1. 海洋环境腐蚀等级
盐雾试验标准具体分级及现象如下。
1级:缺陷面积占比 25%~50%,属严重腐蚀现象;
2级:缺陷面积占比 10%~25%,外观评级 I,试样出现了基体金属腐蚀的现象;
3级:缺陷面积占比 5%~10%,外观评级 H,试样表面上有非常厚的腐蚀产物层或点蚀,并有深的点蚀;
4级:缺陷面积占比 2.5%~5%,外观评级 G,试样表面上有厚的腐蚀产物层或点蚀;
5级:缺陷面积占比 1.0%~2.5%,外观评级 F,试样表面有腐蚀产物或点蚀,且其中之一种分布在整个试样表面上;
6级:缺陷面积占比 0.5%~1.0%,外观评级 E,试样表面严重的失光,或在试样局部表面上布有薄层的腐蚀产物或点蚀;
7级:缺陷面积占比 0.25%~0.5%,外观评级 D,试样表面严重的失光或出现极轻微的腐蚀产物;
8级:缺陷面积占比介于 0.1%~0.25%,外观评级 C,试样表面严重变色或有极轻微的腐蚀物;
9级:缺陷面积占比不超过 0.1%,外观评级 B,试样表面有轻微到中度的变色
10级:无缺陷面积,外观评级 A,试样表面外观无变化。
2. 海洋腐蚀环境的分类
海水是含有各种盐类的腐蚀性液体。金属构件在海洋环境中发生腐蚀。
海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。在这种环境中,海水本身是一种强的腐蚀介质,同时波、浪、潮、流又对金属构件产生低频往复应力和冲击,加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。
海洋腐蚀主要是局部腐蚀,即从构件表面开始,在很小区域内发生的腐蚀,如电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。此外,还有低频腐蚀疲劳、应力腐蚀及微生物腐蚀等。
3. 海洋环境腐蚀等级Im4
海水是一种含有多种盐类的电解质溶液,以3~3.5%的氯化钠为主盐,pH值为8左右,并溶有一量的氧气。除了电位很负的镁及其合金外,大部分金属材料在海水中都氧去极化腐蚀。其主要特点是海水中氯离子含量很大,因此大多数金属在海水中阳极极化阻滞很小,腐蚀速度相当高;海浪、飞溅,流速等这些利于供氧的环境条件,都会促进氧的阴极去极化反应,促进金属的腐蚀。海水导电率很大,所以不仅腐蚀微电池活性大,宏电池的活也很大。海水中不同金属相接触时,很容易发生电偶腐蚀。即使两种金属相距数十米,只要存在电位差,并实现电联结,就可能发生电偶腐蚀。
对于处于海水环境中的桥梁结构来说,除了大气部位受海洋性大气腐蚀影响之外,可以把桥梁如同海洋工程一样分为飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。
(1)飞溅区
指平均高潮线以上海洋飞溅所能湿润的位置。在这个部位,金属材料表面连续不断地被海水湿润,海水又与空气充分接触,含氧量充分,含盐量很高,加上海水的冲击作用,腐蚀在这个部位最为严重。当很高的风速和海流速造成强烈的海水运动时,海水的冲击会在飞溅区成磨耗-腐蚀联合作用的破坏。同时强烈的海水冲击不断地破坏腐蚀产物和保护涂层,增加了飞溅区的腐蚀。
不同海区飞溅区的腐蚀主要于风浪和温度。飞溅区金属表面温度更接近于气温。风浪大的热带海域钢铁在飞溅区的腐蚀最为严重。
(2)潮差区
指平均高潮位与平均低潮位之间的区段,金属表面与含氧充分的海水周期性地接触,引起腐蚀。与飞溅区相比,潮汐区的氧扩散没有飞溅区那样快,也无强烈的海水冲击。潮汐区金属表面温度受气温影响也受海水温度的影响,通常接近于表层海水温度。
潮差区有海生物栖居,而飞溅区没有。
潮差区的腐蚀通常是平均高潮位和平均低潮位最为严重,这是氧浓差电池的作用。潮差段因供氧充分,成为阴极,受到一定程度的保护,腐蚀减轻。低潮位以下全浸区因供氧相对较少成为阳极,使腐蚀加速。在工程设计上,有时把潮差区并入飞溅区一起考虑,并不是因为两段间的腐蚀是一样的,而是从施工、维护和阴极保护方面加综合考虑,使之协调一致。
