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海洋腐蝕與防護 版權信息
- ISBN：9787030755599
- 條形碼：9787030755599 ; 978-7-03-075559-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
海洋腐蝕與防護 內容簡介
《海洋腐蝕與防護技術》在近十年來的高等院校科研和研究生教學中發揮了重要作用，已廣泛被業內研究單位及有關高校使用，獲得了良好口碑。本書擬在**版基礎上做大幅度更新。本書從基礎理論、海洋環境背景為起點，首先介紹海洋腐蝕環境特點、腐蝕類型、腐蝕電化學過程；其次介紹防護技術，從選材、改善環境、表面處理以及電化學保護等四個方面展開；然后講述腐蝕試驗方法和檢測技術；*后以實際工程案例綜合上述理論知識和技術方法。
海洋腐蝕與防護 目錄
目錄
前言
緒論 1
0.1 腐蝕與防護的意義 1
0.1.1 腐蝕損害 1
0.1.2 腐蝕控制的意義 6
0.1.3 控制腐蝕危害的途徑 6
0.2 腐蝕定義、腐蝕環境與腐蝕學 7
0.3 腐蝕工程 8
參考文獻 9
第1章 海洋腐蝕環境 10
1.1 海洋大氣區 10
1.1.1 濕度 10
1.1.2 溫度和溫差 11
1.1.3 鹽分含量 12
1.1.4 工業污染 12
1.2 飛濺區和潮差區 13
1.3 全浸區 13
1.4 海泥區 19
思考題 21
參考文獻 21
第2章 腐蝕分類 22
2.1 電偶腐蝕 22
2.2 小孔腐蝕 24
2.3 縫隙腐蝕 25
2.4 晶間腐蝕 25
2.5 選擇性腐蝕 26
2.6 磨損腐蝕 27
2.7 應力腐蝕開裂 27
2.8 腐蝕疲勞 28
2.9 氫損傷 28
2.10 雜散電流腐蝕 28
思考題 30
參考文獻 30
第3章 電化學腐蝕熱力學 31
3.1 腐蝕原電池 31
3.2 腐蝕熱力學判據 35
3.2.1 自由能 35
3.2.2 電極電位 36
3.2.3 腐蝕原電池電動勢 38
3.3 電勢（位）-pH圖 39
3.3.1 理論電勢（位）-pH圖 40
3.3.2 電勢（位）-pH圖在腐蝕與防護中的應用 44
思考題 47
參考文獻 47
第4章 電化學腐蝕動力學—電極過程動力學基礎 48
4.1 電極過程的基本特征 48
4.2 電化學極化過程 52
4.3 濃差極化過程 57
4.4 混合極化過程 59
4.5 金屬電化學腐蝕速率基本方程 60
4.5.1 Tafel直線外推法 63
4.5.2 線性極化法 64
4.5.3 弱極化法 64
4.6 鈍化作用 66
4.6.1 鈍化現象與鈍化理論 66
4.6.2 鈍化曲線 67
4.6.3 鈍化作用的應用—陽極保護 69
思考題 71
參考文獻 71
第5章 電化學測量技術 72
5.1 電化學測量技術的實驗裝置 72
5.1.1 電極 72
5.1.2 電解池 73
5.1.3 電位、電流的測量 74
5.2 穩態極化曲線的測量 75
5.2.1 穩態與暫態 75
5.2.2 控制電位法和控制電流法 78
5.3 暫態法測定金屬腐蝕速率 79
5.3.1 恒流充電法 80
5.3.2 小幅三角波法 84
5.4 交流阻抗譜法 86
5.4.1 電化學阻抗譜的基本知識 86
5.4.2 電化學過程控制引起的阻抗 91
5.4.3 含有濃差極化引起的交流阻抗 92
5.4.4 其他電化學阻抗譜解 93
5.5 循環伏安法 94
思考題 94
參考文獻 94
第6章 常用耐蝕材料及其在海洋環境中的耐蝕性 95
6.1 常用耐蝕材料分類 95
6.1.1 鋼鐵材料 95
6.1.2 銅與銅合金 98
6.1.3 鋁與鋁合金 98
6.1.4 鈦與鈦合金 98
6.1.5 鎳與鎳合金 99
6.1.6 鉛與鉛合金 99
6.1.7 其他有色金屬 99
6.1.8 碳系列材料 99
