近年來，隨著海洋資源的不斷開發與利用，海洋工程裝備得到了快速發展，鋼鐵作為主要結構材料在苛刻的海洋環境中面臨著嚴峻的電偶腐蝕問題。電偶腐蝕指兩種及以上電化學性質不同的金屬在同一導電介質中接觸后形成腐蝕原電池，也稱作接觸腐蝕。它是一種常見且會帶來巨大經濟損失的腐蝕。電偶腐蝕發生時，通常伴隨著各類局部腐蝕，如應力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、氫脆等，加速設備損壞，造成巨大的經濟損失。

海洋裝備結構的服役環境苛刻，難以檢測和維護，一旦發生失效或者破損，極易導致災難性后果，除了縮短海洋工程的服役壽命外，還會引起環境災難等事故。然而，海洋環境的綜合性、動態化，導致電偶腐蝕問題十分雜性。不同金屬材料、不同海域對應的含氧量、溫度、pH、含鹽量、海水流速和海洋微生物污損等都不相同。

海水中鋼鐵電偶腐蝕的影響因素

影響鋼鐵電偶腐蝕的因素錯綜復雜，海水中的電偶腐蝕除了與材料自身的電位有關，還與陰/陽面積比，海水性質(電導率、含氧量、溫度、pH等)等因素有關。

① 陰/陽極面積比

在一般情況下，陽極金屬電偶腐蝕與陰/陽極面積比成正比。徐強等對不銹鋼與船體鋼在海水中的電偶腐蝕行為進行了研究。當電偶腐蝕發生時，不銹鋼為陰極，船體鋼為陽極。船體鋼的腐蝕速率和平均腐蝕深度也隨不銹鋼/船體鋼面積比減小而減小，不銹鋼則不受影響。黃桂橋等研究海水中不同電位差和面積比(電)偶對的電偶腐蝕行為，并根據試驗結果簡化了鋼偶對的陽極腐蝕速率方程，發現陽極腐蝕速率與陰/陽極面積比之間存在非線性關系，并且陽極的腐蝕速率存在一個極限值，如圖1所示。

圖1 3C(碳鋼)的腐蝕速率與陰陽極表面積比的關系

② 海水性質

海水電導率會影響海水中溶解氧的濃度，進而影響電偶腐蝕的發生。此外，電導率越大，海水中離子和電子的傳播速度越快，這會加速鋼鐵在海水中的電偶腐蝕行為。當海水的溫度與壓力不變時，海水的電導率與海水的離子組成有關。

鋼鐵在高含氧海水中的電位較高，在低含氧海水中的電位較低，兩者之間會形成氧濃差電池，加速陽極電偶腐蝕。

除了海水電導率、溶解氧含量、溫度外，鋼鐵的電偶腐蝕行為也與海水的pH和海水流速有關。降低pH一方面有利于推進陰極過程，加速電偶腐蝕，另一方面還會影響金屬表面膜的溶解和保護膜的形成，進而影響金屬的電偶腐蝕。

海水流速一方面會影響海水中溶解氧的擴散，另一方面也會影響腐蝕產物對電偶對的保護作用。SHI等研究表明，在不同流速海水中，不同金屬之間存在明顯的電偶腐蝕傾向，作為陰極的金屬受到保護。HASAN研究發現在碳鋼表面有腐蝕產物形成時，流動條件下，碳鋼/銅電偶對的電偶電流顯著大于靜態條件，這是由于流動條件下，腐蝕產物無法沉積在碳鋼表面，腐蝕產物的保護作用被削弱。

海洋生物可以吸附在鋼結構表面，阻止氧氣的滲透，降低鋼結構電偶腐蝕的可能性，但它們不能形成致密的覆蓋層，反而會加重鋼結構的電偶腐蝕。WAN等研究了在人工海水中，硫酸鹽還原菌(SRB)對不銹鋼與碳鋼電偶腐蝕的影響，發現含SRB培養基中的電偶效應高于無菌培養基，其還促進了不銹鋼在生物介質中的電偶腐蝕，這對理解雙金屬復合管道的微生物腐蝕具有重要意義。

③ 焊接對鋼鐵電偶腐蝕的影響

焊接是海洋工程和海洋工程裝備鋼結構中最主要的連接方式。隨著海洋資源的開發，海洋用鋼數量劇增，焊接工藝也被廣泛應用于海洋工程制作中。然而，焊縫附近最容易發生電偶腐蝕，這是由于焊接過程改變了金屬的化學性能，不同位置具有不同電位，最終引起電偶腐蝕。

電偶腐蝕是海洋環境中常見的一種腐蝕失效形式，能誘發多種腐蝕，是造成海洋工程損傷、失效、破壞的重要原因。隨著我國海洋資源的探索、開發、利用和保護，海洋用鋼的需求和要求也越來越高，海洋工程材料的腐蝕與防護成為制約海洋裝備長周期安全服役的關鍵問題。盡管國內外學者已經對電偶腐蝕展開了大量研究，但仍存在一些問題：

1、目前關于電偶腐蝕的研究主要集中在雙金屬結構，對于多元復雜耦合腐蝕體系的研究較少。然而實際情況中三種及以上金屬耦合的結構更為普遍，嚴苛且復雜的工況也較多，需要對多元復雜耦合腐蝕體系進行深入研究。

2、海水是一個復雜的體系，它的綜合性、復雜性和動態性要求我們在研究過程中，要注意海水因素的協同作用對電偶腐蝕的影響。

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