《海洋腐蚀与防护》2024年
前言
绪论 1
0.1 腐蚀与防护的意义 1
0.1.1 腐蚀损害 1
0.1.2 腐蚀控制的意义 6
0.1.3 控制腐蚀危害的途径 6
0.2 腐蚀定义、腐蚀环境与腐蚀学 7
0.3 腐蚀工程 8
第1章 海洋腐蚀环境 10
1.1 海洋大气区 10
1.1.1 湿度 10
1.1.2 温度和温差 11
1.1.3 盐分含量 12
1.1.4 工业污染 12
1.2 飞溅区和潮差区 13
1.3 全浸区 13
1.4 海泥区 19
思考题 21
参考文献 21
第2章 腐蚀分类 22
2.1 电偶腐蚀 22
2.2 小孔腐蚀 24
2.3 缝隙腐蚀 25
2.4 晶间腐蚀 25
2.5 选择性腐蚀 26
2.6 磨损腐蚀 27
2.7 应力腐蚀开裂 27
2.8 腐蚀疲劳 28
2.9 氢损伤 28
2.10 杂散电流腐蚀 28
第3章 电化学腐蚀热力学 31
3.1 腐蚀原电池 31
3.2 腐蚀热力学判据 35
3.2.1 自由能 35
3.2.2 电极电位 36
3.2.3 腐蚀原电池电动势 38
3.3 电势（位）-pH图 39
3.3.1 理论电势（位）-pH图 40
3.3.2 电势（位）-pH图在腐蚀与防护中的应用 44
第4章 电化学腐蚀动力学—电极过程动力学基础 48
4.1 电极过程的基本特征 48
4.2 电化学极化过程 52
4.3 浓差极化过程 57
4.4 混合极化过程 59
4.5 金属电化学腐蚀速率基本方程 60
4.5.1 Tafel直线外推法 63
4.5.2 线性极化法 64
4.5.3 弱极化法 64
4.6 钝化作用 66
4.6.1 钝化现象与钝化理论 66
4.6.2 钝化曲线 67
4.6.3 钝化作用的应用—阳极保护 69
第5章 电化学测量技术 72
5.1 电化学测量技术的实验装置 72
5.1.1 电极 72
5.1.2 电解池 73
5.1.3 电位、电流的测量 74
5.2 稳态极化曲线的测量 75
5.2.1 稳态与暂态 75
5.2.2 控制电位法和控制电流法 78
5.3 暂态法测定金属腐蚀速率 79
5.3.1 恒流充电法 80
5.3.2 小幅三角波法 84
5.4 交流阻抗谱法 86
5.4.1 电化学阻抗谱的基本知识 86
5.4.2 电化学过程控制引起的阻抗 91
5.4.3 含有浓差极化引起的交流阻抗 92
5.4.4 其他电化学阻抗谱解 93
5.5 循环伏安法 94
第6章 常用耐蚀材料及其在海洋环境中的耐蚀性 95
6.1 常用耐蚀材料分类 95
6.1.1 钢铁材料 95
6.1.2 铜与铜合金 98
6.1.3 铝与铝合金 98
6.1.4 钛与钛合金 98
6.1.5 镍与镍合金 99
6.1.6 铅与铅合金 99
6.1.7 其他有色金属 99
6.1.8 碳系列材料 99
6.1.9 硅酸盐系材料 100
6.1.10 有机玻璃 100
6.1.11 塑料 100
6.1.12 橡胶 102
6.2 海洋环境中材料的耐蚀性 102
6.2.1 钢铁材料 102
6.2.2 铜与铜合金 105
6.2.3 铝与铝合金 106
6.2.4 钛与钛合金 107
6.2.5 锌与锌合金 108
6.2.6 镁与镁合金 108
6.2.7 镍与镍合金 109
6.2.8 其他有色金属及其合金 112
第7章 表面处理与涂层技术 115
7.1 金属表面处理 115
7.1.1 铝及铝合金的阳极氧化 115
7.1.2 钢铁的氧化和磷化 120
7.1.3 镁合金及其表面处理 123
7.1.4 钛合金及其表面处理 125
7.2 金属镀层技术 127
7.2.1 电镀 127
7.2.2 常用电镀工艺简介 128
7.2.3 化学镀镍 133
7.2.4 热浸镀和热喷涂 137
7.2.5 气相沉积技术 140
7.3 防腐涂料 142
7.3.1 涂料的组成与分类 142
7.3.2 防腐涂料发展及应用现状 144
7.3.3 涂料的使用方法—涂装工艺 149
7.4 锌铬涂层 151
7.4.1 锌铬涂层组成 151
7.4.2 锌铬涂层性能特点 152
7.4.3 锌铬涂层研究现状 152
7.4.4 存在的问题及研究方向 153
第8章 缓蚀剂 156
8.1 缓蚀剂的分类 156
8.1.1 按照作用机理分类 156
8.1.2 按照成分分类 157
8.1.3 按照应用环境分类 157
8.1.4 按照缓蚀剂膜分类 157
