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第1章 绪论1

1.1 腐蚀防护及其简要历史1

1.2 腐蚀对人类的影响2

1.3 腐蚀的分类3

1.4 海洋环境与海洋腐蚀的特点3

1.5 海洋腐蚀防护的重要性与主要腐蚀防护技术4

参考文献5

第2章 金属腐蚀与防护的基础理论7

2.1 腐蚀电化学热力学7

2.1.1 电极电位与能斯特方程7

2.1.2 电位-pH图的原理11

2.1.3 电位-pH图的应用13

2.1.4 电位-pH图的局限性14

2.2 腐蚀电化学动力学15

2.2.1 极化和去极化16

2.2.2 极化曲线18

2.2.3 腐蚀极化图及其应用26

2.3 金属腐蚀防护的基本原理27

2.3.1 金属的钝化27

2.3.2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀31

2.3.3 电化学保护34

2.4 海水腐蚀的特点与防护原理37

2.4.1 海水腐蚀的电化学特征37

2.4.2 海水腐蚀的影响因素40

2.4.3 海水腐蚀的防护原理43

2.5 腐蚀的评定方法46

2.5.1 材料的（耐）腐蚀性能测试46

2.5.2 耐蚀性能的评定及表示方法47

参考文献51

第3章 海洋腐蚀的主要形式52

3.1 海洋腐蚀的分类52

3.1.1 无应力作用下的腐蚀52

3.1.2 应力作用下的腐蚀53

3.2 均匀腐蚀53

3.2.1 均匀腐蚀概述53

3.2.2 均匀腐蚀的电化学特点54

3.2.3 均匀腐蚀测量方法54

3.3 局部腐蚀55

3.3.1 点蚀55

3.3.2 电偶腐蚀59

3.3.3 缝隙腐蚀62

3.4 环境断裂64

3.4.1 应力腐蚀64

3.4.2 氢脆66

3.4.3 腐蚀疲劳69

3.5 腐蚀磨损73

3.5.1 湍流腐蚀74

3.5.2 空泡腐蚀75

参考文献75

第4章 海洋腐蚀环境76

4.1 海洋环境及腐蚀性概述76

4.1.1 地球海洋环境综述76

4.1.2 海洋环境的腐蚀性因素80

4.2 不同海域海洋腐蚀环境81

4.2.1 全球不同海域腐蚀环境的差异81

4.2.2 中国近海海域腐蚀环境的差异81

4.2.3 中国不同海域腐蚀特征81

4.3 不同深度海洋腐蚀环境84

4.3.1 不同深度海洋腐蚀环境概述84

4.3.2 海洋大气腐蚀环境85

4.3.3 海水腐蚀环境87

4.3.4 深海腐蚀环境91

4.4 海洋环境腐蚀试验93

参考文献97

第5章 海洋工程常用金属材料与主要失效形式99

5.1 海洋用钢的腐蚀和环境断裂99

5.1.1 海洋用钢概述99

5.1.2 海洋用钢在不同区带的腐蚀99

5.1.3 合金元素对腐蚀的影响101

5.1.4 海洋用钢的应力腐蚀102

5.1.5 海洋高强钢的氢脆102

5.1.6 海洋用钢的腐蚀疲劳104

5.2 海洋用不锈钢的点蚀和环境断裂106

5.2.1 海洋用不锈钢概述106

5.2.2 不锈钢的点蚀106

5.2.3 不锈钢的缝隙腐蚀107

5.2.4 不锈钢的应力腐蚀110

5.2.5 不锈钢的氢脆114

5.2.6 不锈钢的腐蚀疲劳115

5.3 铝合金的腐蚀和环境断裂118

5.3.1 铝合金的腐蚀118

5.3.2 铝合金的应力腐蚀119

5.3.3 铝合金的腐蚀疲劳120

5.4 镁合金的腐蚀121

5.4.1 镁的电化学特性及耐蚀性122

5.4.2 镁合金的氢脆和应力腐蚀122

5.4.3 镁合金的腐蚀疲劳124

5.5 钛合金的环境断裂125

5.5.1 钛及钛合金概述125

5.5.2 海洋环境中的腐蚀行为126

5.5.3 钛及钛合金的局部腐蚀126

