海洋大气环境下钢结构腐蚀行为的研究

摘 要随着科学技术的不断发展，海洋经济日益成为国民经济支柱产业的主要组成部分，大量的近海和海上设施投入运营，其中包括海底隧道、沿海机场、近海石油储罐群和海上钻井平台等，这些建筑设施所需的主要材料为钢结构。然而，在海洋大气中钢结构的腐蚀问题日益严重，严重影响设备的使用寿命，同时也给设备的安全带来隐患。针对海洋大气环境中钢结构的腐蚀行为和机理进行研究有助于建立有效的防腐蚀措施，减少经济损失。本文通过盐雾试验、表观腐蚀形貌分析、金相分析、极化曲线测量试验及腐蚀产物的 XRD 分析几种手段，分别研究了不同温度氯离子浓度以及干湿交替环境下 Q235 钢的腐蚀规律。研究结果表明：腐蚀速率随温度升高而增加；随着氯离子浓度增加腐蚀速率先增加后减小；干湿交替可以加速腐蚀；在海洋大气环境下，钢的主要腐蚀产物为 Fe2O3H2O 和 Fe3O4。关键词：海洋大气环境；盐雾试验；温度；氯离子浓度；干湿交替ABSTRACTMarine economy has become part of pillar with the development of science and technology. The Cross Harbor Tunnel is included the new marine industry. Steel is the main material of these devices. Corrosion of steel in the atmosphere is more and more serious in recent years. and it affects the service life of the equipments. Studying on the mechanism of offshore corrosion helps us master the regulation of corrosion , based on that we can take measures to reduce economic losses. In these paper we use salt spray testpolarization curve and so on to study the regulars patterns of corrosion. We study on the temperature ，concentration of chloride ion and alternating the wet and dry environment corrosion behavior. The corrosion rate is increased with the increasing temperature. Chloride ion concentration rate has a maximum value. Alternating wet and dry environment increases corrosion.The corrosion poruduct film is Fe2O3H2O and Fe3O4.Keywords: offshore; corrosion; temperature; Chloride ion concentration; wet and dry目 录第 1 章 前 言.11.1 近海大气腐蚀的研究意义 11.2 近海大气腐蚀的特点 11.3 近海大气钢结构的腐蚀机理 21.4 近海大气腐蚀影响因素研究现状 21.4.1 温度21.4.2 氯离子浓度31.4.3 干湿交替31.4.4 其它影响因素3第 2 章 实验方法介绍.52.1 盐雾试验 52.1.1 实验仪器及试剂52.1.2 实验原理62.1.3 实验步骤.62.2 极化曲线实验 92.2.1 实验仪器与试剂92.2.2 实验原理92.2.3 实验步骤10第 3 章 结果分析与讨论.123.1 温度对钢结构腐蚀的影响 123.1.1 盐雾试验123.1.2 腐蚀形貌133.1.3 极化曲线143.1.4 腐蚀产物膜分析.153.1.5 分析与讨论.163.2 氯离子浓度对钢结构腐蚀的影响 173.2.1 盐雾试验173.2.2 腐蚀形貌183.2.3 极化曲线193.2.4 腐蚀产物膜分析.213.2.5 分析与讨论.213.3 干湿交替对钢结构的腐蚀的影响 223.3.1 盐雾实验223.3.2 腐蚀形貌223.3.3 腐蚀产物膜分析243.3.4 分析与讨论.25第 4 章 结 论.26致谢.27参考文献.280第 1 章 前 言1.1 近海大气腐蚀的研究意义海洋面积约三亿六千万平方公里，约占地球总面积的十分之七，海洋具有丰富的资源，随着科学技术的迅速发展，海洋经济逐渐成为国民经济的支柱产业之一。人类开发海洋已经有几千年的历史，早期的海洋开发仅限于“兴海盐之利，行舟楫之便”；20 世纪 60 年代初；海洋开采拉开序幕；80 年代，海洋开采进入高技术革命时期；90年代全面开发利用管理海洋的黄金时代到来，海洋产业成为新的经济增长点。世界范围内已成熟的海洋产业有：海洋石油工业、海水制盐及盐化工业、海洋交通运输业和滨海砂矿开采业；新型的海洋工业还有海洋空间的建设(包括海上人工岛、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海上城市及海上娱乐场等)。钢材由于其高强度、优异的焊接性能及力学性能，且其来源广泛、价格便宜而成为主要的建筑材料。近年来，海洋大气中钢结构的腐蚀问题越来越严重，严重影响了设备的使用寿命，同时也带来了巨大的安全隐患。我国每年因环境腐蚀损失的钢材相当于包头公司的年产量 1。