內容簡介
《海洋工程材料和結構的腐蝕與防護》是國家出版基金項目“海洋工程材料叢書” 的分冊之一。
本書分為23章。第1～6章介紹了海洋腐蝕防護基本原理，包括緒論、金屬腐蝕與防護的基礎理論、海洋腐蝕的主要形式、海洋腐蝕環境、海洋工程常用金屬材料與主要失效形式、海洋生物及其對材料的作用。第7～14章介紹了海洋材料與工程結構的腐蝕控制技術，包括金屬表面處理與改性、海洋防腐蝕塗料、防污塗料與材料、海洋工程關重件防護塗層技術、陰極保護技術、緩蝕劑、結構健康監測與檢測、海洋工程材料和結構的安全評價和壽命預測等通用技術。第15～23章針對具體套用的九個領域分別進行論述，包括船舶的腐蝕防護、海洋油氣生產設施的腐蝕防護、海上風電設備的腐蝕防護、島礁工程的腐蝕防護、海洋橋樑的腐蝕防護、海底隧道與沿海鋼筋混凝土結構的腐蝕防護、深海工程的腐蝕防護、海上飛機的腐蝕防護、陸基海岸帶工程結構的腐蝕防護。
本著作可供從事船舶、海洋工程結構、海岸帶工程以及涉海工程設施的設計、製造、施工、使用和維護的工程技術人員閱讀，也可供從事相關研究的科研人員和相關專業的本科生、研究生參考。
目錄信息
第1章緒論
1.1腐蝕防護及其簡要歷史1
1.2腐蝕對人類的影響2
1.3腐蝕的分類3
1.4海洋環境與海洋腐蝕的特點3
1.5海洋腐蝕防護的重要性與主要腐蝕防護技術4
參考文獻5
第2章金屬腐蝕與防護的基礎理論
2.1腐蝕電化學熱力學7
2.1.1電極電位與能斯特方程7
2.1.2電位-pH圖的原理11
2.1.3電位-pH圖的套用13
2.1.4電位-pH圖的局限性14
2.2腐蝕電化學動力學15
2.2.1極化和去極化16
2.2.2極化曲線18
2.2.3腐蝕極化圖及其套用26
2.3金屬腐蝕防護的基本原理27
2.3.1金屬的鈍化27
2.3.2析氫腐蝕與吸氧腐蝕31
2.3.3電化學保護34
2.4海水腐蝕的特點與防護原理37
2.4.1海水腐蝕的電化學特徵37
2.4.2海水腐蝕的影響因素40
2.4.3海水腐蝕的防護原理43
2.5腐蝕的評定方法46
2.5.1材料的（耐）腐蝕性能測試46
2.5.2耐蝕性能的評定及表示方法47
參考文獻51
第3章海洋腐蝕的主要形式
3.1海洋腐蝕的分類52
3.1.1無應力作用下的腐蝕52
3.1.2應力作用下的腐蝕53
3.2均勻腐蝕53
3.2.1均勻腐蝕概述53
3.2.2均勻腐蝕的電化學特點54
3.2.3均勻腐蝕測量方法54
3.3局部腐蝕55
3.3.1點蝕55
3.3.2電偶腐蝕59
3.3.3縫隙腐蝕62
3.4環境斷裂64
3.4.1應力腐蝕64
3.4.2氫脆66
3.4.3腐蝕疲勞69
3.5腐蝕磨損73
3.5.1湍流腐蝕74
3.5.2空泡腐蝕75
參考文獻75
第4章海洋腐蝕環境
4.1海洋環境及腐蝕性概述76
4.1.1地球海洋環境綜述76
4.1.2海洋環境的腐蝕性因素80
4.2不同海域海洋腐蝕環境81
4.2.1全球不同海域腐蝕環境的差異81
4.2.2中國近海海域腐蝕環境的差異81
4.2.3中國不同海域腐蝕特徵81
4.3不同深度海洋腐蝕環境84
4.3.1不同深度海洋腐蝕環境概述84
4.3.2海洋大氣腐蝕環境85
4.3.3海水腐蝕環境87
4.3.4深海腐蝕環境91
4.4海洋環境腐蝕試驗93
參考文獻97
第5章海洋工程常用金屬材料與主要失效形式
5.1海洋用鋼的腐蝕和環境斷裂99
5.1.1海洋用鋼概述99
5.1.2海洋用鋼在不同區帶的腐蝕99
5.1.3合金元素對腐蝕的影響101
5.1.4海洋用鋼的應力腐蝕102
5.1.5海洋高強鋼的氫脆102
5.1.6海洋用鋼的腐蝕疲勞104
5.2海洋用不鏽鋼的點蝕和環境斷裂106
5.2.1海洋用不鏽鋼概述106
5.2.2不鏽鋼的點蝕106
5.2.3不鏽鋼的縫隙腐蝕107
5.2.4不鏽鋼的應力腐蝕110
5.2.5不鏽鋼的氫脆114
5.2.6不鏽鋼的腐蝕疲勞115