6.1.9 硅酸鹽系材料 100
6.1.10 有機玻璃 100
6.1.11 塑料 100
6.1.12 橡膠 102
6.2 海洋環境中材料的耐蝕性 102
6.2.1 鋼鐵材料 102
6.2.2 銅與銅合金 105
6.2.3 鋁與鋁合金 106
6.2.4 鈦與鈦合金 107
6.2.5 鋅與鋅合金 108
6.2.6 鎂與鎂合金 108
6.2.7 鎳與鎳合金 109
6.2.8 其他有色金屬及其合金 112
思考題 114
參考文獻 114
第7章 表面處理與涂層技術 115
7.1 金屬表面處理 115
7.1.1 鋁及鋁合金的陽極氧化 115
7.1.2 鋼鐵的氧化和磷化 120
7.1.3 鎂合金及其表面處理 123
7.1.4 鈦合金及其表面處理 125
7.2 金屬鍍層技術 127
7.2.1 電鍍 127
7.2.2 常用電鍍工藝簡介 128
7.2.3 化學鍍鎳 133
7.2.4 熱浸鍍和熱噴涂 137
7.2.5 氣相沉積技術 140
7.3 防腐涂料 142
7.3.1 涂料的組成與分類 142
7.3.2 防腐涂料發展及應用現狀 144
7.3.3 涂料的使用方法—涂裝工藝 149
7.4 鋅鉻涂層 151
7.4.1 鋅鉻涂層組成 151
7.4.2 鋅鉻涂層性能特點 152
7.4.3 鋅鉻涂層研究現狀 152
7.4.4 存在的問題及研究方向 153
思考題 154
參考文獻 154
第8章 緩蝕劑 156
8.1 緩蝕劑的分類 156
8.1.1 按照作用機理分類 156
8.1.2 按照成分分類 157
8.1.3 按照應用環境分類 157
8.1.4 按照緩蝕劑膜分類 157
8.2 緩蝕機理 158
8.2.1 電化學理論 158
8.2.2 吸附理論 159
8.2.3 成膜理論 160
8.3 緩蝕劑測定評定方法 161
8.3.1 失重實驗 162
8.3.2 電化學測定方法 163
8.3.3 物理分析技術 165
8.3.4 量子化學計算 165
8.4 海洋環境中緩蝕劑的應用 166
8.4.1 海水緩蝕劑 166
8.4.2 氣相緩蝕劑 178
8.4.3 酸性緩蝕劑 182
8.4.4 預膜技術 200
思考題 204
參考文獻 204
第9章 陰極保護 206
9.1 陰極保護原理 206
9.1.1 基本原理 206
9.1.2 陰極保護種類及其特點 208
9.1.3 主要參數 208
9.1.4 影響因素 210
9.2 犧牲陽極的陰極保護 211
9.2.1 犧牲陽極的性能及種類 211
9.2.2 犧牲陽極的陰極保護設計 214
9.2.3 應用舉例 215
9.3 外加電流的陰極保護 221
9.3.1 系統特點 221
9.3.2 系統組成 221
9.3.3 系統設計 225
9.3.4 應用舉例 225
9.4 陰極保護新進展 226
9.4.1 犧牲陽極的發展 226
9.4.2 輔助陽極的發展 227
9.4.3 參比電極的發展 227
9.4.4 外加電流陰極保護的發展方向 228
9.5 陰極保護計算機輔助設計 228
9.5.1 經驗法 228
9.5.2 縮比模型法 229
9.5.3 數值模擬法 230
9.6 脈沖陰極保護技術 237
9.6.1 脈沖陰極保護技術的發展歷史 237
9.6.2 脈沖陰極保護技術的特點 238
9.7 直流雜散電流的腐蝕與防護 239
9.7.1 管道雜散電流的腐蝕與防護 239
9.7.2 排流保護法的種類 245
9.7.3 船體雜散電流的腐蝕與防護 246
思考題 249
參考文獻 250
第10章 海洋生物污損與微生物腐蝕 251
10.1 海洋生物污損的危害、污損生物種類以及污損機理簡介 251
10.1.1 海洋生物污損的危害 251
10.1.2 污損生物種類 252
10.1.3 污損機理簡介 252
10.2 海洋防污的方法 253