所以，对近海钢结构的腐蚀机理进行研究是极其必要的。1.2 近海大气腐蚀的特点海水腐蚀大致分为 5 个区：海洋大气区、海水飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海泥区 2,每个区有不同的腐蚀特点。浪花飞溅区是钢铁腐蚀最严重的区域，其次是潮差区和全浸区之间，全浸区的腐蚀速率明显低于两者 3。近海地区的腐蚀主要由海洋大气环境引起。一般的大气腐蚀环境分为乡村大气、工业大气和海洋大气。乡村大气比较纯净，含杂质较少；工业大气一般含有 SO2 和 H2S 等；海洋大气环境则不同，海洋大气是指在海平面以上由于海水的蒸发，形成含有大量盐分的大气环境 4。此种大气中盐雾含量较高，对金属有很强的腐蚀作用。与浸于海水中的钢铁腐蚀不同 ,海洋大气腐蚀同其它环境中的大气腐蚀一样是由于潮湿的气体在物体表面形成一个薄水膜而引起的。这种腐蚀大多发生在海上的船只、海上平台以及沿岸码头设施上。普通碳钢在海洋大气中的腐蚀比沙漠大气中大 50 倍100 倍 5。海洋大气中相对湿度较大，同时由于海水飞沫中含有氯化钠粒子，所以对于海洋钢结构来说，空气的相对湿度都高于它的临界值。因此，海洋大气中的钢铁表面很容易形成有腐蚀性的水膜。薄水膜对钢铁作用而发生大气腐蚀的过程，符合电解质中电化学腐蚀的规律。这个过程的特点是氧特别容易到达钢铁表面，因而钢铁腐蚀速度受氧极化过程控制。空气中所含杂质对1大气腐蚀影响很大，海洋大气中富含大量的海盐粒子，这些盐粒子杂质溶于钢铁表面的水膜中，使这层水膜变为腐蚀性很强的电解质，加速了腐蚀的进行，与干净大气的冷凝水膜比，被海雾周期饱和的空气能使钢的腐蚀速度增加 8 倍 6。1.3 近海大气钢结构的腐蚀机理钢结构海洋大气腐蚀是大气中诸多因素共同作用的结果，暴露在大气中的钢结构的腐蚀更容易受所处环境的影响 7。海洋大气区含有 CO2、SO 2、O 2、水蒸气等一些气体，除此之外还有一些硫酸盐和氯化钠的悬浮颗粒。海洋大气环境具有高盐分高湿度干湿循环等特点。海洋大气有相当高的湿度，钢结构在水蒸气的毛细作用、吸附和凝结的共同作用下在钢结构表面形成一层肉眼看不见的水膜，溶解 CO2、SO 2、O 2，成为强电解质。钢结构里主要成分是铁，其中也含有碳等微量元素，不同的成分的导电性不一样，加上强电解液使之构成原电池。铁作为阳极失去电子被氧化，生成铁锈。腐蚀速度主要取决于温度、湿度、含氧量以及大气组成盐分等。海洋大气由于湿度高温度高盐含量大，加上白天日照水分蒸发快，表面含盐量高。夜间降温形成高含盐水膜，使得腐蚀速率大大增加。大气中的 CO2SO2O2 融入水膜中，使得水膜酸度增大，加速腐蚀，加之氯离子的自催化作用，破坏表面的氧化膜，与金属离子结成络合物，使水膜中的氢含量增大，腐蚀加剧。距离海岸线 200 m 以内的区域，受到大气腐蚀的影响更严重 8。由此可见，海洋大气腐蚀在多种因素的共同作用下，比内陆腐蚀更加恶劣。1.4 近海大气腐蚀影响因素研究现状1.4.1 温度我国的海岸线绵延一万八千多公里，跨越温带、亚热带和热带。昼夜的变化和四季交替引起的温度变化都会对钢结构的腐蚀造成影响。渤海冬季各水层温度分布基本相同，等温线与等深线大体上平行分布。黄海冬季各水层温度分布极为相似，水温为1；夏季表层水为 28。刘学庆 9关于温度对海洋钢结构腐蚀影响的研究表明，在一般情况下，温度升高使化学反应速度增加，加重腐蚀，但对于一些板材来说温度升高反应速度可能降低，溶解氧的浓度也是一项影响腐蚀的因素，温度升高溶解氧含量减少，腐蚀减缓。Jung-Gu Kim 10等研究了温度对埋地钢管阴极保护效果的影响，结果表明：腐蚀电流密度随温度的升高而增加。聂向辉等人 11对 Q235 钢在大港油田中温度的影响进行了研究，得出在 20-50时其腐蚀电位比较接近阳极反应的平衡电位，其腐蚀过程受阴极反应氧的传输过程控制，在较高温度下是通过促进阴极反应的传质过程2增加了 Q235 的腐蚀速率。在一般的干大气环境中，由于湿度很低，低 于金属的临界湿度，温度对腐蚀的影响不是很明显。而对于近海大气这种湿度很高的环境，环境湿度往往大于金属的临界湿度，此时温度升高金属腐蚀加重。1.4.2 氯离子浓度 海水盐度会因纬度、气象、水文条件的不同而有差异。这些因素导致海水盐度在小范围内波动。全球表面海水盐度的变化在赤道附近最低，在纬度 20N 和纬度 20S 处最高 12。近海大气中含盐量比较高，其中含量最多的是氯离子，海水的盐度是指 1 Kg海水中溶解的盐类物质的总克数，海水的氯度是指 1 Kg 海水中溶解的氯离子的总克数13。 Corvo14认为氯离子浓度对于大气腐蚀的加速作用取决于一个地区的降雨机制，如果一个地区有较长时间的雨季或较大量的雨水，则会减少氯离子沉积率，从而降低腐蚀速率。海洋大气中有钙和镁的氯化物，这些氯化物的吸湿性增加了金属表面水膜形成的趋势，这在夜间更为明显 8。Cl 一 被认为是一种腐蚀加速剂，对大气腐蚀有重大影响。文献 15认为 Cl 一 对大气腐蚀的影响与 SO2 浓度、相对湿度值密切相关，而它们之间的联系相当复杂，有待于进一步研究。近海湿度高，使金属表面存在一层水膜，水膜中含有许多离子形成强电解液，氯离子的存在增加了导电性，随着氯离子的增多海水的腐蚀越来越严重。氯离子能破坏钢结构表面的氧化膜，并能和金属离子水解产生络合物，后者能产生氢离子，使得腐蚀更加严重。王光雍 16等人认为海水的含盐量还会影响电导率和含氧量，在氯离子不断增加的过程中海水的电导率和含氧量也会发生变化，通常存在极值点。1.4.3 干湿交替四季交替昼夜变化使钢结构长期处于干湿交替的环境中，刘刚 17等人研究了滨海电厂腐蚀，指出干湿交替影响钢结构表面的盐浓度从而影响腐蚀速率。陈伟 18等人认为干湿交替会加重混凝土中钢筋的腐蚀，造成严重的后果。