铝合金常被应用于船舶的制造过程中去，铝合金是一种质量较好的合金材料，并且具有很强的导电性以及耐腐蚀的性质，同时这种合金它的质量很轻，应用于海洋工程的船舶制造上可以最大限度的减少船体的重量，船舶的重量被减轻了在船舶行驶的过程中可以极大程度的降低油的损耗量，同时也实现了航海速度上的提升。

铝合金之所以能被广泛的应用到海洋建设工程中去，主要是因为它本身所具有的物理性质以及价格低廉的特点，铝合金的物理性质适用于各类精细的船舶制造，并且成效十分显著。

关键词：铝合金；船舶工程；海洋工程随着我国现代化水平的发展和进步，我国海洋工程的船舶事业得以迅速发展起来，并且铝合金材料在实际的航海应用过程中也起到了最为关键性的作用。

海洋工程建设的过程中船舶制造的质量将直接的影响到整个航海事业的发展进程，同时在材料的选择问题上需要多方的分析和研究，以满足现阶段的航海事业的发展需求。

航海工程在材料的选择上需要将腐蚀性以及物理性考虑在其中，进而使船舶的质量得以保证，同时也使船舶的行驶速度得有提升。

铝合金材料本着自身的独特性质被航海以及航空事业广泛的应用起来，同时也推动了航空航天事业的发展进程。

铝合金在应用于船舶制造的过程中具有减轻重量、提高船速以及增加稳定性等特点，因此在船舶的制造上仍有着较大的发展空间。

一、船舶制造上以及航海工程中所使用的铝合金分析在海洋工程建设的过程中对于船舶的建设最为普遍，在船舶制造的过程中需要严格的对所使用的材料进行筛选，铝合金是船舶制造的过程中最为常见的材料，但是在船舶制造的使用上需要选取其中最为突出的耐腐蚀性、可塑性以及可焊性等并且要求具有较大的强度。

经过多年的航海船舶的制造经验可以得以铝镁系的混合型合金在海洋船舶制造的过程中最为常见，其主要原因是铝镁锌与铝镁硅系合金经过焊接后其强度以及它的耐腐蚀性质都会明显的降低，用于船体的外部焊接材料难以满足对于船体质量的要求，但是使用铝镁系合金可以弥补这方面的不足。

铝质高速船常见腐蚀现象及防腐应对措施作者：陶荣斌喻雄飞黎理胜来源：《广东造船》2016年第01期摘要：本文对铝质高速船的腐蚀现象进行分析和采取相应的防腐措施。

关键词：铝质高速船；腐蚀现象；防腐措施中图分类号：U671.71 文献标识码：AAbstract：This paper describes the aluminum high-speed ship’s corrosion phenomena and anti-corrosion measures.Key words： Aluminum high-speed ship；Corrosion phenomena；Anti-corrosion1 前言铝合金由于质轻、有一定强度和耐蚀性，并有良好的可焊接性，在高速船上得到了十分广泛的应用。

虽然与钢材相比价格较贵、建造成本较高，但是在达到同等强度和满足船舶使用的条件下，作为船体结构来说，铝合金的重量是钢结构的50%左右，而耐蚀性要比钢材好一个数量级以上。

在民用船舶方面，澳大利亚、荷兰、芬兰等国的双体铝壳快艇研制和应用已经比较成熟，目前已形成了一系列铝合金快艇[1]。

然而，结构铝合金作为船体结构材料、设备材料和上层建筑材料，将受到海水的直接腐蚀和海洋大气的腐蚀。

接触海水的结构铝合金，将面临腐蚀性很强的海水介质的直接腐蚀。

在海水中主要的腐蚀形式为局部腐蚀，具体又可分为点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥落腐蚀以及腐蚀和局部应力共同作用引起的腐蚀疲劳。

铝合金的局部腐蚀导致其使用寿命降低[2]。

结构铝合金在海洋大气中的点蚀也比较严重；在飞溅带则易发生缝隙腐蚀，缝隙腐蚀比点蚀严重。

海水中的点蚀有一定随机性，缝隙腐蚀则是铝合金在海水中常见的腐蚀形式[3]。

2 铝质高速船常见腐蚀现象1）在船体外板焊接处、内板焊接的热变形区域及喷水流道格栅普遍存在较明显的腐蚀。

2）栏杆柱、系缆桩等舾装件与船体的连接、船侧护舷铝型材与船体之间的焊接焊缝区等均有明显的腐蚀。

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在铝合金牺牲阳极的工作性能中海水盐度对其的影响不容
小觑
在河口入海处，大量淡水的注入使海水盐度发生很大变化，这对进行防腐保护使用的铝合金牺牲阳极的电化学性能必然带来一定的影响。