5.3鋁合金的腐蝕和環境斷裂118
5.3.1鋁合金的腐蝕118
5.3.2鋁合金的應力腐蝕119
5.3.3鋁合金的腐蝕疲勞120
5.4鎂合金的腐蝕121
5.4.1鎂的電化學特性及耐蝕性122
5.4.2鎂合金的氫脆和應力腐蝕122
5.4.3鎂合金的腐蝕疲勞124
5.5鈦合金的環境斷裂125
5.5.1鈦及鈦合金概述125
5.5.2海洋環境中的腐蝕行為126
5.5.3鈦及鈦合金的局部腐蝕126
5.5.4鈦合金的應力腐蝕127
5.6非晶合金的腐蝕127
5.6.1非晶合金材料概述127
5.6.2合金元素對耐蝕性的影響127
5.6.3非晶合金的耐蝕機理128
5.6.4非晶合金在NaCl溶液中的應力腐蝕128
參考文獻132
第6章海洋生物及其對材料的作用
6.1海洋生物的分類135
6.2海洋污損生物及其附著過程137
6.2.1海洋污損生物附著過程137
6.2.2影響生物附著的主要環境因素139
6.3典型污損生物及其對材料的影響139
6.3.1典型污損生物139
6.3.2污損生物對工程材料的影響142
6.4海洋腐蝕微生物及其對材料的影響143
6.4.1主要的腐蝕微生物143
6.4.2微生物對典型材料的腐蝕破壞143
6.5海洋生物污損與腐蝕控制144
6.5.1耐蝕防污表面層材料145
6.5.2殺菌劑145
6.5.3電解防污145
6.5.4防污塗料與材料145
6.5.5環境因素控制145
參考文獻146
第7章金屬表面處理與改性
7.1金屬表面與表面工程148
7.1.1金屬表面結構與性能148
7.1.2金屬表面工程技術152
7.2金屬表面鈍化技術153
7.2.1鈍化現象及定義153
7.2.2金屬表面鈍化類型154
7.2.3金屬表面鈍化機理154
7.2.4金屬表面鈍化技術155
7.2.5金屬表面鈍化技術的套用157
7.3金屬表面薄膜防護技術158
7.3.1液相薄膜防護技術158
7.3.2氣相薄膜防護技術161
7.4金屬表面塗層防護技術164
7.4.1塗層防護技術套用基礎164
7.4.2各種金屬表面塗層防護技術165
7.4.3塗層防護技術的套用168
參考文獻168
第8章海洋防腐蝕塗料
8.1海洋塗料防腐原理及選用原則169
8.1.1海洋塗料防腐原理169
8.1.2海洋塗料選用原則170
8.2提高海洋塗料性能的方法171
8.2.1物理填充改性方法171
8.2.2化學改性方法173
8.3海洋大氣區防腐塗料175
8.3.1海洋大氣區腐蝕特點175
8.3.2海洋大氣區典型防腐塗料176
8.3.3海洋大氣區塗料配套體系179
8.4海洋飛濺區及潮差區防腐塗料180
8.4.1海洋飛濺區及潮差區腐蝕特點180
8.4.2海洋飛濺區與潮差區典型防腐塗料182
8.4.3海洋飛濺區塗料配套體系184
8.5海洋全浸區防腐塗料184
8.5.1海洋全浸區腐蝕特點184
8.5.2海洋全浸區典型防腐塗料185
8.5.3海洋全浸區塗料配套體系186
8.6海洋鋼結構防火塗料187
8.6.1鋼結構防火保護的必要性187
8.6.2防火塗料的組成及防火原理187
8.6.3海洋鋼結構防火塗料的特點190
8.7海洋塗料研究發展趨勢190
8.7.1海洋鋼結構防腐塗料發展趨勢190
8.7.2海洋鋼結構防火塗料發展趨勢192
8.7.3海洋混凝土防腐塗料發展趨勢194
8.8海洋塗料性能試驗及微觀分析方法195
8.8.1海洋塗料常規性能測試方法195
8.8.2海洋塗料腐蝕與老化加速試驗方法196
8.8.3海洋塗料微觀分析方法197
8.9塗裝工藝技術及裝備200
8.9.1塗裝工藝技術200
8.9.2塗裝設備201
參考文獻201
第9章防污塗料與材料
9.1防污塗料的原理與分類210
9.1.1防污劑型防污塗料210
9.1.2污損釋放型防污塗料213