(3)全浸区
平均低潮线以下的位置为海水全浸区。根据海洋的深度不同,又分为浅海区和深海区,二者并无确切的深度界限,一般所说的浅海区大多指100~200m以内的海水。
海洋环境因素如温度、含氧量、盐度、pH值等随海洋的深度而变化,所以海水深度必然影响到全浸区金属的腐蚀行为。其中是最为主要的因素是温度和含氧量。全浸区中钢铁的腐蚀速度在0.07~0.18mm/a。
浅海区海水氧处于饱和态,温度高,海水流速大腐蚀比深海区大,海洋生物会粘附在金属材料上。一般来说,20m水深以内的海水较深层海水具有更强的腐蚀性。深海区的含氧量较小,温度接近0℃,海洋生物的活性减小。
(4)海泥区
主要由海底沉积物构成,含盐度高,电阻率低,因此是良好的电解质,对金属的腐蚀要比陆地上土壤要高。由于氧浓度十分低,所以海泥区的腐蚀比全浸区要低。
海洋中存生在着多种动植物和微生物,它们的生命活动会改变金属-海水界面的状态和介质性质,对腐蚀产生不可忽视的影响。海生物的附着会引起附着层内外的氧浓差电池腐蚀。某些海生物的生长会破坏金属表面的涂料等保护层。在波浪和水流的作用下,可能引起涂层的剥落。在附着生物死后粘附的金属表面上,锈层以下以及海泥里,都是缺氧环境,会促进厌氧的硫酸盐还原菌的繁殖,引起严重的微生物腐蚀,使钢铁的腐蚀增大,其典型特征是外貌呈沾污的黑色糊。一些研究结果表明,在SRB大量繁殖的海泥中,钢铁的腐蚀速度要比无菌海泥中高出数倍到10多倍,甚至还要高出海水中2~3倍。
如同潮差区和全浸区一样,在全浸区和海泥区之间也会因为氧的浓度不一样而造成浓差电池。泥线以下因为相对缺氧而成为阳极,加重腐蚀。
4. 海洋环境腐蚀性能测试
中国科学院海洋研究所始建于1950年8月1日,是从事海洋科学基础研究与应用基础研究、高新技术研发的综合性海洋科研机构,是国际海洋科学领域具有重要影响的研究所。
海洋研究所设有5个中国科学院重点实验室,7个联合实验室,此外,该所还设有海洋生物分类与系统演化实验室、胶州湾海洋生物系统国家野外科学观察研究站、中国科学院海洋生物工程技术研究发展中心。
中国科学院重点实验室:中国科学院海洋地质与环境重点实验室、中国科学院海洋环流与波动重点实验室、中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室、中国科学院实验海洋生物学重点实验室、中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室 。
联合实验室:中美联合海洋生态动力学开放实验室、中日海洋腐蚀环境共同研究中心、中日海洋防腐涂料研究发展中心、山东省腐蚀科学重点实验室、青岛市海洋生物技术重点实验室、海洋环流与气候环境联合研究中心、中科院海洋所 獐子岛渔业 海洋生态养殖联合实验室 。
5. 海洋环境腐蚀等级划分标准
按防腐对象材质和腐蚀机理,海洋防腐涂料可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。海洋钢结构防腐涂料主要指运输船舶、集装箱、海上桥梁、港口机械、输油管线、海上采油平台等大型设施的防腐涂料,非钢结构海洋防腐涂料主要指海洋混凝土构造物防腐涂料。海洋防腐涂料主要有无机富锌、有机富锌、有机硅、环氧、丙烯酸、聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷类涂料,可根据不同海洋环境腐蚀特点和防腐年限选用不同的涂料和涂层体系。
海洋防腐涂料一般要求具有如下性能:
①具有良好的物理性能。对腐蚀介质抗渗性好,对钢材表面附着力好;
②具有良好的力学性能。耐海水冲刷、耐海冰碰撞、耐船舶停靠的磨损;
③具有优异的化学性能。耐海水、耐盐雾、耐油、耐化学品、耐紫外线等的侵蚀;
④与电化学保护系统相容性好。飞溅区和全浸区涂料要具有耐阴极剥离性;
