5.2.1.1 海水腐蚀性

    海水是最丰富的天然电解质溶液，通常海水中的含盐量为3.2～3.75%（港口因有淡水稀释，盐度可能低达1.0%），海水中的pH值为8～8.2之间。

    在海水中影响金属腐蚀的因素可分为化学因素、物理因素和生物因素三大类，这些因素是互相关联且互相有影响的。

    5.2.1.2 海洋石油平台的腐蚀环境和规律

    海洋石油平台的使用环境极其苛刻，充足的日照、海风、复杂的海水体系、昼夜和季节温度变化、海洋生物侵蚀等。海水是强电解质溶液，距海平面200米以内的海水，充气良好，为空气中氧所饱和。海水几乎对所有的金属材料表现出强烈的氧去极化腐蚀，此外海水中的氯离子能加速钢铁的局部腐蚀。这些综合因素造成了海洋石油平台腐蚀速率较快，因此其对防腐体系的要求较高。

    海洋石油平台不同区域处在不同的海洋环境条件下，腐蚀行为和特点有比较大的差异。因此，必须对海洋石油平台在海洋环境中腐蚀区域做出界定，才能提出有效的保护措施。根据海洋环境条件、腐蚀特点和平均腐蚀速率的不同，海洋石油平台在海洋环境中可分为三大腐蚀区域，即大气区、飞溅区、潮差区、全浸区。图5-27给出了海洋平台腐蚀区域划分。

    大气区是指飞溅区以上暴露于盐雾潮气、阳光、风及雨中的平台部分，主要包括组块、甲板结构、导管架顶部部分结构和生活模块、火炬臂等辅助结构。

    飞溅区是指由于受潮汐、风和波浪的影响，平台干湿交替的部分，但不包括只在大风暴时才被浸湿的区域。按照海上平台设计的常规，飞溅区的上边界一般位于设计高潮位以上2/3平均波高的位置，下边界位于设计低潮位1/3平均波高的位置。主要包括区域内的导管架、电缆护管、隔水导管、水泵泵壳和登陆楼梯等。

    全浸区是指平台飞溅区以下的部位，长期处于水下或海泥中，主要包括海水中的导管架结构、桩、钻井基盘、隔水导管等辅助结构，同时也包括打入海泥的桩和隔水导管。

    海上石油平台钢结构在海洋环境中的腐蚀非常严重，在每个区腐蚀程度都不同，尤其是飞溅区的腐蚀最严重。图5-28显示了钢铁所处海洋区域与腐蚀速率的关系。

    5.2.2.3 海洋石油平台的腐蚀机理及特点

    （1）大气区腐蚀机理及特点

    钢结构在海面飞溅带以上的部分，结构复杂。这一部分结构受日光、风雨、冰雪和高浓度盐雾等作用，腐蚀速率较快，一般阴面比阳面腐蚀更严重，这主要是由于阴面的湿度大，而且表面的尘埃和盐粒不易被雨水冲掉。距海水近的下部比上部腐蚀严重。若海洋大气中含有SO2，腐蚀速率会进一步增加。热带环境要比温带腐蚀强。

    在海洋环境大气区，腐蚀主要是由于空气中的水分、盐、和氧气引起的。大气湿度大，长时间日照，而且大气中含盐粒和盐雾，这些物质积存在结构表面形成液膜，构成了电化学腐蚀的好条件。钢结构表面含有饱和氧的电解液膜的存在，氧的扩散比全浸状态更为容易，使大气腐蚀的电化学过程中的阴极过程由氢去极化转化为氧去极化过程为主（O2＋2H2O+4e＝4OH-），大气腐蚀的阳极过程会受到较大阻滞，阳极钝化及铁离子水化过程的困难是造成阳极极化的主要原因。腐蚀过程中，最初是形成红锈，这种物质不能成为附着在表面的薄膜，很容易脱落。这个过程随大气的湿度、温度、盐含度等条件的变化不断循环进行，造成海洋环境大气区钢结构的连续腐蚀。

    在薄液膜层下，腐蚀微电池的电阻显著增大，微电池作用范围变小，因此，大气腐蚀的腐蚀形态较飞溅区和全浸区腐蚀要均匀，主要表现为均匀腐蚀。一般说来，在大气区长期暴露的钢结构的腐蚀速率是逐渐减慢的。其原因一方面是锈层的增厚会导致锈层电阻的增加和氧渗入的困难；另一方面，是部分附着性稍好的锈层内层将减小活性的阳极面积，增加了阳极极化，最终使腐蚀速率减慢。