10.2.1 涂覆防生物污損涂料 253
10.2.2 施加液態氯 257
10.2.3 電解海水防污 257
10.2.4 電解重金屬防污 258
10.2.5 銅合金覆膜和防污損材料 260
10.2.6 其他物理方法 261
10.3 微生物腐蝕 261
10.3.1 微生物腐蝕概述 261
10.3.2 典型微生物腐蝕機理 262
10.3.3 微生物腐蝕研究方法 265
10.3.4 微生物腐蝕防護 268
思考題 270
參考文獻 271
第11章 腐蝕實驗方法 274
11.1 常用腐蝕評定方法 274
11.1.1 表觀檢查 274
11.1.2 重量法 276
11.1.3 失厚測量與孔蝕深度測量 279
11.1.4 氣體容量法 282
11.1.5 電阻法 284
11.1.6 力學性能與腐蝕評定 285
11.1.7 溶液分析與指示劑法 286
11.2 實驗方法舉例 287
11.2.1 模擬全浸實驗—常規實驗室腐蝕方法之一 287
11.2.2 孔蝕實驗 288
11.2.3 鹽霧實驗 292
11.2.4 應力腐蝕開裂實驗 294
11.2.5 氫滲透實驗 295
11.2.6 現場暴露實驗 297
思考題 304
參考文獻 304
第12章 腐蝕檢測、監測與評價 305
12.1 物理法 305
12.1.1 腐蝕掛片法 305
12.1.2 測厚法 306
12.1.3 電阻探針法 307
12.2 電化學法 309
12.2.1 線性極化法 309
12.2.2 電化學噪聲法 310
12.2.3 腐蝕電位測定法 311
12.2.4 陰極保護監測技術 312
12.3 新型方法 317
12.3.1 FSM技術 317
12.3.2 “智能豬”檢測系統 318
12.4 其他檢測/監測方法 319
12.4.1 硫酸鹽還原菌檢測 319
12.4.2 總鐵與亞鐵含量測定 320
12.4.3 滲氫測定和pH測定 320
12.4.4 Cl-含量測定 321
12.5 旁路檢測法 321
12.5.1 旁路式管道內腐蝕檢測系統的構成 321
12.5.2 旁路式管道內腐蝕檢測系統作用及優點 321
思考題 325
參考文獻 325
第13章 案例 326
13.1 固定式海洋平臺導管架 326
13.2 海底管線 328
13.3 艦船及其附屬結構 330
13.4 跨海大橋 331
參考文獻 331
前言
緒論 1
0.1 腐蝕與防護的意義 1
0.1.1 腐蝕損害 1
0.1.2 腐蝕控制的意義 6
0.1.3 控制腐蝕危害的途徑 6
0.2 腐蝕定義、腐蝕環境與腐蝕學 7
0.3 腐蝕工程 8
參考文獻 9
第1章 海洋腐蝕環境 10
1.1 海洋大氣區 10
1.1.1 濕度 10
1.1.2 溫度和溫差 11
1.1.3 鹽分含量 12
1.1.4 工業污染 12
1.2 飛濺區和潮差區 13
1.3 全浸區 13
1.4 海泥區 19
思考題 21
參考文獻 21
第2章 腐蝕分類 22
2.1 電偶腐蝕 22
2.2 小孔腐蝕 24
2.3 縫隙腐蝕 25
2.4 晶間腐蝕 25
2.5 選擇性腐蝕 26
2.6 磨損腐蝕 27
2.7 應力腐蝕開裂 27
2.8 腐蝕疲勞 28
2.9 氫損傷 28
2.10 雜散電流腐蝕 28
思考題 30
參考文獻 30
第3章 電化學腐蝕熱力學 31
3.1 腐蝕原電池 31
3.2 腐蝕熱力學判據 35
3.2.1 自由能 35
3.2.2 電極電位 36
3.2.3 腐蝕原電池電動勢 38
3.3 電勢（位）-pH圖 39
3.3.1 理論電勢（位）-pH圖 40
3.3.2 電勢（位）-pH圖在腐蝕與防護中的應用 44
思考題 47
參考文獻 47
第4章 電化學腐蝕動力學—電極過程動力學基礎 48
4.1 電極過程的基本特征 48
4.2 電化學極化過程 52
4.3 濃差極化過程 57