长时间日照使钢结构表面的水分蒸发，空气中的相对湿度通过影响金属表面的水膜厚度而影响干湿交替的频率。日照时间过长将导致金属表面水膜的消失，降低表面的润湿时间，腐蚀总量减小。另外降雨、风速对金属表面液膜的干湿交替频率也有一定的影响。在海洋大气区金属表面常会有真菌和霉菌沉积，这样由于它保持了表面的水分，影响了干湿交替的频率，从而增强了环境介质的腐蚀性。1.4.4 其它影响因素 3海水是个复杂的系统，多个因素相互作用共同影响海水的腐蚀。除了上述几个原因外还存在其他影响因素：关于溶解氧对近海钢结构腐蚀的已有很多学者对其进行了研究 19。氧是在金属电化学腐蚀过程中阴极反应的去极化剂。对碳钢、低合金钢等在海水中不发生钝化的金属，海水中含氧量增加，会加速阴极去极化过程，使金属腐蚀速度增加；对那些依靠表面钝化膜提高耐蚀性的金属，如铝和不锈钢等，含氧量增加有利于钝化膜的形成和修补，使钝化膜的稳定性提高，点蚀和缝隙腐蚀的倾向性减小。由于海风、海浪、潮汐激起海水不断流动，构成力学因素和电化学因素共同作用的腐蚀环境，海水中还容易发生应力腐蚀、腐蚀疲劳、冲击腐蚀、空蚀等力学与环境因素协调作用下产生的各种腐蚀 20。海洋生物对钢结构也有影响，在海水这个生物系统中存在一些海洋生物，包括动物植物微生物等。第一篇关于微生物腐蚀的报告是 1892 年由 Garrett 21发表的，他发现微生物活动产生的氨、亚硝酸盐和硝酸盐导致了电缆铅护套的腐蚀。对于处于近海大气环境下的钢结构，由于空气湿度以及含盐量均高于内陆，因此其腐蚀程度更加严重，对此学者做了一些针对性的研究。黄桂乔 22等人研究了碳钢在我国不同海域暴露 8-10 年的腐蚀行为，得出了碳钢在海水中第一、二年的腐蚀比较快，长期浸泡趋于稳定。点腐蚀的速度约等于它的稳定腐蚀速度，稳定腐蚀速度反应了腐蚀的强弱；王建军 23等人对在青岛和海南两地海洋大气暴露 4 年的碳钢和耐候钢进行分析，对挂片表面的锈层的组成及合金元素进行分析，得出耐候钢表面是由外锈层和内锈层组成，内外锈层的成分不同，并且在青岛挂片中发现了 Cl 元素的存在；苏璐璐24研究 Q235 和不锈钢的海水腐蚀机理，得出 Q235 钢在天然海水中按腐蚀影响因素不同可分为三个腐蚀阶段，渗碳体与铁素体的电偶作用为腐蚀全过程最重要的推动力，由于杂散分布的球状渗碳体与铁素体的电偶作用更大，Q235 钢正火组织抗腐蚀性能优于退火组织。综上所述，不同的海洋气候对不同钢结构的影响也不相同。4第 2 章 实验方法介绍2.1 盐雾试验盐雾试验是一种利用盐雾设备所创造的人工模拟盐雾作为试验条件，主要用于考核金属材料或产品耐腐蚀性能。该方法已广泛用于确定各种保护涂层的厚度、均匀性和孔隙度。近年来，某些盐雾试验已被用来检验铝合金的剥落腐蚀敏感性。盐雾试验被认为是模拟海洋大气对不同金属(有保护涂层和无保护涂层的)作用的最有效的实验室加速实验方法。盐雾试验按标准分为中性盐雾试验(NSS)、醋酸盐雾试验(ASS) 铜盐加速盐雾试验(CASS) 。本实验参照的盐雾试验标准有 GB/T2423.17-1993 电工电子产品基本实验规程 试验 Ka：盐雾试验方法 25，GB/T2433.18-2000 电工电子产品环境试验 第二部分：试验 Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液 ) 26，GB5938-86轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 27。2.1.1 实验仪器及试剂精密型盐雾实验机、便携式往复活塞空气压缩机、数码金相显微镜、P-2B 金相试样抛光机、半微量分析天平 C-225D、JPT-5 型架盘天平(砝码)、烧杯、镊子、玻璃棒、吹风机、游标卡尺、去离子水、无水乙醇、丙酮、氯化钠、盐酸、六次甲基四胺、义齿基托树脂、义齿基托树脂液剂。本实验所用的盐雾试验箱如图 2-1 所示：图 2-1 盐雾试验箱盐雾试验箱整机结构由腐蚀工作室、气路系统、盐水补给器、电气控制系统等部分组成。5（1）箱体和工作室：喷塔：内藏式玻璃喷头置于喷管内部，喷雾经塔管引道在由分散器分散到实验室内部。收集器：喷嘴所喷出的落雾量，以自由落体的方式与 80 cm2 的漏斗内，再流至量筒内。加热水槽：此水槽置于实验室底部，用于保持实验室温度的平稳，功能为加热保温。（2）气路系统：供给喷雾的气源经过净化处理加热饱和同时喷雾时能保持压力的平衡使盐雾试验能顺利的进行。（3）盐水补给器系统：盐溶液的消耗是通过盐水补给来完成的，补给器内浮球的上下运动，对盐水的进水口进行开启或关闭的动作，对盐水进行补给。（4）电气控制系统：电气控制系统包括对工作室温度饱和器温度喷雾时间空气压缩机的控制和设定。工作室温度和饱和器可在规定范围内设定，恒温。电接点压力表能自动控制空气压缩机的运转和停止。2.1.2 实验原理图 2-2 盐雾试验箱工作原理简图从空气压缩机出来的压缩空气，通过调节阀过滤器单向阀饱和器调压稳压阀，进入喷嘴供气管，在喷嘴供液管口造成负压，使存储供喷雾用的盐水容器里的盐液( 供喷盐液) 上升并被喷成盐雾。盐雾射在挡雾板上，改变了运动方向，沿抛物线方向沉降在样品上和盐雾沉降量收集器里,聚集成新的盐液，称为聚集盐液(注：刚配制好的盐液，称为配制盐液；存放在补给容器里的盐液，称为补给盐液)。62.1.3 实验步骤试样采用 Q235 钢，尺寸为 100 75 3 mm，在盐雾试验之前要对试样进行处理，处理步骤如下：(1)依次采用 180#、500#、800#、1500#、2000#的砂纸对 Q235 钢进行逐级打磨，打磨时注意每种型号的砂纸沿固定方向打磨，换砂纸后按与原方向垂直的方向打磨，粗砂纸用于除去表面的加工痕迹，细砂纸用于把表面磨光，直至打磨到镜面效果为止。