海洋腐蝕：大氣區、飛濺區、潮差區、全浸區和海泥區是如何定義的
2022-04-27 00:25:57
hualin
海洋(yang)是比較復雜的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環境(jing)，了解海洋(yang)環境(jing)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，對于橋梁結構(gou)的(de)防腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有(you)著(zhu)非(fei)常重要的(de)意義(yi)。在海洋(yang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環境(jing)的(de)鋼結構(gou)，其腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)(qu)(qu)域可以分為大(da)氣區(qu)(qu)(qu)(qu)、飛濺(jian)區(qu)(qu)(qu)(qu)、潮(chao)差區(qu)(qu)(qu)(qu)、全浸區(qu)(qu)(qu)(qu)和海泥區(qu)(qu)(qu)(qu)。
大氣(qi)(qi)區(qu)指海面飛(fei)濺區(qu)以(yi)上的(de)(de)大氣(qi)(qi)區(qu)和沿岸大氣(qi)(qi)區(qu)。其特點是空氣(qi)(qi)濕度大，含鹽分多。暴露在海洋大氣(qi)(qi)中的(de)(de)金(jin)屬表(biao)面有細小鹽粒(li)子的(de)(de)沉(chen)降(jiang)。海鹽粒(li)子吸收空氣(qi)(qi)中的(de)(de)水分后很容(rong)易(yi)在金(jin)屬表(biao)面形成液膜，引起腐(fu)蝕。在季節(jie)或晝夜變化(hua)氣(qi)(qi)溫達到露點時(shi)尤為明顯。同(tong)時(shi)塵埃(ai)、微生物(wu)在金(jin)屬表(biao)面的(de)(de)沉(chen)積，會增強環境的(de)(de)腐(fu)蝕性。所以(yi)海洋大氣(qi)(qi)對(dui)金(jin)屬結(jie)構的(de)(de)腐(fu)蝕比內陸大氣(qi)(qi)，包(bao)括鄉(xiang)村大氣(qi)(qi)和城市大氣(qi)(qi)要嚴(yan)重(zhong)得多。
海(hai)洋的(de)風浪條件、離海(hai)面(mian)的(de)高度等(deng)都會影響到海(hai)洋大氣(qi)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)性。風浪大時(shi)，大氣(qi)中水分(fen)多含鹽量髙，腐(fu)(fu)蝕(shi)性增(zeng)加。據研究，離海(hai)平面(mian)7?8m處的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)性最強，在此(ci)之上(shang)越高腐(fu)(fu)蝕(shi)性越弱。
降雨(yu)量(liang)的(de)大小也會(hui)(hui)影響腐(fu)蝕(shi)。頻繁的(de)降雨(yu)會(hui)(hui)沖刷掉金屬表(biao)面(mian)的(de)沉積物，腐(fu)蝕(shi)會(hui)(hui)減輕。濕度升(sheng)高使海洋大氣腐(fu)蝕(shi)加劇。一般(ban)熱帶腐(fu)蝕(shi)性最(zui)強，溫(wen)帶次之，兩極區最(zui)弱。
飛濺(jian)區(qu)指平均高(gao)潮線以(yi)上(shang)海(hai)(hai)洋飛濺(jian)所能濕潤的位置(zhi)。在這個部(bu)位，金屬材料表(biao)面連(lian)續不斷地(di)被海(hai)(hai)水(shui)濕潤，海(hai)(hai)水(shui)又與空氣(qi)充分接觸，含氧量(liang)充分，含鹽量(liang)很(hen)高(gao)，加上(shang)海(hai)(hai)水(shui)的沖擊(ji)作用(yong)，腐(fu)蝕在這個部(bu)位最為嚴重(zhong)。當很(hen)高(gao)的風(feng)速(su)和海(hai)(hai)流速(su)造成強(qiang)烈(lie)的海(hai)(hai)水(shui)運(yun)動時，海(hai)(hai)水(shui)的沖擊(ji)會在飛濺(jian)區(qu)形成磨耗-腐(fu)蝕聯合作用(yong)的破壞。同時強(qiang)烈(lie)的海(hai)(hai)水(shui)沖擊(ji)不斷地(di)破壞腐(fu)蝕產物和保護涂層，增加了飛濺(jian)區(qu)的腐(fu)蝕。