4.4 混合極化過程 59
4.5 金屬電化學腐蝕速率基本方程 60
4.5.1 Tafel直線外推法 63
4.5.2 線性極化法 64
4.5.3 弱極化法 64
4.6 鈍化作用 66
4.6.1 鈍化現象與鈍化理論 66
4.6.2 鈍化曲線 67
4.6.3 鈍化作用的應用—陽極保護 69
思考題 71
參考文獻 71
第5章 電化學測量技術 72
5.1 電化學測量技術的實驗裝置 72
5.1.1 電極 72
5.1.2 電解池 73
5.1.3 電位、電流的測量 74
5.2 穩態極化曲線的測量 75
5.2.1 穩態與暫態 75
5.2.2 控制電位法和控制電流法 78
5.3 暫態法測定金屬腐蝕速率 79
5.3.1 恒流充電法 80
5.3.2 小幅三角波法 84
5.4 交流阻抗譜法 86
5.4.1 電化學阻抗譜的基本知識 86
5.4.2 電化學過程控制引起的阻抗 91
5.4.3 含有濃差極化引起的交流阻抗 92
5.4.4 其他電化學阻抗譜解 93
5.5 循環伏安法 94
思考題 94
參考文獻 94
第6章 常用耐蝕材料及其在海洋環境中的耐蝕性 95
6.1 常用耐蝕材料分類 95
6.1.1 鋼鐵材料 95
6.1.2 銅與銅合金 98
6.1.3 鋁與鋁合金 98
6.1.4 鈦與鈦合金 98
6.1.5 鎳與鎳合金 99
6.1.6 鉛與鉛合金 99
6.1.7 其他有色金屬 99
6.1.8 碳系列材料 99
6.1.9 硅酸鹽系材料 100
6.1.10 有機玻璃 100
6.1.11 塑料 100
6.1.12 橡膠 102
6.2 海洋環境中材料的耐蝕性 102
6.2.1 鋼鐵材料 102
6.2.2 銅與銅合金 105
6.2.3 鋁與鋁合金 106
6.2.4 鈦與鈦合金 107
6.2.5 鋅與鋅合金 108
6.2.6 鎂與鎂合金 108
6.2.7 鎳與鎳合金 109
6.2.8 其他有色金屬及其合金 112
思考題 114
參考文獻 114
第7章 表面處理與涂層技術 115
7.1 金屬表面處理 115
7.1.1 鋁及鋁合金的陽極氧化 115
7.1.2 鋼鐵的氧化和磷化 120
7.1.3 鎂合金及其表面處理 123
7.1.4 鈦合金及其表面處理 125
7.2 金屬鍍層技術 127
7.2.1 電鍍 127
7.2.2 常用電鍍工藝簡介 128
7.2.3 化學鍍鎳 133
7.2.4 熱浸鍍和熱噴涂 137
7.2.5 氣相沉積技術 140
7.3 防腐涂料 142
7.3.1 涂料的組成與分類 142
7.3.2 防腐涂料發展及應用現狀 144
7.3.3 涂料的使用方法—涂裝工藝 149
7.4 鋅鉻涂層 151
7.4.1 鋅鉻涂層組成 151
7.4.2 鋅鉻涂層性能特點 152
7.4.3 鋅鉻涂層研究現狀 152
7.4.4 存在的問題及研究方向 153
思考題 154
參考文獻 154
第8章 緩蝕劑 156
8.1 緩蝕劑的分類 156
8.1.1 按照作用機理分類 156
8.1.2 按照成分分類 157
8.1.3 按照應用環境分類 157
8.1.4 按照緩蝕劑膜分類 157
8.2 緩蝕機理 158
8.2.1 電化學理論 158
8.2.2 吸附理論 159
8.2.3 成膜理論 160
8.3 緩蝕劑測定評定方法 161
8.3.1 失重實驗 162
8.3.2 電化學測定方法 163
8.3.3 物理分析技術 165
8.3.4 量子化學計算 165
8.4 海洋環境中緩蝕劑的應用 166
8.4.1 海水緩蝕劑 166
8.4.2 氣相緩蝕劑 178
8.4.3 酸性緩蝕劑 182
8.4.4 預膜技術 200
思考題 204
參考文獻 204
第9章 陰極保護 206
9.1 陰極保護原理 206
9.1.1 基本原理 206
9.1.2 陰極保護種類及其特點 208
9.1.3 主要參數 208
