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腐蚀问题遍及国民经济建设的各个领域,大量的构件、装备和设施因腐蚀而失效,给国家带来了巨大的经济损失。其中金属的大气腐蚀最为普遍和严重,金属大气腐蚀造成的经济损失约占各类腐蚀总和的50%。因此,研究金属在大气环境中的腐蚀性能,了解其在不同环境中的腐蚀规律和耐蚀特性,对于合理选用材料,提供相应的防护措施,控制其在大气中的腐蚀速度,延长设备、材料的使用寿命,减少腐蚀造成的经济损失,不仅有重要的理论意义,而且有广泛的应用价值。 碳钢和低合金钢是各种构件,装备和工程设施中最常用的金属材料,在我国典型地区大气环境中碳钢及低合金钢长期腐蚀规律,满足动力学方程D=A·t~n(式中:D—腐蚀深度,μm;t—暴露时间;A—常数值相当于第一年的腐蚀深度,与环境和材料有关;n值表征腐蚀的发展趋势,随钢种和环境差异很大,但一般不但最超过1),表明我国大多数地区随时间的延长,腐蚀率逐渐下降并趋于平稳。但在热带海洋大气环境条件下,却表现出A值相对较小,n值大于1(如在海南万宁,琼海等地),高的可达1.97,说明在这些地区腐蚀产物并不具保护性,腐蚀速度有继续上升的趋势,既表现出所谓“异常”现象。 本文作者采用Q235钢和Cor-TenA钢两种金属材料样品,在不同表面状态情况下,在中国海南万宁市进行距海边不同距离,不同试验周期大气暴露试验,用SEM和X射线衍射等对锈层和腐蚀产物进行分析,作为对比同时在青岛海边也进行类似暴露试验。并对试验区域的温度,湿度等气象条件和Cl~-浓度等介质条件进行连续检测分析研究。 研究表明,高湿热海洋性环境对钢大气腐蚀的影响是一个复杂的过程,具有双重性。初期钢表面光滑,虽然钢表面形成具有保护性长期稳定致密的锈层是困难的,但总的来说,在较短的时间内能形成略具保护性锈层,对钢大气腐蚀起一定减缓作用,使腐蚀率随时间呈下降趋势。但是从长远看高湿热气候具有很高的腐蚀性,如果湿热再加上高Cl~-浓度,保护锈层遭到破坏,使腐蚀率反转,钢腐蚀率急剧上升。反转时间快慢随钢的品种、质量、初期表面状态和暴露环境条件不同而不同。决定钢大气腐蚀的主要环境因素是湿热气候和Cl~-浓度。 万宁等地长期暴露钢的大气腐蚀出现的所谓“异常”现象正是高湿热海洋性大气腐蚀性特征的反映。其产生原因是:在高湿热,高日照,强辐射强度和高Cl~-浓度的综合作用下,使建立起来的锈层,随时间的推移起加速腐蚀作用造成的。