⑤具有良好施工性能。可在各种环境条件下对不同结构进行高质量涂装施工;
⑥符合健康、环保、安全的要求。要求涂料固含量高,挥发性有机化合物(VOC)含量符合国家或国际标准要求;
⑦其他特殊要求。如:淡水舱涂料要求无毒性并符合国家卫生认证要求;用于不锈钢表面的涂层中可滤去氯含量不能超过200mg/kg,涂层中不含锌;船舶压载舱涂料要符合国际海事局(IMO)《船舶压载舱保护涂层性能标准》的要求;船舶水线以下部位涂料要求防止海生物附着等。
常用的海洋重防腐涂料主要相关国际标准有:
①ISO12944防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护;
②NORSOKM501表面处理和保护涂料;
③ISO20340近海及相关结构防护涂层体系的性能要求;
④NACESPO108防护涂层对近海结构的腐蚀控制;
⑤IMO船舶压载舱保护涂层性能标准(PSPC)。
海洋防腐涂料及其涂层配套通常要满足ISO12944、NORSOKM501、NACESPO108和ISO20340相关防腐标准的要求。一般都要预先通过严格的腐蚀试验和认证,试验项目主要有:
①耐盐雾(盐水)试验4000h;
②耐阴极剥离试验;
③耐湿热试验4000h;
④循环腐蚀试验4200h。
6. 海洋环境腐蚀等级分类
1 C3和C4的防腐要求不同。2 C3级别的防腐要求主要针对一般腐蚀环境,如工业环境等,要求在规定时间内不出现锈蚀、脱落等情况;而C4级别的防腐要求则主要针对海洋、湿润和高腐蚀环境,要求在规定时间内不出现明显的锈蚀、脱落等情况。3 此外,C4级别的防腐要求比C3级别的更严格,需要更高质量的材料和更精湛的工艺,因此成本也相对较高。
7. 海洋环境腐蚀性
C5防腐等级标准主要适用于海拔高度超过1500m的地区,腐蚀性化学物质的浓度超过80mg/m³的工厂和海洋环境。该等级要求材料在海洋环境和腐蚀性气体环境中,实际使用时间不超过6年,外表面不受腐蚀。
这里标准分为4个级别,具体如下: 一级:外表面在盐雾环境中能得到完全保护,比较适合在空气中悬浮的粉尘、溶液和气体的环境中。
8. 海洋环境的腐蚀情况
①含盐量:含盐量影响到水的电导率和含氧量,因此对腐蚀有很大影响。海水中的所含盐分几乎都处于电离状态,这使得海水成为一种导电性很强的电解质溶液。另外,海水中存在着大量的氯离子,对金属的钝化起着破坏作用。
②溶解氧:由于氧去相化腐蚀是海水腐蚀的主要形成,因此海水中溶解氧的含量是影响海水腐蚀的主要因素。随着盐度的增加和温度升高,溶解氧含量会降低。在海水表层,大气中有足够的氧溶入海水中,海水中的腐蚀与含氧量成互比关系。但是当海水中的含氧量达到一定值,可以满足扩散过程所需要时,含氧量的变化对腐蚀不足以产生明显的作用。
9. 海洋环境的腐蚀情况可分为五大区
海研所指的是海研海洋研究所。是政府正式批准的海洋生物研发、宣传、销售机构,总部设在烟台,子公司设在国内各大沿海城市,生产基地位于威海,机构自成立以来,始终以“客户至上、信誉第一”为宗旨,以诚为本、恪守信用、为广大顾客提供热情周到的服务为目标。
10. 海洋环境腐蚀等级划分
NEMA 4X是美国电气制造商协会(NEMA)制定的一个标准,用于评估电气设备外壳的防护等级。NEMA 4X等级的电气设备外壳具有以下特点:
1. 防护等级:NEMA 4X等级表示电气设备外壳可以提供防水、防尘、防腐蚀等级别的保护,可在恶劣环境下使用。
2. 材质:该等级的电气设备外壳通常使用不锈钢或塑料等材质制成,具有较强的耐腐蚀性。
3. 密封性:该等级的电气设备外壳具有良好的密封性能,可以有效防止水、灰尘等外界物质进入设备内部。
4. 耐用性:该等级的电气设备外壳具有较强的耐用性,通常能够承受一定的物理冲击和震动。
因此,NEMA 4X等级的电气设备外壳可以提供较高的防护水平,适用于恶劣的工业环境,例如化学工厂、海洋平台等。