9.1.4 影響因素 210
9.2 犧牲陽極的陰極保護 211
9.2.1 犧牲陽極的性能及種類 211
9.2.2 犧牲陽極的陰極保護設計 214
9.2.3 應用舉例 215
9.3 外加電流的陰極保護 221
9.3.1 系統特點 221
9.3.2 系統組成 221
9.3.3 系統設計 225
9.3.4 應用舉例 225
9.4 陰極保護新進展 226
9.4.1 犧牲陽極的發展 226
9.4.2 輔助陽極的發展 227
9.4.3 參比電極的發展 227
9.4.4 外加電流陰極保護的發展方向 228
9.5 陰極保護計算機輔助設計 228
9.5.1 經驗法 228
9.5.2 縮比模型法 229
9.5.3 數值模擬法 230
9.6 脈沖陰極保護技術 237
9.6.1 脈沖陰極保護技術的發展歷史 237
9.6.2 脈沖陰極保護技術的特點 238
9.7 直流雜散電流的腐蝕與防護 239
9.7.1 管道雜散電流的腐蝕與防護 239
9.7.2 排流保護法的種類 245
9.7.3 船體雜散電流的腐蝕與防護 246
思考題 249
參考文獻 250
第10章 海洋生物污損與微生物腐蝕 251
10.1 海洋生物污損的危害、污損生物種類以及污損機理簡介 251
10.1.1 海洋生物污損的危害 251
10.1.2 污損生物種類 252
10.1.3 污損機理簡介 252
10.2 海洋防污的方法 253
10.2.1 涂覆防生物污損涂料 253
10.2.2 施加液態氯 257
10.2.3 電解海水防污 257
10.2.4 電解重金屬防污 258
10.2.5 銅合金覆膜和防污損材料 260
10.2.6 其他物理方法 261
10.3 微生物腐蝕 261
10.3.1 微生物腐蝕概述 261
10.3.2 典型微生物腐蝕機理 262
10.3.3 微生物腐蝕研究方法 265
10.3.4 微生物腐蝕防護 268
思考題 270
參考文獻 271
第11章 腐蝕實驗方法 274
11.1 常用腐蝕評定方法 274
11.1.1 表觀檢查 274
11.1.2 重量法 276
11.1.3 失厚測量與孔蝕深度測量 279
11.1.4 氣體容量法 282
11.1.5 電阻法 284
11.1.6 力學性能與腐蝕評定 285
11.1.7 溶液分析與指示劑法 286
11.2 實驗方法舉例 287
11.2.1 模擬全浸實驗—常規實驗室腐蝕方法之一 287
11.2.2 孔蝕實驗 288
11.2.3 鹽霧實驗 292
11.2.4 應力腐蝕開裂實驗 294
11.2.5 氫滲透實驗 295
11.2.6 現場暴露實驗 297
思考題 304
參考文獻 304
第12章 腐蝕檢測、監測與評價 305
12.1 物理法 305
12.1.1 腐蝕掛片法 305
12.1.2 測厚法 306
12.1.3 電阻探針法 307
12.2 電化學法 309
12.2.1 線性極化法 309
12.2.2 電化學噪聲法 310
12.2.3 腐蝕電位測定法 311
12.2.4 陰極保護監測技術 312
12.3 新型方法 317
12.3.1 FSM技術 317
12.3.2 “智能豬”檢測系統 318
12.4 其他檢測/監測方法 319
12.4.1 硫酸鹽還原菌檢測 319
12.4.2 總鐵與亞鐵含量測定 320
12.4.3 滲氫測定和pH測定 320
12.4.4 Cl-含量測定 321
12.5 旁路檢測法 321
12.5.1 旁路式管道內腐蝕檢測系統的構成 321
12.5.2 旁路式管道內腐蝕檢測系統作用及優點 321
思考題 325
參考文獻 325
第13章 案例 326
13.1 固定式海洋平臺導管架 326
13.2 海底管線 328
13.3 艦船及其附屬結構 330
13.4 跨海大橋 331
參考文獻 331
