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首页 > 2005-2015年中国海洋环境对材料的腐蚀与污染调查 > 腐蚀环境及类型
- 材料腐蚀类型及原理
由于海洋环境极其复杂的物理、化学以及生物状况以及构件的服役条件，海洋环境中材料的腐蚀行为往往是多种因素共同作用下产生的。一般而言，可以将海洋环境中的腐蚀分为单纯的电化学腐蚀、电化学与力共同作用下的腐蚀以及电化学和生物作用下的腐蚀。
单纯电化学腐蚀
从腐蚀的外观形态看，金属单纯的电化学腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀也称均匀腐蚀，可通过失重法等较为简便的方法估算其腐蚀速度，只要在设计之初按照服役年限留出腐蚀余量，一般在构件服役过程中不会造成突然的失效，因此危险性较小。但是全面腐蚀往往决定了船舶等海洋结构物的总体寿命，腐蚀余量同样可以看作腐蚀的间接损失，因此从长远来看这一类腐蚀造成的损失同样较为巨大。
局部腐蚀即非均匀腐蚀，具有较强的隐蔽性，失重量较小，但是容易造成构件的穿孔或者强度损失等，会导致服役中的构件突然失效，引起灾难性的事故，因此具有较高的危险性。局部腐蚀又可具体分为电偶腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀等。
点蚀，也称坑蚀或孔蚀。它发生在金属表面极为局部的区域内，造成洞穴或坑点并迅速向内部扩展，甚至造成穿孔。点蚀坑可能会导致压力容器的泄漏或者作为承力构件的裂纹源，因此是破坏性和隐患最大的腐蚀类型之一。
缝隙腐蚀是指当金属表面上存在异物或结构上存在缝隙时，由于缝内溶液中有关物质迁移困难所引起缝隙内金属的腐蚀。其中以含Cl-溶液最容易引起该类腐蚀。
晶间腐蚀是在晶粒或晶体本身未受到明显侵蚀的情况下，发生在金属或合金晶界处的一种选择性腐蚀。晶间腐蚀会导致强度和延展性的剧降，因而造成金属结构的损坏。
选择性腐蚀是由于合金组分在电化学性质上的差异或合金组织的不均匀性，使得合金表面电位分布不均匀，造成合金某组分或相作为阳极优先溶蚀的情况。
电偶腐蚀发生在一种不太活泼的金属（阴极）和一种比较活泼的金属（阳极）在电解质溶液中接触时。因构成腐蚀原电池而引发电流，从而造成（主要是阳极金属）电偶腐蚀。
图1 几种典型腐蚀宏观形态（a）均匀腐蚀，（b）点蚀，（c）缝隙腐蚀，（d）电偶腐蚀
力-电化学交互作用下的腐蚀
在构件服役过程中，往往承受着外部载荷或者加工、装配过程中残余的应力，应力与电化学腐蚀共同作用下材料的腐蚀有着特殊的规律，其失效过程也更加复杂。腐蚀过程与开裂过程往往相互促进，使得材料失效速率大大加快。
应力腐蚀开裂是金属结构在内部残存应力和外部拉伸应力的持续作用下产生的严重腐蚀现象。腐蚀疲劳指在介质的腐蚀作用和交变循环应力作用下金属材料疲劳强度降低而过早破损的现象。二者的主要区别是承受的载荷是恒载荷或者交变载荷。
氢损伤指的是由于化学或电化学反应（包括腐蚀反应）所产生的原子态氢扩散到金属内部引起的各种破坏，包括氢鼓泡，氢脆和氢腐蚀三种形态。氢损伤在一些合金钢尤其是高强钢以及承受拉应力的材料中更为敏感，需要引起关注。
磨损腐蚀是金属受到液体中气泡或固体悬浮物的磨耗与腐蚀共同作用而产生的破坏，是机械作用与电化学作用协同的结果，它比单纯作用的破坏性大得多。
空泡腐蚀指的是舰船高速旋转的螺旋桨搅动海水产生大量空泡，在空泡破裂的冲击力以及腐蚀的作用下会在螺旋桨上造成许多宏观的凹坑，降低螺旋桨承载能力，影响其流体特性，严重影响航行安全。
海洋生物腐蚀
海洋是生物的宝库，然而大量的生物对金属构件的腐蚀作用也会产生影响。海洋中的一些微生物可能在代谢过程中产生酸性物质，改版局部环境，导致腐蚀形式发生改变，海生物污损腐蚀指海生物附着在金属表面上影响氧扩散，造成细菌栖息，改变环境条件，破坏表面膜和涂层，从而产生局部腐蚀和污损，如船底、海水管的污损。结构表面并生长和繁殖。在船舶上已发现和钢铁腐蚀有关的微生物腐蚀主要有：硫酸盐还原菌、铁细菌、氧化硫杆菌、排流感菌、脱硫弧菌属、脱硫肠状菌属等。其中以硫酸盐还原菌的数量最大、范围最广、危害最严重。这类腐蚀更加复杂，往往需要一些含有有害物质的防污涂料进行防治，但这样一来又会造成海洋污染。另外，生物附着物对于船舶的航行阻力有着极大的影响，会增加船舶燃料的消耗。
图2 船底生物附着造成的腐蚀
海洋腐蚀几种主要形式总结如下面框图所示：