(2)将丙酮和无水乙醇分别倒入烧杯中，再用镊子夹取少量脱脂棉擦拭表面，先用丙酮擦拭，再用脱脂棉擦拭，去除表面的油脂和水，最后用吹风机吹干。注意操作戴手套，用丙酮擦拭试样时戴上口罩。(3)清洗吹干后的样品应立即称重(称量三次取平均值)，用游标卡尺测量试样的长宽高( 测三次取平均值) ，用天平称出试样的质量并对其编码。完成后用滤纸包好放入干燥器中待用。注意称量时戴上手套操作以避免手直接接触试样。 盐雾试验箱的操作步骤：1、在盐雾试验开始前先要进行空载实验，以调整所需参数：(1)根据产品使用环境条件的要求定位设备。设备要水平放置，保持平稳。四周要留有一定的距离，方便操作。(2)箱体四周的密封水槽内灌满自来水。工作室底部灌入自来水，水位高度约在 10-15 mm。(3)饱和器中应灌入高度 3/4 的蒸馏水，水位到水位管上部约 50 mm 处。(4)配好的溶液倒入上部的塑料桶内，并打开旋塞，盐溶液通过过滤器，流入盐水补给器。(5)根据指示牌连接好电源进线及空气压缩机连线。连接后试转，若果旋转方向不对则调换方向。(6)查看喷口是否堵塞。(7)盐雾沉降量测试：沉降量在盐雾试验中的测试是用直径 100 mm 表面积为 80 cm2 的漏斗，通过喷雾过程中漏斗流过的液量反映的，根据 GB/T2423.17-1993电工电子产品基本实验规程 试验 Ka：盐雾试验方法，盐雾实验的沉降量为 1.02.0 ml /80 cm2h。7(8)空载条件下，指示点温度控制在 35停喷后大约 23 个小时候，至少喷雾 8 个小时可通过量筒测量。盐雾实验的沉降率 1.02.0 ml/80 cm2h 范围内。空载实验结束。2、确定准备工作和空载试验完成后可以做正式的实验：(1)根据产品使用环境条件的要求定位设备。设备要水平放置，保持平稳。四周要留有一定的距离，方便操作。(2)将配好的盐水倒入盐水进料口。 (3)戴好手套将产品放入测试箱内，被试面朝上，让盐雾自由沉降在被试面上，被测试面不能受到盐雾的直接喷射。(4)被试面与垂直方向成 15-30，并尽可能成 20。将密封盖关闭，箱体四周的密封水槽内灌满自来水。 (5)打开电源开关。 按下电源键右边的操作键，仪器进入操作状态。 (6)根据盐雾试验要求进行相应的测试参数设定。(7)开始测试，等待设定的温度达到标准温度后，打开空气压缩机，观察压力指针是否在 1 kg/cm2(相当于 0.2 MPa)，然后按下喷雾键正式开始。 (8)根据盐雾测试标准要求定时对产品变化进行观察(注意观察过程中产品离开测试箱不得超过 10 分钟)。本实验以温度 35，质量分数为 3.5%的 NaCl 溶液，相对湿度 100%，pH 值6.57.2，沉降量为 12 ml，压力 0.2 MPa，腐蚀时间 48 h 做为标准实验；利用控制变量的方法，分别研究了温度为 25、30 、35、40其它条件不变的情况下钢结构的腐蚀规律；NaCl 质量分数为 0.875%、1.75%、3.5%、5%其它条件不变钢结构的腐蚀规律；以及干湿交替下钢结构的腐蚀规律。本实验用失重实验和显微镜观察的方法进行实验结果分析。实验 48 小时后依次关闭喷雾开关操作开关及总电源开关，打开箱盖取出样品(注意要戴手套，避免手上的油脂污染样品)。为减少试样的脱落，试样清洗前先放在室内自然干燥 0.51 h。然后用不高于 40的清洁流动水轻轻清洗，除去表面盐雾溶液的残留物后立即用吹风机吹干。 取出的试样干燥后首先观察其表观腐蚀形貌，用数码相机拍摄并用文字记录，将试样装袋贴好标签放入干燥器中，待试验完后统一进行处理。对同一对照组的样品进行相同的处理，在丙酮中浸泡 10 min，再在无水乙醇中浸泡 10 min，最后在酸洗液中浸泡 40 min，腐蚀产物清除方法参见 GB16545-1991金属和合金的腐蚀试样上腐蚀产物的清除 28，清洗液配置如表：8表 2-1 清洗液配方药品 盐酸(1.196 g/ml) 六次甲基四胺 去离子水含量 100 ml 3.5 g 1000 ml处理完的一组试样进行腐蚀速率的计算及去除腐蚀产物后的形貌观察并用单反相机记录。为了深入分析试样的微观腐蚀形貌，需要对其进行金相分析。金相分析试样准备：(1)将反应后的试样用钢锯锯下两截待用。(2)将聚乙烯管锯下 2 厘米左右的一截，将锯下的钢片竖直放入其中，然后加入义齿基托树脂和义齿基托树脂液剂，注意添加试剂时要将两种试剂混合均匀。(3)样品凝固成型后，将凝固的柱状试样从管中取出，贴上标签。(4)依次用 360#、500#、800#、1000#、1500#、2000#砂纸逐级打磨式样，最后利用抛光机进行抛光，用无水乙醇洗净试样后吹干。(5)用金相显微镜观察截面形貌并拍摄照片。2.2 极化曲线实验2.2.1 实验仪器与试剂PS-268 电化学测试系统、饱和甘汞电极(参比电极)一支、铂电极(辅助电极)一支、Q235 电极(工作电极) 一支、三室电解池一套、配好浓度的溶液；实验所使用的测量仪器是北京中腐防蚀工程技术有限公司开发、研制和生产的 PS-268 系列电化学测量系统，其通过计算机控制可进行多种电化学测量。PS-268 系列电化学测量系统包括一台电化学测量仪和一个可在中文 Windows 平台上工作的应用软件电化学测量系统 ，可以在计算机软件的控制下完成各种电位或电流波形的极化试验。其中的极化曲线测定试验模块可用于测定“材料-介质”体系的极化曲线，内设实验向导功能，方便用户进行采样周期、扫描速率等实验参数的设定。该测量系统的给定极化电位范围为-1999 mV+1999 mV，电流测量范围为-1500 mV+1500 mV，电位进度为 1 mV，电流进度为 0.01 A。2.2.2 实验原理浸在某一电解质溶液中并在其界面发生电化学反应的导体称为电极。当金属与电解质溶液接触时，在金属/溶液界面处将产生电化学双电层，此双电层两侧的金属相和溶液相之间的电位差称为电极电位。