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海洋腐蝕與防護 節選
緒論 0.1腐蝕與防護的意義 0.1.1腐蝕損害 腐蝕是材料受環境的作用而發生破壞或變質從而失去原有功能的一種現象。腐蝕的主體—材料，包括各種金屬和非金屬材料。材料腐蝕問題涉及國民經濟的各個領域，包括：能源（石油、天然氣、煤炭、火能、水能、核能、風能等）、交通（航空、鐵路、公路、船舶等）、機械、冶金（火法冶金、濕法冶金、電冶金、化工冶金等）、化工（石油化工、煤化工、精細化工、制藥工業等）、輕工、紡織、城鄉建設、農業、食品、電子、信息、海洋開發等，還有尖端科技和國防工業。凡是使用材料的地方，都存在不同形式和不同程度的腐蝕問題。可以說腐蝕無時無處不存在，所造成的后果也十分嚴重，可以從以下幾個方面說明腐蝕的危害。 1.巨大的經濟損失 腐蝕造成的經濟損失可分為直接損失和間接損失。直接損失主要包括：更換設備和構件費、修理費和防蝕費等。間接損失則包括：停產損失、事故賠償、腐蝕泄漏引起的產品流失、腐蝕產物積累或腐蝕破損引起的效能降低以及腐蝕產物導致成品質量下降等所造成的損失。其中間接損失遠遠大于直接損失，且難以估計。 腐蝕損失評價常用Uhlig方法（即從制造和生產方面推算）、Hoar方法（從各個使用領域推算，源自英國學者T.P.Hoar）和Battelle方法（從國家或地區的經濟活動領域劃分推算）。根據慣用的估算方法，金屬構筑物在一般環境下的防腐蝕費用占整體成本的2%～4%，而在腐蝕因素較多的海洋環境中則達到10%～30%。因此，在致力開發海洋資源、發展海洋藍色經濟的今天，海洋腐蝕及其防護彰顯了重要性。 據統計，每年因腐蝕造成的經濟損失占國民生產總值（GNP）的3%～5%，其上限包含了間接經濟損失；因腐蝕消耗的鋼材大約為鋼材年產量的三分之一，其中占總產量十分之一的部分是不可回收利用的。根據典型企業有效統計及統計遺漏率估算，鋼鐵行業腐蝕損失占行業生產總值比重在1.40%±0.10%，以2013年和2014年鋼鐵行業生產總值7.63萬億元和7.43萬億元計算，鋼鐵行業年腐蝕損失總計在950億～1150億元。 雖然因腐蝕造成的經濟損失大約相當于水災、火災、風暴和地震等自然災害損失總和的6倍，但因為這種損失不像上述自然災害那樣比較集中，所以人們對腐蝕造成的危害沒有特別重視。 21世紀是海洋的世紀，海洋資源的開發與利用具有廣闊的發展前景，世界海洋經濟也得到了空前的發展。有數據表明，海洋腐蝕損失占腐蝕造成的經濟損失的約三分之一以上[1]。圖0-1顯示了2009～2014年中國海洋工程防腐總費用。 鋼筋混凝土結構中的鋼筋腐蝕問題也不容忽視。在1981年調查的華南18座海港鋼筋混凝土碼頭中，因鋼筋腐蝕而危及安全使用的占89%。1985年調查的北方港口，因鋼筋腐蝕而造成混凝土結構破損的占總數的44%[2]。在海洋大氣環境中工作的艦載飛機以及從海面上起飛的水上飛機，出現過由于修復腐蝕損失的費用超過本身造價而提前報廢的情況。 20世紀六七十年代，某些國家曾對本國的腐蝕損失進行過調查。2007年國際貨幣基金組織提供的數據顯示全球范圍內的腐蝕損失為1.3萬億～1.4萬億歐元，占世界GDP的2%左右[3]，這還不包括腐蝕帶來的間接損失。2005年，美國腐蝕工程師協會（NACE）調查顯示，美國腐蝕防護總損失為2760億美元，約占全年GDP總量的3.10%[4]。由表0-1可以看出，即使是發達國家，腐蝕造成的損失也相當可觀。按美國腐蝕工程師協會主席霍特伯姆（W.B.Holtabaum）的說法，美國腐蝕損失達1100美元 人-1 年-1。 近年來，我國兩次權威的腐蝕調查，一是由柯偉院士牽頭編寫的《中國腐蝕調查報告》，數據顯示：2000年我國每年腐蝕造成的直接損失約2288億元人民幣（利用Hoar估算法），占我國GNP的2.4%；若計入間接損失，腐蝕總損失可達5000億元，約占我國GNP的5%，即2000年我國因腐蝕造成的損失約為400元 人-1[5]。