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表面科学与工程表面的金属在海水中的腐蚀特征

       海洋面积约占地球总面积的70%。海水是自然界中量最大、腐蚀性较强的一种天然电解质溶液,常用的金属和合金在海水中大多数会遭到不同程度的腐蚀。例如,船舶的外壳、螺旋桨、海港码头的各种金属设施、海上采油平台和输油管道、海中电缆等都会遭到海水的严重腐蚀。

       海水是一种含盐量相当大的腐蚀性介质,表层海水含盐量一般在3.20~3.75%之间,随水深的增加,海水含盐量略有增加。相互联通的各大洋的平均含盐量相差不大,太平洋为3.49%,大西洋为3.54%,印度洋为3.48%。盐分中主要为氯化物,占总盐量的88.7%(表1)。

 

 

1      海水中主要盐类的含量

   

100g海水中盐类的含量/g

占总盐量/%

NaCl

2.7123

77.8

MgCl2

0.3807

10.9

MgSO4

0.1658

4.7

CaSO4

0.1260

3.6

K2SO4

0.0863

2.5

CaCl2

0.0123

0.3

MgBr2

0.0076

0.2

 

        由于海水总盐度高,所以具有很高的电导率,海水平均比电导率约为4×102S·cm1,远远过河水(2×104S·cm1)和雨水(2×103S·cm1)的电导率。

       海水中pH值通常为8.18.2,且随海水深度变化而变化。若植物非常茂盛,CO2减少,溶解氧浓度上升,pH值可接近10;在有厌氧性细菌繁殖的情况下,溶解氧量低,而且含有H2S,此时pH值常低于7

       海水中的氧含量是海水腐蚀的主要影响因素之一,正常情况下,表面海水氧浓度随水温大体在5~10mg/L范围内变化。海水温度一般在一2~35℃之间,热带浅水区可能更高。

       海水中氯离子含量约占总离子数的55%,海水腐蚀的特点与氯离子密切相关。氯离子可增加腐蚀活性,破坏金属表面的钝化膜。


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