5.5.4 钛合金的应力腐蚀127

5.6 非晶合金的腐蚀127

5.6.1 非晶合金材料概述127

5.6.2 合金元素对耐蚀性的影响127

5.6.3 非晶合金的耐蚀机理128

5.6.4 非晶合金在NaCl溶液中的应力腐蚀128

参考文献132

第6章 海洋生物及其对材料的作用135

6.1 海洋生物的分类135

6.2 海洋污损生物及其附着过程137

6.2.1 海洋污损生物附着过程137

6.2.2 影响生物附着的主要环境因素139

6.3 典型污损生物及其对材料的影响139

6.3.1 典型污损生物139

6.3.2 污损生物对工程材料的影响142

6.4 海洋腐蚀微生物及其对材料的影响143

6.4.1 主要的腐蚀微生物143

6.4.2 微生物对典型材料的腐蚀破坏143

6.5 海洋生物污损与腐蚀控制144

6.5.1 耐蚀防污表面层材料145

6.5.2 杀菌剂145

6.5.3 电解防污145

6.5.4 防污涂料与材料145

6.5.5 环境因素控制145

参考文献146

第7章 金属表面处理与改性148

7.1 金属表面与表面工程148

7.1.1 金属表面结构与性能148

7.1.2 金属表面工程技术152

7.2 金属表面钝化技术153

7.2.1 钝化现象及定义153

7.2.2 金属表面钝化类型154

7.2.3 金属表面钝化机理154

7.2.4 金属表面钝化技术155

7.2.5 金属表面钝化技术的应用157

7.3 金属表面薄膜防护技术158

7.3.1 液相薄膜防护技术158

7.3.2 气相薄膜防护技术161

7.4 金属表面涂层防护技术164

7.4.1 涂层防护技术应用基础164

7.4.2 各种金属表面涂层防护技术165

7.4.3 涂层防护技术的应用168

参考文献168

第8章 海洋防腐蚀涂料169

8.1 海洋涂料防腐原理及选用原则169

8.1.1 海洋涂料防腐原理169

8.1.2 海洋涂料选用原则170

8.2 提高海洋涂料性能的方法171

8.2.1 物理填充改性方法171

8.2.2 化学改性方法173

8.3 海洋大气区防腐涂料175

8.3.1 海洋大气区腐蚀特点175

8.3.2 海洋大气区典型防腐涂料176

8.3.3 海洋大气区涂料配套体系179

8.4 海洋飞溅区及潮差区防腐涂料180

8.4.1 海洋飞溅区及潮差区腐蚀特点180

8.4.2 海洋飞溅区与潮差区典型防腐涂料182

8.4.3 海洋飞溅区涂料配套体系184

8.5 海洋全浸区防腐涂料184

8.5.1 海洋全浸区腐蚀特点184

8.5.2 海洋全浸区典型防腐涂料185

8.5.3 海洋全浸区涂料配套体系186

8.6 海洋钢结构防火涂料187

8.6.1 钢结构防火保护的必要性187

8.6.2 防火涂料的组成及防火原理187

8.6.3 海洋钢结构防火涂料的特点190

8.7 海洋涂料研究发展趋势190

8.7.1 海洋钢结构防腐涂料发展趋势190

8.7.2 海洋钢结构防火涂料发展趋势192

8.7.3 海洋混凝土防腐涂料发展趋势194

8.8 海洋涂料性能试验及微观分析方法195

8.8.1 海洋涂料常规性能测试方法195

8.8.2 海洋涂料腐蚀与老化加速试验方法196

8.8.3 海洋涂料微观分析方法197

8.9 涂装工艺技术及装备200

8.9.1 涂装工艺技术200

8.9.2 涂装设备201

参考文献201

第9章 防污涂料与材料210

9.1 防污涂料的原理与分类210

9.1.1 防污剂型防污涂料210

9.1.2 污损释放型防污涂料213

9.2 防污涂料组成特点、配方设计、防污性能评价与涂装214

9.2.1 防污涂料的组成特点214