二是由侯保榮院士牽頭組織的調查，其撰寫的專著《中國腐蝕成本》指出，采用Uhlig法在基礎建設、交通、能源、水環境、生產制造及公共事業等五大領域，覆蓋30多個國民經濟關鍵行業進行調查，統計出2014年中國腐蝕總成本為21278.2億元人民幣，占2014年中國GDP的3.34%，即每位中國公民當年需承擔約1550元人民幣的腐蝕成本。因此，腐蝕問題已經成為影響國民經濟和社會可持續發展的重要因素之一。 隨著我國經濟的迅猛發展，以及“關心海洋，認識海洋，經略海洋”戰略的實施，由于腐蝕所造成的經濟損失勢必也逐年上升，必須采取適當的防護措施，如對設備、零部件等進行有效防護、控制腐蝕，盡量減少腐蝕經濟損失。 2.對安全構成威脅 在航空航天、船舶、艦艇及機械結構方面因腐蝕造成的事故屢屢發生。海洋腐蝕屢屢向人類敲響警鐘。1985年8月12日，日本一架波音747客機由于應力腐蝕開裂而墜毀，造成500多人死亡，直接損失1億多美元。1967年，在美國東部快樂岬和卡諾加之間的一座鐵橋，使用了40年后塌落在俄亥俄河中，使46人喪生。美國國家標準技術研究院和商業部的專家們對橋梁殘骸做了檢查，發現受力部分出現深達3mm以上的蝕孔，缺口處鋼材的抗斷強度顯著降低，致使蝕孔處發生應力腐蝕開裂（SCC）而釀成災難性事故[6]。 1980年3月，在北海？品扑褂吞锷献鳂I的“亞歷山大 基定德”號鉆井平臺，在8級大風掀起高6～8m海浪的反復沖擊下，5根巨大樁腿中的D號樁腿，因6根主撐管先后斷裂而發生剪切斷裂，萬余噸重的平臺在25min內傾倒并沉沒于汪洋大海，致使123名工作人員全部遇難，造成近海石油鉆探史上罕見的災難。挪威事故調查委員會檢查報告表明，D號樁腿上的D-6主撐管首先斷裂，這里曾經開過一個直徑325mm的孔，并焊上一個法蘭，準備安裝平臺定位聲吶裝置，而實際施工過程中并未安裝，開裂就從這個法蘭角上的6mm焊縫開始。裂紋在涌浪與載荷的反復作用下不斷擴展，*后導致平臺沉沒[6]。 2013年11月22日，青島市黃島區某輸油管線破裂爆炸。爆炸的直接原因是輸油管道與排水暗渠交匯處管道腐蝕減薄、管道破裂、原油泄漏，流入排水暗渠及反沖到路面。原油泄漏后，現場處置人員采用液壓破碎錘在暗渠蓋板上打孔破碎，產生撞擊火花，引發暗渠內油氣爆炸。事故共造成62人死亡、136人受傷，直接經濟損失7.5億元[7]。 化工廠的腐蝕事故更多，如儲酸槽穿孔泄漏造成重大環境污染；管道和設備的跑、冒、滴、漏，不但嚴重污染生產環境，而且有毒氣體，如氯、硫化氫、氰化氫等的泄漏更危及工作人員和附近居民的生命安全。因而，腐蝕對安全的危害決不容忽視。 3.阻礙新技術發展 一些新技術、新工藝、新產品的實現過程中，可能會遇到腐蝕問題，只有解決了這些棘手的腐蝕問題，這些新技術、新工藝、新產品才能夠得以發展。工業史上有許多例子，如鉛室法硫酸工業在找到了耐稀硫酸的鉛材之后才得以發展；發明了不銹鋼以后，生產硝酸和應用硝酸的工業才蓬勃興起。近代，美國在實施登月計劃的過程中，遇到一個嚴重的腐蝕問題，即盛放N2O4（氧化劑）的容器是用鈦合金（6%Al，4%V）制成的，其在試驗中幾小時內就破裂，經查是應力腐蝕所致。后來科學家找到了防止腐蝕開裂的方法，即在氧化劑中加入少量水（＞1.5%）或加入0.6%NO作為緩蝕劑，才控制了應力腐蝕，克服了這道障礙，人類終于登上了月球。 現在和未來的高新技術發展過程中，還會不斷遇到各種新的腐蝕問題，而且解決難度會越來越大，如化學、能源（包括核能）、航天工業等都有向高溫、高壓方向發展的趨勢，這樣可獲得更高的生產率、更快的生產速度和更低的生產成本，但高溫高壓卻會造成更加苛刻的腐蝕環境。早期的噴氣機油泵溫度約為790℃，現在已達到約1100℃，這就需要能適應高溫、高速的新材料。由于石油和天然氣的短缺，特別是我國，因此利用蘊藏量巨大的煤轉化為氣體或液體燃料是有重大意義的，但這就會遇到一連串的難題，高溫（超過1650℃）、高壓、粉塵的磨損腐蝕，硫化氫與加氫引起的氫腐蝕，以及開發適應高溫、高速、高腐蝕的泵閥和龐大的容器等。