9为了探索电极过程的机理及影响电极过程的各种因素，必须对电极过程进行研究，而在该研究过程中极化曲线的测定又是重要的方法之一。在研究可逆电池的电动势和电池反应时电极上几乎没有电流通过，每个电极或电池反应都是在无限接近于平衡下进行的，因此电极反应是可逆的。当有电流通过电池时，则电极的平衡状态被破坏，此时电极反应处于不可逆状态，随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大。在有电流通过电极时，由于电极反应的不可逆而使电极电位偏离平衡值的现象称作电极的极化。极化现象的本质在于，电子的迁移(当阳极极化时电子离开电极，当阴极极化时电子流入电极)比电极反应及其有关的连续步骤完成得快。如果在进行阳极反应时金属离子转入溶液的速度落后于电子从阳极流入外电路的速度，那么在阳极上就会积累起过剩的正电荷而使阳极的电位向正的方向移动；在阴极反应的过程中，如果反应物(氧化态物质，如各种去极化剂)来不及与流入阴极的外来电子相结合，则电子将在阴极积累而使阴极电位向负的方向移动。为了使电极电位随通过的电流强度或电流密度的变化情况更清晰准确，经常利用电位和电流或者电位和电流密度图来表示它们之间的关系。根据实验测出的数据来描述电流密度与电极电位(或者电流与电极电位)之间关系的曲线称作极化曲线，有时也称电流密度的对数值与电极电位的关系曲线成为极化曲线。极化曲线方法的测量原理是控制电极电势以较慢的速度连续地改变，并测量对应电位下的瞬时电流值，以瞬时电流与对应的电极电势作图，获得整个极化曲线。在电化学反应中，反应速度参数之间遵循一定的规律。当外加极化电位较大时，外加电流与电极极化呈 Tafel 关系，即过电位与外加极化电流密度的对数线性相关，其斜率为 Tafel 常数。将极化曲线的 Tafel 直线区外推至自腐蚀电位，即可得到自腐蚀电流密度。由添加缓蚀剂前后的自腐蚀电流密度可直接计算缓蚀效率。计算公式为：(2-1)01=%i式中，i 0 为未加缓蚀剂时的自腐蚀电流密度，A/cm 2；i1 为加入缓蚀剂后的自腐蚀电流密度，A/cm 2；为缓蚀剂的缓蚀效率，%。2.2.3 实验步骤(1)试样准备10准备试样(采用外形为 1 cm 1 cm 的 Q235 钢方形电极), 首先分别用800、1000、1500、2000的砂纸打磨所要研究的样品。(2)清洗先用滤纸擦拭样品，将丙酮倒入小烧杯容量的 2/3，用镊子夹取少许脱脂棉，蘸丙酮清洗样品，去除试样表面的油脂；然后在无水乙醇中浸泡 5 min，进一步脱脂和脱水。待上面的工作进行完毕，取出样品放置于滤纸上，用冷风吹干后，用滤纸包裹，放置于干燥器内，保存待用。(3)配置溶液根据需要配置所需浓度的 NaCl 溶液，用电子天平称量质量，将配好的溶液放入烧瓶中。（4）连接仪器将 Q235 钢作为工作电极，铂作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，参比电极放置于盐桥内，工作电极与液面呈 30左右角，盐桥尖端与工作电极之间 12 mm 的距离置于实验溶液中，按照要求与仪器连接好，辅助电极接蓝线，参比电极接红线，工作电极接双线。（5）从电脑上打开 PS-268 测试系统软件，先测试自腐蚀电位，一小时后等体系稳定再测试极化曲线。（6）测试极化曲线时注意设置参数，注意选择起始电位和终止条件，一般起始电位选择在自腐蚀电位以下 300mV，终止电位可适当放宽范围，设置完毕后开始测试。（7）选择“文件”“简单试验向导”“极化曲线测量” ，弹出极化曲线测量试验设置对话框，修改文件名，设定电位测量范围为 E1-300 mVE1+300 mV，采用速度为60 mV/min，延时时间为 10 s，开始试验。出现极化曲线测量界面，选择显示方式为logi。（8）实验结束后，先关闭电化学测量程序，然后关闭仪器面板上的电源开关。将仪器卸下，用去离子水清洗金属铂电极、参比电极以及盐桥，用脱脂棉擦拭干表面。将铂电极放置到原来的位置，参比电极及盐桥可浸入饱和 KCl 溶液中保存。11第 3 章 结果分析与讨论3.1 温度对钢结构腐蚀的影响3.1.1 盐雾试验本实验采用 Q235 试样，用质量分数为 3.5%的 NaCl 溶液模拟海水环境，盐雾试验箱的沉降量为 12 ml/80 cm2h，相对湿度为 100%，压力为 0.2 MPa，pH 值在 6.57.2之间，腐蚀时间 48 小时的相同条件下，取温度分别为 25、30 、35、40，用盐雾试验、表观腐蚀形貌分析金相分析极化曲线测量试验及腐蚀产物的 XRD 分析几种手段进行比较，研究温度对钢结构腐蚀的影响规律。盐雾试验后采用腐蚀失重的方法进行腐蚀速率的计算。表 3-1 Q235 随温度变化的数据记录表温度 样品 长/mm 宽/mm 厚/mm 腐蚀前质量/g 腐蚀后质量/g 腐蚀速率 (mm/a)1# 100.2533 73.1667 3.373 209.8098 208.8038252# 99.9133 75.2733 3.647 212.3923 211.3693 1.42201# 100.1733 75.9333 3.813 213.2832 211.836302# 100.1866 76.0467 3.68 213.3952 212.0515 1.94851# 100.1800 74.4800 3.673 210.4042 209.0675352# 100.1933 73.9033 3.760 209.3161 207.6116 2.06821# 100.1866 73.5000 3.673 208.5654 206.1291402# 100.0800 75.1333 3.727 217.0794 214.5979 3.5870图 3-1 腐蚀速率随温度的变化12由表 3-1 中的腐蚀速率数据及图 3-1 中的腐蚀速率趋势可以看出 Q235 钢的腐蚀速率与温度有密切关系，随着温度的增加腐蚀速率呈逐渐增大的趋势，曲线的趋势说明温度对腐蚀速率有促进作用。