9.2防污塗料組成特點、配方設計、防污性能評價與塗裝214
9.2.1防污塗料的組成特點214
9.2.2防污塗料的配方設計215
9.2.3防污塗料的防污性能評價與塗裝217
9.3防污塗料最新研究進展218
9.3.1環境友好防污塗料218
9.3.2未來發展趨勢224
參考文獻224
第10章海洋工程關重件防護塗層技術
10.1關重件的服役環境及失效228
10.2關重件的防護塗層材料及製備230
10.2.1塗層材料230
10.2.2製備技術232
10.3關重件防護塗層套用241
10.3.1耐磨損腐蝕塗層241
10.3.2抗沖刷腐蝕塗層243
10.3.3抗高溫腐蝕塗層246
10.3.4絕緣耐磨塗層249
10.3.5環保耐蝕塗層250
10.3.6尺寸及功能恢復塗層253
參考文獻258
第11章陰極保護技術
11.1陰極保護技術簡介261
11.1.1陰極保護原理261
11.1.2陰極保護的發展歷史262
11.1.3陰極保護的套用範圍262
11.2犧牲陽極陰極保護263
11.2.1犧牲陽極材料263
11.2.2犧牲陽極結構266
11.3外加電流陰極保護268
11.3.1電源設備268
11.3.2輔助陽極269
11.3.3參比電極271
11.3.4陽極禁止層272
11.4陰極保護準則272
11.4.1碳鋼272
11.4.2高強鋼273
11.4.3其他金屬材料273
11.5陰極保護設計273
11.5.1陰極保護方法的選擇274
11.5.2陰極保護設計計算274
11.6陰極保護系統的布置與安裝279
11.6.1犧牲陽極陰極保護系統279
11.6.2外加電流陰極保護系統280
參考文獻280
第12章緩蝕劑
12.1緩蝕劑的定義、特點及表示方法285
12.1.1緩蝕劑的定義285
12.1.2緩蝕劑的技術特點286
12.1.3緩蝕劑效果的表示方法286
12.2緩蝕劑的分類286
12.2.1按化學組成分類286
12.2.2按電化學機理分類287
12.2.3按物理化學機理分類287
12.2.4按套用介質分類288
12.2.5按所使用金屬材料分類288
12.3緩蝕劑化合物和商品緩蝕劑289
12.3.1緩蝕劑化合物289
12.3.2商品緩蝕劑291
12.4影響緩蝕劑緩蝕效果的因素292
12.4.1緩蝕劑使用濃度的影響292
12.4.2溫度的影響292
12.4.3介質流速的影響292
12.4.4CO2分壓的影響293
12.4.5H2S含量的影響294
12.4.6離子的影響294
12.4.7pH的影響295
12.5緩蝕劑的作用機理296
12.5.1緩蝕劑的電化學機理296
12.5.2緩蝕劑的物理化學機理298
12.5.3緩蝕劑的其他機理300
12.6緩蝕劑性能評價方法301
12.6.1實驗室中緩蝕劑性能評價方法302
12.6.2緩蝕劑現場使用性能評價方法302
12.7緩蝕劑在海洋工程上的套用304
12.7.1緩蝕劑在海管清管試壓上的套用304
12.7.2緩蝕劑在海上油氣田採油系統上的套用307
12.8套用緩蝕劑必須注意的問題310
參考文獻310
第13章結構健康監測與檢測
13.1引言311
13.1.1結構健康監測與檢測的意義311
13.1.2腐蝕監檢測技術的發展311
13.2常用腐蝕監測與檢測方法312
13.2.1現場調查法312
13.2.2腐蝕掛片法313
13.2.3超音波測厚法315
13.2.4聲發射法317
13.2.5渦流法318
13.2.6紅外成像法320
13.2.7射線照相法320
13.2.8腐蝕電位監測法321
13.2.9線性極化法322
13.2.10交流阻抗法322
13.2.11電化學噪聲法323
13.2.12電偶電流法324
13.2.13電阻探針法324
13.2.14電感探針法326
13.2.15腐蝕監測方法的合理選用326
