《海洋腐蝕與防護(hù)》2024年
前言
緒論 1
0.1 腐蝕與防護(hù)的意義 1
0.1.1 腐蝕損害 1
0.1.2 腐蝕控制的意義 6
0.1.3 控制腐蝕危害的途徑 6
0.2 腐蝕定義、腐蝕環(huán)境與腐蝕學(xué) 7
0.3 腐蝕工程 8
第1章 海洋腐蝕環(huán)境 10
1.1 海洋大氣區(qū) 10
1.1.1 濕度 10
1.1.2 溫度和溫差 11
1.1.3 鹽分含量 12
1.1.4 工業(yè)污染 12
1.2 飛濺區(qū)和潮差區(qū) 13
1.3 全浸區(qū) 13
1.4 海泥區(qū) 19
思考題 21
參考文獻(xiàn) 21
第2章 腐蝕分類 22
2.1 電偶腐蝕 22
2.2 小孔腐蝕 24
2.3 縫隙腐蝕 25
2.4 晶間腐蝕 25
2.5 選擇性腐蝕 26
2.6 磨損腐蝕 27
2.7 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂 27
2.8 腐蝕疲勞 28
2.9 氫損傷 28
2.10 雜散電流腐蝕 28
第3章 電化學(xué)腐蝕熱力學(xué) 31
3.1 腐蝕原電池 31
3.2 腐蝕熱力學(xué)判據(jù) 35
3.2.1 自由能 35
3.2.2 電極電位 36
3.2.3 腐蝕原電池電動(dòng)勢(shì) 38
3.3 電勢(shì)（位）-pH圖 39
3.3.1 理論電勢(shì)（位）-pH圖 40
3.3.2 電勢(shì)（位）-pH圖在腐蝕與防護(hù)中的應(yīng)用 44
第4章 電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué)—電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 48
4.1 電極過(guò)程的基本特征 48
4.2 電化學(xué)極化過(guò)程 52
4.3 濃差極化過(guò)程 57
4.4 混合極化過(guò)程 59
4.5 金屬電化學(xué)腐蝕速率基本方程 60
4.5.1 Tafel直線外推法 63
4.5.2 線性極化法 64
4.5.3 弱極化法 64
4.6 鈍化作用 66
4.6.1 鈍化現(xiàn)象與鈍化理論 66
4.6.2 鈍化曲線 67
4.6.3 鈍化作用的應(yīng)用—陽(yáng)極保護(hù) 69
第5章 電化學(xué)測(cè)量技術(shù) 72
5.1 電化學(xué)測(cè)量技術(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置 72
5.1.1 電極 72
5.1.2 電解池 73
5.1.3 電位、電流的測(cè)量 74
5.2 穩(wěn)態(tài)極化曲線的測(cè)量 75
5.2.1 穩(wěn)態(tài)與暫態(tài) 75
5.2.2 控制電位法和控制電流法 78
5.3 暫態(tài)法測(cè)定金屬腐蝕速率 79
5.3.1 恒流充電法 80
5.3.2 小幅三角波法 84
5.4 交流阻抗譜法 86
5.4.1 電化學(xué)阻抗譜的基本知識(shí) 86
5.4.2 電化學(xué)過(guò)程控制引起的阻抗 91
5.4.3 含有濃差極化引起的交流阻抗 92
5.4.4 其他電化學(xué)阻抗譜解 93
5.5 循環(huán)伏安法 94
第6章 常用耐蝕材料及其在海洋環(huán)境中的耐蝕性 95
6.1 常用耐蝕材料分類 95
6.1.1 鋼鐵材料 95
6.1.2 銅與銅合金 98
6.1.3 鋁與鋁合金 98
6.1.4 鈦與鈦合金 98
6.1.5 鎳與鎳合金 99
6.1.6 鉛與鉛合金 99
6.1.7 其他有色金屬 99
6.1.8 碳系列材料 99
6.1.9 硅酸鹽系材料 100
6.1.10 有機(jī)玻璃 100
6.1.11 塑料 100
6.1.12 橡膠 102
6.2 海洋環(huán)境中材料的耐蝕性 102
6.2.1 鋼鐵材料 102
6.2.2 銅與銅合金 105
6.2.3 鋁與鋁合金 106
6.2.4 鈦與鈦合金 107
6.2.5 鋅與鋅合金 108
6.2.6 鎂與鎂合金 108
6.2.7 鎳與鎳合金 109
6.2.8 其他有色金屬及其合金 112
第7章 表面處理與涂層技術(shù) 115
7.1 金屬表面處理 115
7.1.1 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化 115
7.1.2 鋼鐵的氧化和磷化 120
7.1.3 鎂合金及其表面處理 123
7.1.4 鈦合金及其表面處理 125
7.2 金屬鍍層技術(shù) 127
7.2.1 電鍍 127
7.2.2 常用電鍍工藝簡(jiǎn)介 128
7.2.3 化學(xué)鍍鎳 133
7.2.4 熱浸鍍和熱噴涂 137
7.2.5 氣相沉積技術(shù) 140
7.3 防腐涂料 142
7.3.1 涂料的組成與分類 142
7.3.2 防腐涂料發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀 144
7.3.3 涂料的使用方法—涂裝工藝 149
7.4 鋅鉻涂層 151
7.4.1 鋅鉻涂層組成 151
7.4.2 鋅鉻涂層性能特點(diǎn) 152
7.4.3 鋅鉻涂層研究現(xiàn)狀 152
7.4.4 存在的問(wèn)題及研究方向 153
第8章 緩蝕劑 156
8.1 緩蝕劑的分類 156
8.1.1 按照作用機(jī)理分類 156
8.1.2 按照成分分類 157
8.1.3 按照應(yīng)用環(huán)境分類 157
8.1.4 按照緩蝕劑膜分類 157
8.2 緩蝕機(jī)理 158
8.2.1 電化學(xué)理論 158
8.2.2 吸附理論 159
8.2.3 成膜理論 160
8.3 緩蝕劑測(cè)定評(píng)定方法 161
8.3.1 失重實(shí)驗(yàn) 162
8.3.2 電化學(xué)測(cè)定方法 163
8.3.3 物理分析技術(shù) 165
8.3.4 量子化學(xué)計(jì)算 165