在 30到 35之间腐蚀速率增长较缓慢。整体腐蚀速率普遍偏高，在 40时达到 3.587 mm/a，模拟海洋大气的环境对 Q235 钢造成比较严重的腐蚀。3.1.2 腐蚀形貌为了进一步分析海洋大气腐蚀随温度的变化规律，进行了表观腐蚀形貌分析和金相分析。图 3-2 所示为腐蚀后试样的表观腐蚀形貌图可以看出有明显的点蚀坑，甚至可以观察到较明显的河流状的沟壑，初步推断是由于试样在盐雾试验箱中的放置与水平呈 15-30 的角，沉降的盐雾会顺着试样向下流形成河流状的不均匀的腐蚀形貌。(a)25 (b) 30 (c) 35 (d)40图 3-2 不同温度 48 h 盐雾试验表观腐蚀形貌(a)25 (b)30 (c)35 (d) 40图 3-3 不同温度 48 h 盐雾试验显微腐蚀形貌图 3-3 所示为腐蚀后试样的微观腐蚀形貌，可以更清晰地看出表面的腐蚀坑。随着温度的增加腐蚀形貌发生了变化，腐蚀产物的颜色由黄色变为黑黄夹杂。40有明显的黑色物质，腐蚀坑也逐渐变大，腐蚀产物的含量发生了变化，腐蚀整体趋势越来越严重。13图 3-4 为 Q235 钢在不同温度下的截面腐蚀形貌。浅色部分为基体 Q235 钢，深色部分为凝固后的牙托粉。截取了 Q235 钢基体的横向截面，根据金相显微镜下不同物质的颜色不同来观察表面腐蚀坑和点腐蚀的深度。如图 3-4 所示，不同温度下的腐蚀坑都比较明显，可以看出随着温度的增加腐蚀的范围呈增大的趋势。腐蚀坑深度增加且腐蚀面积增大。(a) 25 (b) 30 (c) 35 (d) 40 图 3-4 不同温度 48h 盐雾试验的截面腐蚀形貌3.1.3 极化曲线图 3-5 不同温度下的极化曲线图用 PS-268 型电化学测量仪分别测试不同温度下的极化曲线，极化曲线中自腐蚀电位越低说明腐蚀倾向越大，腐蚀越严重。自腐蚀电流密度越小说明腐蚀倾向大，腐蚀严重。图 3-5 所示为的不同温度下的极化曲线，从图中可以看出不同温度具有不同的自腐蚀电位，自腐蚀电位表示腐蚀的趋势。表 3-2 显示不同温度下的极化曲线数据。不同温度下的阴极 Tafel 斜率均大于阳极 Tafel 斜率，反应受阴极极化控制。阳极Tafel 斜率在 30时大于 25，40时的阳极 Tafel 斜率大于 35，图 3-6 显示自腐14蚀电流密度随温度变化曲线，进一步说明随着温度的增加自腐蚀电流密度增大。自腐蚀电流密度越大腐蚀越严重，说明在 2540范围内，温度的升高能加重腐蚀。表 3-2 不同温度极化曲线数据温度 E(mV) i(mA/cm2) 阳极 Tafel 斜率 阴极 Tafel 斜率25 -809 0.0009 113.938 654.13830 -1220 0.0013 134.713 293.83935 -1089 0.00328 82.906 565.34240 -1411 0.041 163.207 161.336图 3-6 不同温度下的自腐蚀电流密度图3.1.4 腐蚀产物膜分析图 3-7 显示腐蚀产物膜的 XRD 图像，根据峰的位置确定了不同温度下腐蚀产物膜均是 Fe2O3H2O 和 Fe3O4。从腐蚀形貌中观察到黄色部分为 Fe2O3H2O，黑色部分为Fe3O4。四幅图的 XRD 趋势大致相同。30时 Fe3O4 的峰略高于 25时的峰高，说明30时腐蚀产物膜中 Fe3O4 的成分增多，同样其它温度也有这个规律。40时Fe2O3H2O 峰的数量比 35时略少，峰的数量反应该种成分的含量，说明随着温度的增加 Fe2O3H2O 的成分减少而 Fe3O4 成分增多。推断发生如下反应过程：反应的第一步是铁将电子转移给氧，主要反应时氧的还原：O2 + 4 e- + 2 H2O 4 OH - (3-1)由于其反应产生氢氧根离子，酸的存在会加速此反应的进行。上述反应消耗电子，因此可以进行以下氧化反应，将铁离子：15Fe Fe 2+ + 2e- (3-2)4Fe2+ + O2 4Fe 3+ + 2O2- (3-3)亚铁离子和铁离子与水产生酸碱反应：Fe2+ + 2H2O Fe(OH) 2 + 2H+ (3-4)Fe3+ + 3H2O Fe(OH) 3 + 3H+ (3-5)最后形成下列平衡：Fe(OH)2 FeO + H 2O (3-6)Fe(OH)3 FeO(OH) + H2O (3-7) 2FeO(OH) Fe 2O3 + H2O (3-8)根据以上反应，最终生成 Fe2O3H2O 和 Fe3O4。图 3-7 不同温度腐蚀产物的 XRD 图分析图分析图3.1.5 分析与讨论盐雾试验是一种采用氯化钠溶液模拟海水而模拟近海大气腐蚀的实验室加速试验。金属表面存在一层盐水膜，构成“金属-电解质- 杂质” 的微电池系统，发生电子转移时，金属作为阳极溶解形成新的化合物即腐蚀产物。国际电工委员会 IEC603551971“An Appraisal of the Problems of Accelerated Testing for Atmospheric Corrosion”标准指出，温度每升高 10，腐蚀速度提高 23 倍，电解质的导电率增加 10%20% 29。 温度会影响化学反应速率，温度升高离子运动加快，盐雾实验中温度升高表面的水膜运动速度加快，由阿累尼乌斯公式：V=Ae-Q/R.T (3-9)16式中 V 表示反应速率，A 是试验常数，e 是自然常数， R 为气体常数，T 为热力学温度。由此公式可知，温度升高 10，腐蚀速率提高 23 倍。实验结果的整体趋势满足温度升高腐蚀加速的规律。但由于温度的升高还会使溶解氧含量降低，所以，温度试验整体并未表现出温度升高升高 10，腐蚀速率提高 23 倍的结果。