海洋工程材料和結構的腐蝕與防護

《海洋工程材料和結構的腐蝕與防護》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者是韓恩厚、陳建敏、宿彥京。

基本介紹

• 中文名：海洋工程材料和結構的腐蝕與防護 
• 作者：韓恩厚、陳建敏、宿彥京
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2017年1月
• 頁數：554 頁
• 定價：149 元
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：978-7-122-28231-6

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

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