只有解決了這一系列問題，才可能獲得廉價的液化煤和氣化燃料，使得新技術得到應用，使我國乃至世界的經濟面貌大為改觀。為了探索深空、深海、深地等這些極端環境，必須解決腐蝕問題。 4.加速自然資源的耗損和浪費 地球只有薄薄的一層外殼儲藏著可用的礦藏，而金屬礦的儲量是有限的，并且越來越少。人類花費大量人力、物力，消耗相當多的能量而獲得的金屬材料，多數會在自然條件（大氣、天然水體、土壤）或人為條件（酸、堿、鹽及其他介質）下發生悄無聲息的腐蝕而消耗，變成無用的、不能回收的散碎的氧化物，致使整個配件、機械、設備和裝置報廢。21世紀以來，隨著陸地資源的逐漸減少，人類對海洋資源的開發日益加劇，在海洋這個腐蝕因素更多的環境中，金屬材料的腐蝕消耗會更加顯著，雖然人們采用陰極保護的方法能減緩鋼鐵的腐蝕，但同時也需要消耗更多的能源或其他活性金屬材料，如Al、Zn、Mg及其合金等。因此，腐蝕加速了自然資源的耗損和浪費。為了經濟持續、快速增長，迫切需要政府各部門、各企業和全民都來關注腐蝕問題，與腐蝕做斗爭，實現開源節流，促進經濟的可持續發展。 5.引起環境污染并導致水和土地資源緊缺 我國是一個水資源嚴重短缺的國家。我國淡水資源總量為2.8萬億m3左右，水資源總量僅占全球的6%。但人均淡水資源量只有2300m3，僅為世界人均占有量的1/4，被聯合國列為13個貧水國家之一，全國660個城市中有400多個城市供水不足。缺水給農業造成的經濟損失約1500億元，如2000年全國七大水系，化學需氧量（COD）的排放量達到1445萬t，2001年水質檢測達到三類水質的僅占29.5%，而低于五類的劣質水高達44%。如不采取有力措施，今后可供飲用的清潔水資源將更趨緊張。由于腐蝕導致設備工藝流程中的有害介質向外跑、冒、滴、漏所造成的污染，使全國水、土地資源緊缺的矛盾更為突出和尖銳。 地球表面的土地資源是有限的、脆弱的和不可再生的。我國因人口眾多，人均可耕地面積每千人約在5km2以下。而加拿大人均耕地面積是我國人均耕地面積的9倍。土地退化的主要原因和類型可分為水蝕、風蝕、化學退化（即工業污染）和自然退化等四個方面，都和水、大氣和化學品引起的污染有關。而密密麻麻的地下管網、西氣東輸的長輸管線、南水北調工程以及快速發展的高速鐵路等，均有腐蝕隱患，一旦發生，也會對土地資源造成污染和破壞。要對受污染的土地進行修復，無論是物理修復、化學修復或生物修復都將付出很大的代價。 0.1.2腐蝕控制的意義 實踐告訴人們腐蝕是可以控制的，若充分利用現有的防腐蝕技術，廣泛開展防腐蝕教育，并采用嚴格的防腐蝕設計與科學的管理，因腐蝕造成的經濟損失中有25%～40%是可以避免的。另外，仍有一半多的腐蝕損失在目前還沒有一種行之有效的防腐蝕方法來避免，需要今后加強腐蝕基礎理論、發展腐蝕與防護技術及工程應用研究來予以控制。可見，防腐蝕工作的潛在經濟價值與綜合效益是不可忽視的。 作為防腐蝕工程技術人員，除了掌握先進實用的防腐蝕理論與技術外，還需要宣傳腐蝕的危害性，呼吁全民關注腐蝕問題，各行各業重視腐蝕問題，廣泛普及腐蝕與防護知識，提高民眾的腐蝕科學素養，引起有關部門乃至全社會的重視，同心協力控制腐蝕，使腐蝕損失降到*低程度。 正是由于認識到了腐蝕危害的嚴重性，2009年經過世界腐蝕組織（Worldwide Corrosion Organization，WCO）各成員的討論并一致通過，在世界范圍內確立每年的4月24日作為“世界腐蝕日”（Worldwide Corrosion Day）。 0.1.3控制腐蝕危害的途徑 腐蝕好比金屬的癌癥和無焰的火災，面對建設資源節約型與環境友好型社會，實施可持續發展的任務，我們希望全社會要像關注環境保護、減災、醫學一樣來關注腐蝕問題，對腐蝕及其控制提出如下建議。 1.提高腐蝕防護意識 全面協調和可持
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