3.2 氯离子浓度对钢结构腐蚀的影响3.2.1 盐雾试验表 3-3 Q235 腐蚀速率随氯离子浓度变化表氯化钠质量分数% 长/mm 宽/mm 厚/mm 腐蚀前质 量 /g 腐蚀后质量/g 腐蚀速率 /(mm/a)0.875 % 99.9 75.22 3.58 204.3863 202.9224 2.37181.750 % 100.08 75.24 3.50 204.8676 203.0523 2.62143.500 % 100.2 73.90 3.76 208.9827 207.6116 2.01467.000 % 100.12 74.20 3.66 202.7787 201.5209 1.9078图 3-8 腐蚀速率随氯离子浓度变化图本实验用 Q235 试样，在温度为 35，沉降量为 1 2 ml/80 cm2h，相对湿度 100 %，压力 0.2 MPa，pH 值 6.5 7.2 之间，腐蚀时间 48 小时的相同条件下，取氯化钠质量分数为 0.875%、 1.75%3.5%7%时腐蚀速率表观腐蚀形貌微观腐蚀相貌金相结构及极化曲线进行比较，研究氯离子浓度对钢结构腐蚀的影响。盐雾试验后采用腐蚀失重的方法进行腐蚀速率的计算。分析表 3-3 和图 3-8，可以看出腐蚀速率与氯离子浓度也有十分密切的关系，在NaCl 溶液浓度为 1.75%的腐蚀速率最大，出现了极值点 2.6214 mm/a，整体规律是在其浓度为 1.75%之前呈上升趋势，之后为下降趋势。整体的腐蚀速率都比较大，最大为2.6214 mm/a，最低为 1.9078 mm/a。173.2.2 腐蚀形貌为了进一步分析海洋大气腐蚀随温度的变化规律，进行了表观腐蚀形貌分析和截面腐蚀形貌分析。图 3-9 为不同氯离子浓度下的表观腐蚀形貌。从图中的腐蚀形貌可以明显的看出表面的沟壑，腐蚀产物黑黄夹杂，在氯化钠溶液质量分数为 1.75%时黑色成分最多，且黑色成分明显多于黄色，氯化钠质量分数 7%时黄色成分较多。0.875% 1.75% 3.5% 7%图 3-9 不同氯离子浓度下的腐蚀形貌0.875% 1.75% 3.5% 7%图 3-10 清洗腐蚀产物后的腐蚀形貌图0.875% 1.75% 3.5% 7%图 3-11 不同氯离子浓度的显微腐蚀形貌图 3-10 为清洗腐蚀产物后的腐蚀形貌图，由图可以看出，表面有很深的腐蚀坑且腐蚀坑的面积比较大，氯化钠质量分数为 1.75%时腐蚀面积比较大且腐蚀比较深。图183-11 显示了不同氯离子浓度的显微腐蚀相貌，从图中进一步看出表面腐蚀形貌，氯化钠溶液质量分数为 1.75%时黑色成分比较多，氯化钠溶液的质量分数为 7%时表面出现一条很深的沟壑。随着氯化钠溶液质量分数的增加，表面腐蚀由一小片的块状变为面积比较大的层状。图 3-12 显示了清洗后的表面腐蚀相貌，Q235 钢基体普遍出现比较深的沟壑，质量分数为 1.75%的氯化钠溶液造成的腐蚀坑要略深于其它浓度造成的腐蚀，质量分数为 3.5%的氯化钠溶液造成的点蚀坑比较密集，整体腐蚀比较严重。0.875% 1.75% 3.5% 7%图 3-12 清洗后的显微腐蚀形貌截面腐蚀形貌如图 3-13 所示，浅色部分为 Q235 基体，深色部分为凝固的牙托粉。截取了 Q235 基体的横向截面，根据金相显微镜下不同物质的颜色不同来观察表面腐蚀坑和点腐蚀的深度。由图可以看出表面腐蚀坑都比较深，氯化钠质量分数 1.75%时腐蚀最严重，腐蚀坑最深且腐蚀面积比较大。其次是氯化钠质量分数为 3.5%时的腐蚀。质量分数为 7%和 0.875%时的腐蚀比较轻微，只有比较小的点蚀迹象。0.875% 1.75% 3.5% 7%图 3-13 不同氯化钠浓度腐蚀后的金相3.2.3 极化曲线用 PS-268 型电化学测试仪分别测试氯化钠质量分数为 0.875%1.75%3.5%7%时的极化曲线，极化曲线中自腐蚀电位越低说明腐蚀倾向越大，腐蚀越严重；自腐蚀电流密度越小说明腐蚀倾向大，腐蚀严重。图 3-14 显示了不同浓度的极化曲线图，如图所示，不同氯化钠质量分数的溶液具有不同的自腐蚀电位。表 3-4 显示了不同浓度19下计划曲线的数据，由图可知同种浓度下阴极的 Tafel 斜率均大于阳极 Tafel 斜率，反应受阴极极化控制。图 3-15 显示自腐蚀电流密度随氯化钠溶液质量分数增大的变化。在氯化钠质量分数为 1.75%时出现了自腐蚀电流密度最大的点，说明这一点的腐蚀最严重。自腐蚀电流的整体趋势是在氯化钠质量分数为 1.75%时出现一个峰值，之后随着氯离子浓度增大自腐蚀电流减小。 图 3-14 不同氯化钠质量分数时的极化曲线表 3-4 不同氯化钠质量分数时的极化曲线数据氯化钠浓度% E(mV) i(mA/cm2) 阳极 Tafel 斜率 阴极 Tafel 斜率0.875% -1313 0.0003 157.165 192.0041.75% -919 0.06849 211.48 226.3653.50% -1089 0.00328 87.929 971.8635% -1430 0.00021 140.828 266.563图 3-15 不同氯化钠质量分数下的自腐蚀电流密度3.2.4 腐蚀产物膜分析图 3-16 显示腐蚀产物膜的 XRD 图像，根据峰的位置确定了不同温度下腐蚀产物膜成分均是 Fe2O3H2O 和 Fe3O4。可以推断出黄色部分为 Fe2O3H2O，黑色部分为20Fe3O4。四幅图的 XRD 趋势大致相同。质量分数为 1.75%的氯化钠溶液腐蚀产物膜中Fe2O3H2O 的峰的数目少于质量分数为 0.875%氯化钠溶液的峰的数目，该结果说明了在氯化钠质量分数为 1.75%时 Fe2O3H2O 含量减少。