不(bu)同海區(qu)飛濺(jian)區(qu)的(de)腐(fu)蝕(shi)主(zhu)要(yao)取決于風浪(lang)和(he)溫度。飛濺(jian)區(qu)金屬表(biao)面溫度更接近(jin)于氣溫。風浪(lang)大的(de)熱(re)帶(dai)海域鋼鐵在飛濺(jian)區(qu)的(de)腐(fu)蝕(shi)最為嚴重。
潮(chao)差區(qu)指平均(jun)高潮(chao)位(wei)與平均(jun)低(di)潮(chao)位(wei)之間的區(qu)段，金屬(shu)表面(mian)(mian)與含氧充分的海(hai)(hai)(hai)水周期(qi)性地接觸，引起腐蝕。與飛濺區(qu)相比，潮(chao)差區(qu)的氧擴散(san)沒(mei)有(you)(you)飛濺區(qu)那樣快，也(ye)無強烈的海(hai)(hai)(hai)水沖擊。潮(chao)差區(qu)金屬(shu)表面(mian)(mian)溫度(du)受(shou)氣溫影響(xiang)(xiang)，也(ye)受(shou)海(hai)(hai)(hai)水溫度(du)的影響(xiang)(xiang)，通常接近于表層(ceng)海(hai)(hai)(hai)水溫度(du)。潮(chao)差區(qu)有(you)(you)海(hai)(hai)(hai)生物棲居(ju)，而飛濺區(qu)沒(mei)有(you)(you)。
潮(chao)差(cha)(cha)區的(de)腐(fu)蝕(shi)通常是(shi)平均高潮(chao)位和平均低(di)潮(chao)位最為(wei)嚴(yan)重，這是(shi)氧濃差(cha)(cha)電池的(de)作(zuo)用。潮(chao)差(cha)(cha)段因(yin)供(gong)氧充(chong)分，成為(wei)陰極(ji)(ji)，受到一定程度的(de)保護，腐(fu)蝕(shi)減輕。低(di)潮(chao)位以(yi)下全浸區因(yin)供(gong)氧相(xiang)對較少成為(wei)陽極(ji)(ji)，使腐(fu)蝕(shi)加速。在工(gong)程設計(ji)上，有時(shi)把潮(chao)差(cha)(cha)區并(bing)入飛濺(jian)區一起(qi)考慮，并(bing)不是(shi)因(yin)為(wei)兩段間的(de)腐(fu)蝕(shi)是(shi)一樣(yang)的(de)，而是(shi)從施工(gong)、維(wei)護和陰極(ji)(ji)保護方(fang)面綜合考慮，使之協調一致。
平均(jun)低潮線以下的(de)位置為海(hai)(hai)水(shui)全(quan)浸區(qu)(qu)(qu)。根(gen)據海(hai)(hai)洋的(de)深度不(bu)同，又分為淺(qian)海(hai)(hai)區(qu)(qu)(qu)和深海(hai)(hai)區(qu)(qu)(qu)，二者并無確切的(de)深度界限，一般所說的(de)淺(qian)海(hai)(hai)區(qu)(qu)(qu)大多指100?200m 以內的(de)海(hai)(hai)水(shui)。
海洋(yang)環境因素如溫(wen)度(du)(du)、含(han)氧量(liang)(liang)、鹽度(du)(du)、PH值等(deng)隨海洋(yang)的(de)深度(du)(du)而變(bian)化，所以海水深度(du)(du)必然影(ying)響到全浸區金屬的(de)腐(fu)蝕(shi)行為。其中(zhong)(zhong)最主要因素是溫(wen)度(du)(du)和(he)含(han)氧量(liang)(liang)。全浸區中(zhong)(zhong)鋼鐵的(de)腐(fu)蝕(shi)速度(du)(du)在0.07?0.18mm/a 。
淺(qian)海區氧(yang)處于飽和態，溫度(du)高(gao)，海水(shui)流速(su)大，腐蝕比深海區大，海洋生物會黏附在金屬材料上。一般來(lai)說，20m水(shui)深以內的海水(shui)較深層海水(shui)具有更強的腐蝕性。深海區的含氧(yang)量較小，溫度(du)接近0℃，海洋生物的活(huo)性減小。
海泥區主要(yao)由海底(di)沉積物構成，含鹽度(du)高，電阻(zu)率低(di)，因此是良好的電解(jie)質，對金屬的腐(fu)蝕要(yao)比陸地(di)上的土壤要(yao)高。由于氧濃度(du)十(shi)分低(di)，所以海泥區的腐(fu)蝕比全浸區要(yao)低(di)。
海泥(ni)中的(de)硫酸鹽還原菌（SRB）對腐蝕起著極其(qi)重要的(de)作用。一些研究結果(guo)表(biao)明(ming)，在SRB大量(liang)繁殖的(de)海泥(ni)中，鋼鐵(tie)的(de)腐蝕速度要比無菌海泥(ni)中高(gao)出(chu)數倍(bei)到10多倍(bei)，甚至髙出(chu)海水中2?3倍(bei)。
海洋環境中(zhong)的鋼結構，不(bu)同部(bu)位的腐蝕(shi)特征(zheng)和腐蝕(shi)環境見圖：
海(hai)上鋼結構的腐蝕環境條(tiao)件