9.2.2 防污涂料的配方设计215

9.2.3 防污涂料的防污性能评价与涂装217

9.3 防污涂料最新研究进展218

9.3.1 环境友好防污涂料218

9.3.2 未来发展趋势224

参考文献224

第10章 海洋工程关重件防护涂层技术228

10.1 关重件的服役环境及失效228

10.2 关重件的防护涂层材料及制备230

10.2.1 涂层材料230

10.2.2 制备技术232

10.3 关重件防护涂层应用241

10.3.1 耐磨损腐蚀涂层241

10.3.2 抗冲刷腐蚀涂层243

10.3.3 抗高温腐蚀涂层246

10.3.4 绝缘耐磨涂层249

10.3.5 环保耐蚀涂层250

10.3.6 尺寸及功能恢复涂层253

参考文献258

第11章 阴极保护技术261

11.1 阴极保护技术简介261

11.1.1 阴极保护原理261

11.1.2 阴极保护的发展历史262

11.1.3 阴极保护的应用范围262

11.2 牺牲阳极阴极保护263

11.2.1 牺牲阳极材料263

11.2.2 牺牲阳极结构266

11.3 外加电流阴极保护268

11.3.1 电源设备268

11.3.2 辅助阳极269

11.3.3 参比电极271

11.3.4 阳极屏蔽层272

11.4 阴极保护准则272

11.4.1 碳钢272

11.4.2 高强钢273

11.4.3 其他金属材料273

11.5 阴极保护设计273

11.5.1 阴极保护方法的选择274

11.5.2 阴极保护设计计算274

11.6 阴极保护系统的布置与安装279

11.6.1 牺牲阳极阴极保护系统279

11.6.2 外加电流阴极保护系统280

参考文献280

第12章 缓蚀剂285

12.1 缓蚀剂的定义、特点及表示方法285

12.1.1 缓蚀剂的定义285

12.1.2 缓蚀剂的技术特点286

12.1.3 缓蚀剂效果的表示方法286

12.2 缓蚀剂的分类286

12.2.1 按化学组成分类286

12.2.2 按电化学机理分类287

12.2.3 按物理化学机理分类287

12.2.4 按应用介质分类288

12.2.5 按所使用金属材料分类288

12.3 缓蚀剂化合物和商品缓蚀剂289

12.3.1 缓蚀剂化合物289

12.3.2 商品缓蚀剂291

12.4 影响缓蚀剂缓蚀效果的因素292

12.4.1 缓蚀剂使用浓度的影响292

12.4.2 温度的影响292

12.4.3 介质流速的影响292

12.4.4 CO2分压的影响293

12.4.5 H2S含量的影响294

12.4.6 离子的影响294

12.4.7 pH的影响295

12.5 缓蚀剂的作用机理296

12.5.1 缓蚀剂的电化学机理296

12.5.2 缓蚀剂的物理化学机理298

12.5.3 缓蚀剂的其他机理300

12.6 缓蚀剂性能评价方法301

12.6.1 实验室中缓蚀剂性能评价方法302

12.6.2 缓蚀剂现场使用性能评价方法302

12.7 缓蚀剂在海洋工程上的应用304

12.7.1 缓蚀剂在海管清管试压上的应用304

12.7.2 缓蚀剂在海上油气田采油系统上的应用307

12.8 应用缓蚀剂必须注意的问题310

参考文献310

第13章 结构健康监测与检测311

13.1 引言311

13.1.1 结构健康监测与检测的意义311

13.1.2 腐蚀监检测技术的发展311

13.2 常用腐蚀监测与检测方法312

13.2.1 现场调查法312

13.2.2 腐蚀挂片法313

13.2.3 超声波测厚法315

13.2.4 声发射法317

13.2.5 涡流法318

13.2.6 红外成像法320