质量分数为 7%的氯化钠溶液腐蚀产物膜中 Fe2O3H2O 峰比质量分数为 3.5%的氯化钠溶液腐蚀产物膜的峰高且数目多，Fe3O4 的峰则相反，结果说明了质量分数为 7%的氯化钠溶液腐蚀产物膜中 Fe2O3H2O数量较多，Fe 3O4 数量较少。图 3-16 不同氯化钠质量分时腐蚀产物的 XRD 分析图3.2.5 分析与讨论Cl-半径小，具有很强的穿透本领,很容易穿透金属保护膜，在保护膜上发生点蚀.其电化学过程在阳极为MM n+ne- (3-10)Mn+ +n(H2O) M(OH) n+nH+ (3-11)在阴极(吸氧反应) 为：1/2O2+H2O+2e2OH - (3-12)这使孔内溶液氢离子浓度升高，pH 降低，孔内 pH 低达 23，而氯离子浓度为整体溶液的 310 倍。 孔内的酸化，使蚀孔内金属处于 HCl 介质中，即处于活化溶解状态。而蚀孔外溶液仍然是富氧，介质维持中性，因此表面膜维持钝态，从而构成了活化(孔内 )钝化 (孔外)腐蚀电池 ，促使蚀孔内金属作为阳极不断溶解，蚀孔外表面作为阴极发生氧的还原。这样使点蚀以自催化的过程发展下去，从而促进腐蚀破坏的迅速发展。21随着氯离子浓度的增加孔外会有更多的 Cl-向孔内迁移，孔内金属会不断溶解，促进腐蚀的发展，从这个角度分析腐蚀会随氯离子浓度的增加而增加。但氯离子的增加还会影响海水的含氧量，随着氯离子浓度的增加含氧量降低，含氧量的降低会使腐蚀速率减小，所以在某一盐度出现腐蚀的最大值，本实验在氯化钠质量分数 1.75%时出现一个峰值，说明此后含氧量也成为制约腐蚀的因素。表面的腐蚀产物膜形成后也会阻止腐蚀的进一步发生，从而使腐蚀速率降低。3.3 干湿交替对钢结构的腐蚀的影响3.3.1 盐雾试验实验条件为：温度 35，沉降量 1 2 ml/80 cm2h，相对湿度 100%，压力 0.2 MPa， pH 值 6.5 7.2 之间，氯化钠质量分数 3.5%，24 小时喷雾，24 小时停喷保温，在此条件下，模拟近海白天干燥晚上潮湿的交替环境，得出的腐蚀速率为 2.1682 mm/a，相同条件下连续喷雾的腐蚀速率为 2.0146 mm/a，可以看出干湿交替会增大腐蚀速率。3.3.2 腐蚀形貌(a)连续 (b)干湿交替图 3-17 连续喷雾与干湿交替腐蚀后的腐蚀形貌(a)连续 (b)干湿交替图 3-18 清洗后的腐蚀形貌22为了进一步研究近海腐蚀规律，进行了表观形貌分析和金相形貌分析。图 3-17 显示了连续喷雾和干湿交替环境下的腐蚀形貌。如图所示，连续喷雾时腐蚀产物中黄色成分较多，干湿交替时的表面腐蚀形貌中黑色成分比较多。连续喷雾环境下表面腐蚀比干湿交替环境下的腐蚀膜均匀，且形成的腐蚀膜较致密。图 3-18 显示了清洗后的腐蚀形貌，基体表面留下了比较深的腐蚀痕迹。连续喷雾留下的痕迹比干湿交替环境下留下的痕迹细，且两条腐蚀坑之间的距离短。干湿交替环境下相邻两条腐蚀痕迹之间的距离比较大。图 3-19 显示了更加清晰的显微腐蚀形貌。如图所示，干湿交替环境下表面的黑色比较多且表面沟壑比较宽，连续喷雾腐蚀产物表面的黄色成分较多表面沟壑较窄。图3-20 看出，干湿交替环境下留下的腐蚀痕迹深，且腐蚀面积比较大，腐蚀较为严重。连续喷雾环境下形成的腐蚀痕迹较小，点蚀的面积较小。(a)连续 (b)干湿交替图 3-19 连续喷雾和干湿交替显微腐蚀形貌(a)连续 (b)干湿交替图 3-20 清洗后的显微腐蚀形貌图 3-21 显示了截面腐蚀形貌(浅色部分为基体 Q235 钢，深色部分为凝固后的牙托粉)可以看出两者的腐蚀深度较为相似，这是由于都处于相同的环境下，外部条件差不多。连续喷雾的点腐蚀坑面积小，干湿交替的腐蚀坑比较深且腐蚀面积相对大些，说23明干湿交替的环境腐蚀倾向大，腐蚀严重。连续喷雾在 Q235 钢基体边缘有比较平的未形成点蚀的部分。干湿交替 Q235 钢基体表面都已形成不同程度的点蚀，干湿交替环境造成的腐蚀更为严重。(a)连续 (b)干湿交替图 3-21 连续喷雾与干湿交替环境下的金相3.3.3 腐蚀产物膜分析图 3-22 显示为干湿交替环境下的腐蚀产物膜的 XRD 图，分析可以知道不同温度下腐蚀产物均是 Fe2O3H2O 和 Fe3O4,从腐蚀形貌中观察到棕黄色部分为 Fe2O3H2O，黑色部分为 Fe3O4。如图所示，干湿交替的 Fe3O4 的峰值略高于连续喷雾环境下的 Fe3O4的峰，且干湿交替环境下 Fe2O3H2O 的峰低于连续喷雾环境下的。说明连续喷雾环境下 Fe2O3H2O 成分多，干湿交替环境下 Fe3O4 的成分较多。图 3-22 干湿交替腐蚀产物 XRD 分析图3.3.4 分析与讨论干湿交替实验 Q235 钢腐蚀程度大于连续实验。除了腐蚀程度的差别，两种试验方法形成的腐蚀形貌很接近，只是连续盐雾试验在腐蚀初期形成的点蚀斑不如循环盐雾24明显。初步推断是由于连续盐雾试验中的试样表面长期处于一种稳定的润湿状态，其中的溶液组分、含氧量等因素也比较稳定。干湿交替实验在停止至保温或干燥结束至保湿开始等过程中，试样表面溶液膜的均匀性、组分浓度、含氧量等均发生变化。近海的钢结构白天受到太阳的照射，表面的水膜蒸发，海盐粒子残留在钢结构表面，晚上钢结构处于潮湿的水膜包覆的环境中，这样循环干湿交替，表面盐粒子的浓度增加，水膜在金属表面形成电解液，盐粒子增加使电解液导电能力增强，加重了腐蚀。25第 4 章 结 论海洋大气环境中钢结构的腐蚀比较严重，研究钢结构的腐蚀行为和机理可以为防腐蚀措施的选取及方案的制定提供科学依据。本文主要采用盐雾试验法模拟海洋大气环境，研究了不同温度、氯离子浓度及干湿交替环境下的腐蚀行为和规律，得到以下结论：1. 温度在 2540之间时，Q235 钢的腐蚀速率随着温度的升高不断增大，在 30到 35时增幅较缓慢。温度的升高使表面水膜含氧量降低，同时表面腐蚀产物膜的增厚也减缓了腐蚀速率。2. 氯化钠质量分数在 0.875%-7%范