13.2.16腐蝕監測點的選擇326
13.3特殊環境下的智慧型腐蝕監測儀器套用327
13.3.1微生物腐蝕監測327
13.3.2混凝土腐蝕監測328
13.3.3土壤腐蝕監測329
13.3.4大氣腐蝕監測330
13.3.5陰極保護監測331
13.3.6防腐塗層下腐蝕監測331
13.4腐蝕監測技術發展趨勢332
13.4.1智慧型感測器管理(ISM)332
13.4.2智慧型儀器“私人訂製”333
13.4.3腐蝕監測與網際網路+335
13.4.4腐蝕監測技術面臨的機遇與挑戰並存335
參考文獻337
第14章海洋工程材料和結構的安全評估與壽命預測
14.1概述338
14.2海洋鋼結構安全評估與壽命預測模型340
14.2.1基於風險的安全評估模型340
14.2.2基於腐蝕類型的壽命預測模型341
14.2.3基於管道腐蝕完整性的直接評估方法345
14.2.4基於含缺陷結構剩餘強度評價的壽命預測346
14.3基於腐蝕的海洋平台結構安全評估349
14.3.1海洋平台結構的腐蝕失效類型349
14.3.2海洋平台結構的安全評估套用實例350
14.4海底管道結構的安全評估與壽命預測352
14.4.1基於剩餘強度的海底管道安全評估353
14.4.2基於內腐蝕風險的海底管道安全評估354
14.5深水水下設施的安全評估355
參考文獻357
第15章船舶的腐蝕防護
15.1船舶結構特點和腐蝕特徵359
15.1.1船底部位360
15.1.2水線部位360
15.1.3乾舷部位360
15.1.4甲板部位360
15.1.5乾貨艙360
15.1.6液艙360
15.2船舶塗料特徵361
15.3船舶塗料品種361
15.3.1車間底漆361
15.3.2船底防鏽塗料362
15.3.3船底防污塗料364
15.3.4船殼塗料367
15.3.5甲板塗料368
15.3.6壓載水艙塗料369
15.3.7飲水艙塗料370
15.3.8成品油、化學品艙塗料371
15.3.9原油艙塗料372
15.3.10乾貨艙塗料373
15.4船舶塗料塗裝配套373
15.5船舶塗料的塗裝374
15.5.1船舶塗料塗裝方法374
15.5.2塗裝質量管理374
參考文獻374
第16章海洋油氣生產設施的腐蝕防護
16.1海洋油氣生產設施類型與腐蝕環境375
16.1.1海洋油氣生產主要過程375
16.1.2海洋油氣生產主要設施376
16.1.3海洋油氣生產設施的主要腐蝕環境378
16.2海洋油氣生產設施的主要腐蝕類型與防護技術379
16.2.1海洋油氣生產設施的內腐蝕及其防護技術379
16.2.2海洋油氣生產設施的外腐蝕及其防護技術383
16.2.3海洋油氣生產設施的其他腐蝕類型383
16.3典型海洋油氣生產設施的腐蝕與防護套用384
16.3.1油氣水下生產設施的腐蝕與防護384
16.3.2海底油氣管線的腐蝕與防護385
16.3.3海洋油氣立管類結構的腐蝕與防護386
16.3.4海洋石油平台導管架結構的陰極保護388
16.3.5海洋油氣生產平台上部工藝設施的腐蝕與防護389
參考文獻390
第17章海上風電設備的腐蝕防護
17.1海上風電的發展現狀391
17.2海上風電設備的腐蝕與防護392
17.2.1風機水下基礎的腐蝕與防護392
17.2.2海上風電鋼結構的防護措施393
17.2.3塔筒鋼結構的腐蝕與防護399
17.2.4風機機艙/輪轂的腐蝕與防護403
17.2.5風機葉片的腐蝕與防護403
17.3海上風電公司在役設備防腐蝕現狀404
17.4海上風電設備防腐蝕技術展望405
參考文獻406
第18章島礁工程的腐蝕防護
18.1概述409
18.2島礁工程鋼結構防腐蝕技術套用410
18.2.1島礁工程鋼結構防腐蝕設計411
18.2.2島礁工程鋼結構防腐蝕塗料套用412
18.2.3島礁工程金屬熱噴塗技術套用416