海水盐度在30-10的范围内变化时对铝合金牺牲阳极的电化学性能无明显影响;当海水盐度降至5后，对阳极的开路电位、闭路电位及电流效率等产生明显影响，使性能指标低于国标要求的范围。

在海洋环境中，有许多的金属构件经常处于海水盐度不断变化的状态下。

金属在这种苛刻的环境中，腐蚀极为严重。

而现在国家对有关这种工作条件下的金属腐蚀行为的研究报道甚少，大部分都是侧重为被保护物表面的电化学过程，对牺牲阳极在这种海水盐度不断变化环境下的电化学行为研究的还不多。

由于牺牲阳极的电化学行为直接影响到对金属的阴极保护效果的好坏，因此探究牺牲阳极在介质盐度变化环境下的腐蚀行为是非常必要的。

对牺牲阳极在海水盐度不同条件下的电化学性能进行了研究，并对阴极保护表面附着物进行分析。

随着盐度的增加，铝合金牺牲阳极的工作电位逐渐负移，发出电流的能力逐渐增大，阳极活性逐渐增强，电流效率明显升高，牺牲阳
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极阴极保护性能较大。

在海水盐度循环的条件下，牺牲阳极的电流效率比海水盐度恒定的电流效率小。

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铝合金船舶的腐蚀及防腐工艺摘要：船舶铝合金是对各种类型的腐蚀金属材料,如化学环境,海水,大气,磨损和腐蚀。

因此,加强铝合金船舶的防腐蚀已成为造船业的重要组成部分。

本文简要介绍了铝合金船舶的腐蚀现状,分析了铝合金船舶防腐技术的现状,并概述了铝合金船舶未来的防腐技术。

关键词：铝合金船舶；腐蚀防护技术铝合金具有比重低、比强度高、耐海水腐蚀性好、无磁性、温度性能低等优点。

在造船业中,它越来越被认为是一种建筑材料。

使用铝合金作为船体材料,可以有效地减轻船舶重量,提高稳定性和速度,提高船舶的技术和战术性能。

铝和铝合金具有高活性化学性质,但它们的耐腐蚀性比钢好得多,因为它们可以与氧形成致密的被动氧化膜。

在船舶上使用时,铝合金或多或少地与海水接触,或暴露在海水飞沫和大气侵袭,导致一定程度的腐蚀。

铝合金的腐蚀是一个复杂的过程,取决于合金的环境和特性。

一、铝合金船舶的腐蚀情况对海洋环境的要求更高,对铝合金防腐蚀的要求更高。

在船舶中,各种部件暴露于不同的腐蚀环境中,船底主要受到海水浸没和水生生物粘附引起的自然腐蚀的影响。

水管上部主要受盐雾腐蚀和大气老化影响。

目前铝合金船的主要腐蚀条件如下:(1)船体腐蚀一般采用铝阳极牺牲涂料。

(2)空舱主要由裸铝制成,无保护涂层结构。

在检查了几艘船的空舱后,发现了广泛的腐蚀。

更明显的腐蚀通常发生在空舱地板与船壳板之间的接上。

(3)铝合金海水管对电偶腐蚀性。

(4)对某型艇进行专门的综合检查,发现更多艇艉板法兰明显的腐蚀现象,有些部件严重腐蚀甚至穿孔。

二、铝合金船舶的防腐1.防腐涂料。

广泛应用于船体及上部结构的防腐,其防腐效果取决于涂料、涂刷质量、施工环境等诸多因素。

在涂刷之前,通常在涂刷之前进行空泡实验。

防腐涂料必须得到船级社的批准。

涂料不应含有惰性金属,如铜,铅或导电材料,如石墨,以防止电化学腐蚀或其他类型的铝合金腐蚀。

在施工过程中应注意以下几点:(1)喷涂应采用真空喷涂,喷涂工艺可用于小面积的涂装和涂刷;(2)涂覆前应对涂覆表面进行适当的清洁,特别是焊缝和侧角,以避免表面粉尘等污染物;（3）涂覆时,相对湿度应低于85%,环境温度应高于5℃,涂覆表面温度应高于露点温度3℃,以免水蒸气凝结在地面上,造成白化、起泡、剥落;(4)在正常情况下,两道涂层之间的间距没有限制(除乙烯环氧漆外),但如果前道涂层是阳光或其他原因造成粉化,则应通过打磨、拉毛等措施对表面进行清洁,以去除涂层表面,提高结合强度。