8.2 缓蚀机理 158
8.2.1 电化学理论 158
8.2.2 吸附理论 159
8.2.3 成膜理论 160
8.3 缓蚀剂测定评定方法 161
8.3.1 失重实验 162
8.3.2 电化学测定方法 163
8.3.3 物理分析技术 165
8.3.4 量子化学计算 165
8.4 海洋环境中缓蚀剂的应用 166
8.4.1 海水缓蚀剂 166
8.4.2 气相缓蚀剂 178
8.4.3 酸性缓蚀剂 182
8.4.4 预膜技术 200
第9章 阴极保护 206
9.1 阴极保护原理 206
9.1.1 基本原理 206
9.1.2 阴极保护种类及其特点 208
9.1.3 主要参数 208
9.1.4 影响因素 210
9.2 牺牲阳极的阴极保护 211
9.2.1 牺牲阳极的性能及种类 211
9.2.2 牺牲阳极的阴极保护设计 214
9.2.3 应用举例 215
9.3 外加电流的阴极保护 221
9.3.1 系统特点 221
9.3.2 系统组成 221
9.3.3 系统设计 225
9.3.4 应用举例 225
9.4 阴极保护新进展 226
9.4.1 牺牲阳极的发展 226
9.4.2 辅助阳极的发展 227
9.4.3 参比电极的发展 227
9.4.4 外加电流阴极保护的发展方向 228
9.5 阴极保护计算机辅助设计 228
9.5.1 经验法 228
9.5.2 缩比模型法 229
9.5.3 数值模拟法 230
9.6 脉冲阴极保护技术 237
9.6.1 脉冲阴极保护技术的发展历史 237
9.6.2 脉冲阴极保护技术的特点 238
9.7 直流杂散电流的腐蚀与防护 239
9.7.1 管道杂散电流的腐蚀与防护 239
9.7.2 排流保护法的种类 245
9.7.3 船体杂散电流的腐蚀与防护 246
第10章 海洋生物污损与微生物腐蚀 251
10.1 海洋生物污损的危害、污损生物种类以及污损机理简介 251
10.1.1 海洋生物污损的危害 251
10.1.2 污损生物种类 252
10.1.3 污损机理简介 252
10.2 海洋防污的方法 253
10.2.1 涂覆防生物污损涂料 253
10.2.2 施加液态氯 257
10.2.3 电解海水防污 257
10.2.4 电解重金属防污 258
10.2.5 铜合金覆膜和防污损材料 260
10.2.6 其他物理方法 261
10.3 微生物腐蚀 261
10.3.1 微生物腐蚀概述 261
10.3.2 典型微生物腐蚀机理 262
10.3.3 微生物腐蚀研究方法 265
10.3.4 微生物腐蚀防护 268
第11章 腐蚀实验方法 274
11.1 常用腐蚀评定方法 274
11.1.1 表观检查 274
11.1.2 重量法 276
11.1.3 失厚测量与孔蚀深度测量 279
11.1.4 气体容量法 282
11.1.5 电阻法 284
11.1.6 力学性能与腐蚀评定 285
11.1.7 溶液分析与指示剂法 286
11.2 实验方法举例 287
11.2.1 模拟全浸实验—常规实验室腐蚀方法之一 287
11.2.2 孔蚀实验 288
11.2.3 盐雾实验 292
11.2.4 应力腐蚀开裂实验 294
11.2.5 氢渗透实验 295
11.2.6 现场暴露实验 297
第12章 腐蚀检测、监测与评价 305
12.1 物理法 305
12.1.1 腐蚀挂片法 305
12.1.2 测厚法 306
12.1.3 电阻探针法 307
12.2 电化学法 309
12.2.1 线性极化法 309
12.2.2 电化学噪声法 310
12.2.3 腐蚀电位测定法 311
12.2.4 阴极保护监测技术 312
12.3 新型方法 317
12.3.1 FSM技术 317
12.3.2 “智能猪”检测系统 318
12.4 其他检测/监测方法 319
12.4.1 硫酸盐还原菌检测 319
12.4.2 总铁与亚铁含量测定 320
12.4.3 渗氢测定和pH测定 320
12.4.4 Cl-含量测定 321
12.5 旁路检测法 321
12.5.1 旁路式管道内腐蚀检测系统的构成 321
12.5.2 旁路式管道内腐蚀检测系统作用及优点 321
第13章 案例 326
13.1 固定式海洋平台导管架 326
13.2 海底管线 328
13.3 舰船及其附属结构 330
13.4 跨海大桥 331
参考文献 331