18.2.4陰極保護技術套用416
18.3島礁混凝土腐蝕防護技術套用419
18.3.1島礁混凝土腐蝕防護基礎措施419
18.3.2島礁混凝土表面塗層防護技術套用421
18.3.3鋼筋塗層防護422
18.3.4鋼筋阻銹劑423
18.4島礁工程腐蝕與防護的未來發展趨勢424
18.4.1島礁工程新塗料新工藝的發展424
18.4.2建立健全島礁工程防腐技術選用標準425
參考文獻425
第19章海洋橋樑的腐蝕防護
19.1海洋橋樑的腐蝕問題427
19.1.1混凝土結構的腐蝕427
19.1.2鋼結構的腐蝕431
19.1.3長耐久性需求下腐蝕防護新問題432
19.2腐蝕防護方法433
19.2.1腐蝕防護方法選擇的原則434
19.2.2混凝土結構防護方法434
19.2.3鋼結構的防護方法440
19.2.4腐蝕防護新方法448
19.2.5長耐久性需求下腐蝕防護監測451
19.3結語452
參考文獻452
第20章海底隧道與沿海鋼筋混凝土結構的腐蝕防護
20.1鋼筋混凝土的腐蝕455
20.2混凝土中鋼筋腐蝕機理456
20.2.1影響鋼筋腐蝕的因素456
20.2.2鋼筋腐蝕的理論模型456
20.3海洋環境對鋼筋混凝土結構腐蝕的影響457
20.3.1沿海環境457
20.3.2海底隧道環境457
20.4鋼筋混凝土結構的腐蝕監測457
20.4.1物理監測技術458
20.4.2電化學監測技術459
20.4.3感測器技術461
20.5鋼筋混凝土結構的腐蝕防護464
20.5.1海洋環境鋼筋混凝土結構設計464
20.5.2高性能混凝土464
20.5.3陰極保護465
20.5.4電化學除氯與再鹼化466
20.5.5塗層鋼筋保護467
20.5.6鋼筋混凝土緩蝕劑470
20.5.7混凝土表面塗層471
20.6國內外海底隧道與沿海鋼筋混凝土結構腐蝕防護實例474
20.6.1國外海洋混凝土結構的腐蝕控制工程實例474
20.6.2中國海洋混凝土結構的腐蝕控制工程實例475
參考文獻480
第21章深海工程的腐蝕防護
21.1深海工程及其環境效應486
21.1.1深海工程概況486
21.1.2深海環境特點487
21.1.3材料的深海環境效應488
21.2深海工程的防腐蝕設計491
21.2.1防腐蝕結構設計491
21.2.2合理選材492
21.2.3系統腐蝕控制494
21.3深海工程的防腐保護494
21.3.1深海工程裝備的塗層保護494
21.3.2深海工程裝備的陰極保護496
參考文獻501
第22章海上飛機的腐蝕防護
22.1海上飛機的使用環境505
22.1.1總體環境505
22.1.2局部環境506
22.2海上飛機腐蝕的特點507
22.2.1腐蝕特點507
22.2.2腐蝕規律509
22.2.3腐蝕原因510
22.2.4腐蝕的危害510
22.3海上飛機外場的腐蝕防護510
22.3.1腐蝕的通用檢查方法510
22.3.2外場飛機的腐蝕防護512
22.3.3外場腐蝕損傷修理技術517
22.4海上飛機大修中的腐蝕修理519
22.4.1腐蝕損傷等級評定519
22.4.2腐蝕損傷修理的基本原則及制定修理方法注意事項520
22.4.3大修階段腐蝕損傷修理520
22.4.4腐蝕修理安全規程525
參考文獻526
第23章陸基海岸帶工程結構的腐蝕防護
23.1陸基海洋帶工程結構設施527
23.2陸基海洋工程的腐蝕特徵527
23.3陸基海洋工程的腐蝕原因與失效機理531
23.3.1材料本徵因素531
23.3.2環境介質因素531
23.3.3應力因素532
23.4陸基海洋工程的腐蝕防護措施533
23.4.1防腐蝕塗料和塗層533
23.4.2氧化聚合型包覆防腐蝕技術535
23.4.3表面陽極氧化膜處理539
23.4.4鋼筋混凝土防護技術540
參考文獻542
索引543