13.2.7 射线照相法320

13.2.8 腐蚀电位监测法321

13.2.9 线性极化法322

13.2.10 交流阻抗法322

13.2.11 电化学噪声法323

13.2.12 电偶电流法324

13.2.13 电阻探针法324

13.2.14 电感探针法326

13.2.15 腐蚀监测方法的合理选用326

13.2.16 腐蚀监测点的选择326

13.3 特殊环境下的智能腐蚀监测仪器应用327

13.3.1 微生物腐蚀监测327

13.3.2 混凝土腐蚀监测328

13.3.3 土壤腐蚀监测329

13.3.4 大气腐蚀监测330

13.3.5 阴极保护监测331

13.3.6 防腐涂层下腐蚀监测331

13.4 腐蚀监测技术发展趋势332

13.4.1 智能传感器管理（ISM）332

13.4.2 智能仪器“私人订制”333

13.4.3 腐蚀监测与互联网＋335

13.4.4 腐蚀监测技术面临的机遇与挑战并存335

参考文献337

第14章 海洋工程材料和结构的安全评估与寿命预测338

14.1 概述338

14.2 海洋钢结构安全评估与寿命预测模型340

14.2.1 基于风险的安全评估模型340

14.2.2 基于腐蚀类型的寿命预测模型341

14.2.3 基于管道腐蚀完整性的直接评估方法345

14.2.4 基于含缺陷结构剩余强度评价的寿命预测346

14.3 基于腐蚀的海洋平台结构安全评估349

14.3.1 海洋平台结构的腐蚀失效类型349

14.3.2 海洋平台结构的安全评估应用实例350

14.4 海底管道结构的安全评估与寿命预测352

14.4.1 基于剩余强度的海底管道安全评估353

14.4.2 基于内腐蚀风险的海底管道安全评估354

14.5 深水水下设施的安全评估355

参考文献357

第15章 船舶的腐蚀防护359

15.1 船舶结构特点和腐蚀特征359

15.1.1 船底部位360

15.1.2 水线部位360

15.1.3 干舷部位360

15.1.4 甲板部位360

15.1.5 干货舱360

15.1.6 液舱360

15.2 船舶涂料特征361

15.3 船舶涂料品种361

15.3.1 车间底漆361

15.3.2 船底防锈涂料362

15.3.3 船底防污涂料364

15.3.4 船壳涂料367

15.3.5 甲板涂料368

15.3.6 压载水舱涂料369

15.3.7 饮水舱涂料370

15.3.8 成品油、化学品舱涂料371

15.3.9 原油舱涂料372

15.3.10 干货舱涂料373

15.4 船舶涂料涂装配套373

15.5 船舶涂料的涂装374

15.5.1 船舶涂料涂装方法374

15.5.2 涂装质量管理374

参考文献374

第16章 海洋油气生产设施的腐蚀防护375

16.1 海洋油气生产设施类型与腐蚀环境375

16.1.1 海洋油气生产主要过程375

16.1.2 海洋油气生产主要设施376

16.1.3 海洋油气生产设施的主要腐蚀环境378

16.2 海洋油气生产设施的主要腐蚀类型与防护技术379

16.2.1 海洋油气生产设施的内腐蚀及其防护技术379

16.2.2 海洋油气生产设施的外腐蚀及其防护技术383

16.2.3 海洋油气生产设施的其他腐蚀类型383

16.3 典型海洋油气生产设施的腐蚀与防护应用384

16.3.1 油气水下生产设施的腐蚀与防护384

16.3.2 海底油气管线的腐蚀与防护385

16.3.3 海洋油气立管类结构的腐蚀与防护386

16.3.4 海洋石油平台导管架结构的阴极保护388

16.3.5 海洋油气生产平台上部工艺设施的腐蚀与防护389

参考文献390

第17章 海上风电设备的腐蚀防护391

