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亚大丰晖 海水全浸区钢铁的防腐蚀技术研究进展【钢结构防腐】

发布时间:2023-12-19

海水全浸区为海底泥土之上海水低潮线以下的常年海水覆盖区,海水的平均NaCl质量分数为3.5%,是一种天然的具有强腐蚀性的介质,很多海洋工程及装备由于海水的腐蚀而被损坏,严重影响海洋工程及装备的服役寿命,海洋工程用钢防腐蚀技术的研究一直备受腐蚀工作者的广泛关注。分析了海水全浸区钢铁腐蚀的腐蚀机理和影响因素,针对目前海水全浸区钢铁腐蚀常用的涂层防护技术、海洋生物防污技术、牺牲阳极阴极保护技术、外加电流阴极保护技术和选用耐海水腐蚀钢5种技术进行了总结概括,阐述了各类防腐蚀技术的创新性研究成果,包括采用了合成材料、纳米填料和超疏水表面的新型涂层防护技术,实现了仿生功能和超光滑表面的海洋生物防污技术,具有高耐蚀性能的牺牲阳极材料,选用经过表面氧化处理和表面激光蚀刻的耐海水腐蚀钢等。分析了5种防腐蚀技术在海水全浸区使用的优缺点,提出单一防腐蚀技术在海水全浸区对钢铁材料难以实现长期保护。最后,基于当前各类防腐蚀技术的研究现状,对未来关于海水全浸区钢铁防腐蚀技术的研究方向进行了展望,整合各类防腐蚀技术,优势互补,实施联合防护,实现海水全浸区钢铁的长效防腐,开发新型防腐材料和新型防腐蚀技术,以期为海洋环境中钢铁防腐蚀技术的研究与设计提供思路。

随着中国海洋工程建设的快速发展,大量的钢铁材料应用于海上的各类工程建设,但海洋是一个复杂的环境体系,海水中除了含有钠、镁、钾、溴、碘等元素的盐类外,还溶解有氧气、二氧化碳等多种气体,其中氧气是海洋环境下金属构件腐蚀的主要原因。海水温度还具有周期性变化的特点,随着海水温度的上升,钢铁等金属制品的腐蚀也会更加严重,除此之外,海水中的微量元素和营养物质也给海洋中的污损生物带来了良好的繁衍环境,污损生物的表面附着进一步增加了钢铁等金属制品发生腐蚀的风险,从而导致钢铁构件力学性能的下降,各类装备在海洋中的服役寿命和安全运行受到影响,给海洋工程带来巨大的经济损失。为了确保海工设备使用的钢铁材料在整个使用周期中的安全运行,需要更可靠、更持久的防腐蚀技术。

虽然腐蚀是一个不可避免的过程,但针对海洋工程装备所用钢铁材料的腐蚀问题,可以通过使用涂层技术、生物防污技术、阴极保护技术及耐海水腐蚀钢等技术在一定程度上减缓腐蚀。本文对近几年来海洋环境钢铁的防腐蚀技术研究成果进行了系统的总结和分析,介绍了各种防腐蚀技术的优缺点,并对如何有效提高海洋环境钢铁的防腐蚀设计水平和防腐蚀效果进行了探讨,旨在为开展海洋工程钢结构的防腐蚀设计和有效提高海洋工程钢结构的防腐蚀水平提供参考。

目前广泛使用的几类防腐蚀技术因海洋环境、材料性能、自身优缺点等因素而无法实现长期防腐的目标,需要不间断的维修保养,耗费大量人力物力。未来防腐蚀技术想要朝着超长寿命方向发展,需要总结几类防腐蚀技术的优缺点,将防腐蚀技术进行整合,实现优势互补。阴极保护技术和涂层防护技术的结合、外加电流和牺牲阳极法的双重防护等联合方式,相比单一的防腐蚀技术,各类技术的联合防护能够对钢铁材料实现更加长效的保护,同时也降低了对单一防腐蚀技术的严苛要求。除了各类防腐蚀技术的整合以外,积极开发和使用各类防腐材料,结合实际需求创新开发出新型防腐蚀技术和方法仍然在不断推进中,进而降低海洋工程的建造和维护成本,有效推动海洋事业发展,为社会发展和经济价值的提升作出更大贡献。

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