8.4 海洋環(huán)境中緩蝕劑的應(yīng)用 166
8.4.1 海水緩蝕劑 166
8.4.2 氣相緩蝕劑 178
8.4.3 酸性緩蝕劑 182
8.4.4 預(yù)膜技術(shù) 200
第9章 陰極保護(hù) 206
9.1 陰極保護(hù)原理 206
9.1.1 基本原理 206
9.1.2 陰極保護(hù)種類及其特點(diǎn) 208
9.1.3 主要參數(shù) 208
9.1.4 影響因素 210
9.2 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù) 211
9.2.1 犧牲陽(yáng)極的性能及種類 211
9.2.2 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)設(shè)計(jì) 214
9.2.3 應(yīng)用舉例 215
9.3 外加電流的陰極保護(hù) 221
9.3.1 系統(tǒng)特點(diǎn) 221
9.3.2 系統(tǒng)組成 221
9.3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 225
9.3.4 應(yīng)用舉例 225
9.4 陰極保護(hù)新進(jìn)展 226
9.4.1 犧牲陽(yáng)極的發(fā)展 226
9.4.2 輔助陽(yáng)極的發(fā)展 227
9.4.3 參比電極的發(fā)展 227
9.4.4 外加電流陰極保護(hù)的發(fā)展方向 228
9.5 陰極保護(hù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 228
9.5.1 經(jīng)驗(yàn)法 228
9.5.2 縮比模型法 229
9.5.3 數(shù)值模擬法 230
9.6 脈沖陰極保護(hù)技術(shù) 237
9.6.1 脈沖陰極保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷史 237
9.6.2 脈沖陰極保護(hù)技術(shù)的特點(diǎn) 238
9.7 直流雜散電流的腐蝕與防護(hù) 239
9.7.1 管道雜散電流的腐蝕與防護(hù) 239
9.7.2 排流保護(hù)法的種類 245
9.7.3 船體雜散電流的腐蝕與防護(hù) 246
第10章 海洋生物污損與微生物腐蝕 251
10.1 海洋生物污損的危害、污損生物種類以及污損機(jī)理簡(jiǎn)介 251
10.1.1 海洋生物污損的危害 251
10.1.2 污損生物種類 252
10.1.3 污損機(jī)理簡(jiǎn)介 252
10.2 海洋防污的方法 253
10.2.1 涂覆防生物污損涂料 253
10.2.2 施加液態(tài)氯 257
10.2.3 電解海水防污 257
10.2.4 電解重金屬防污 258
10.2.5 銅合金覆膜和防污損材料 260
10.2.6 其他物理方法 261
10.3 微生物腐蝕 261
10.3.1 微生物腐蝕概述 261
10.3.2 典型微生物腐蝕機(jī)理 262
10.3.3 微生物腐蝕研究方法 265
10.3.4 微生物腐蝕防護(hù) 268
第11章 腐蝕實(shí)驗(yàn)方法 274
11.1 常用腐蝕評(píng)定方法 274
11.1.1 表觀檢查 274
11.1.2 重量法 276
11.1.3 失厚測(cè)量與孔蝕深度測(cè)量 279
11.1.4 氣體容量法 282
11.1.5 電阻法 284
11.1.6 力學(xué)性能與腐蝕評(píng)定 285
11.1.7 溶液分析與指示劑法 286
11.2 實(shí)驗(yàn)方法舉例 287
11.2.1 模擬全浸實(shí)驗(yàn)—常規(guī)實(shí)驗(yàn)室腐蝕方法之一 287
11.2.2 孔蝕實(shí)驗(yàn) 288
11.2.3 鹽霧實(shí)驗(yàn) 292
11.2.4 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂實(shí)驗(yàn) 294
11.2.5 氫滲透實(shí)驗(yàn) 295
11.2.6 現(xiàn)場(chǎng)暴露實(shí)驗(yàn) 297
第12章 腐蝕檢測(cè)、監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià) 305
12.1 物理法 305
12.1.1 腐蝕掛片法 305
12.1.2 測(cè)厚法 306
12.1.3 電阻探針?lè)?307
12.2 電化學(xué)法 309
12.2.1 線性極化法 309
12.2.2 電化學(xué)噪聲法 310
12.2.3 腐蝕電位測(cè)定法 311
12.2.4 陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)技術(shù) 312
12.3 新型方法 317
12.3.1 FSM技術(shù) 317
12.3.2 “智能豬”檢測(cè)系統(tǒng) 318
12.4 其他檢測(cè)/監(jiān)測(cè)方法 319
12.4.1 硫酸鹽還原菌檢測(cè) 319
12.4.2 總鐵與亞鐵含量測(cè)定 320
12.4.3 滲氫測(cè)定和pH測(cè)定 320
12.4.4 Cl-含量測(cè)定 321
12.5 旁路檢測(cè)法 321
12.5.1 旁路式管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成 321
12.5.2 旁路式管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)系統(tǒng)作用及優(yōu)點(diǎn) 321
第13章 案例 326
13.1 固定式海洋平臺(tái)導(dǎo)管架 326
13.2 海底管線 328
13.3 艦船及其附屬結(jié)構(gòu) 330
13.4 跨海大橋 331
參考文獻(xiàn) 331