17.1 海上风电的发展现状391

17.2 海上风电设备的腐蚀与防护392

17.2.1 风机水下基础的腐蚀与防护392

17.2.2 海上风电钢结构的防护措施393

17.2.3 塔筒钢结构的腐蚀与防护399

17.2.4 风机机舱／轮毂的腐蚀与防护403

17.2.5 风机叶片的腐蚀与防护403

17.3 海上风电公司在役设备防腐蚀现状404

17.4 海上风电设备防腐蚀技术展望405

参考文献406

第18章 岛礁工程的腐蚀防护409

18.1 概述409

18.2 岛礁工程钢结构防腐蚀技术应用410

18.2.1 岛礁工程钢结构防腐蚀设计411

18.2.2 岛礁工程钢结构防腐蚀涂料应用412

18.2.3 岛礁工程金属热喷涂技术应用416

18.2.4 阴极保护技术应用416

18.3 岛礁混凝土腐蚀防护技术应用419

18.3.1 岛礁混凝土腐蚀防护基础措施419

18.3.2 岛礁混凝土表面涂层防护技术应用421

18.3.3 钢筋涂层防护422

18.3.4 钢筋阻锈剂423

18.4 岛礁工程腐蚀与防护的未来发展趋势424

18.4.1 岛礁工程新涂料新工艺的发展424

18.4.2 建立健全岛礁工程防腐技术选用标准425

参考文献425

第19章 海洋桥梁的腐蚀防护427

19.1 海洋桥梁的腐蚀问题427

19.1.1 混凝土结构的腐蚀427

19.1.2 钢结构的腐蚀431

19.1.3 长耐久性需求下腐蚀防护新问题432

19.2 腐蚀防护方法433

19.2.1 腐蚀防护方法选择的原则434

19.2.2 混凝土结构防护方法434

19.2.3 钢结构的防护方法440

19.2.4 腐蚀防护新方法448

19.2.5 长耐久性需求下腐蚀防护监测451

19.3 结语452

参考文献452

第20章 海底隧道与沿海钢筋混凝土结构的腐蚀防护455

20.1 钢筋混凝土的腐蚀455

20.2 混凝土中钢筋腐蚀机理456

20.2.1 影响钢筋腐蚀的因素456

20.2.2 钢筋腐蚀的理论模型456

20.3 海洋环境对钢筋混凝土结构腐蚀的影响457

20.3.1 沿海环境457

20.3.2 海底隧道环境457

20.4 钢筋混凝土结构的腐蚀监测457

20.4.1 物理监测技术458

20.4.2 电化学监测技术459

20.4.3 传感器技术461

20.5 钢筋混凝土结构的腐蚀防护464

20.5.1 海洋环境钢筋混凝土结构设计464

20.5.2 高性能混凝土464

20.5.3 阴极保护465

20.5.4 电化学除氯与再碱化466

20.5.5 涂层钢筋保护467

20.5.6 钢筋混凝土缓蚀剂470

20.5.7 混凝土表面涂层471

20.6 国内外海底隧道与沿海钢筋混凝土结构腐蚀防护实例474

20.6.1 国外海洋混凝土结构的腐蚀控制工程实例474

20.6.2 中国海洋混凝土结构的腐蚀控制工程实例475

参考文献480

第21章 深海工程的腐蚀防护486

21.1 深海工程及其环境效应486

21.1.1 深海工程概况486

21.1.2 深海环境特点487

21.1.3 材料的深海环境效应488

21.2 深海工程的防腐蚀设计491

21.2.1 防腐蚀结构设计491

21.2.2 合理选材492

21.2.3 系统腐蚀控制494

21.3 深海工程的防腐保护494

21.3.1 深海工程装备的涂层保护494

21.3.2 深海工程装备的阴极保护496

参考文献501

第22章 海上飞机的腐蚀防护505

22.1 海上飞机的使用环境505

22.1.1 总体环境505

22.1.2 局部环境506

22.2 海上飞机腐蚀的特点507

22.2.1 腐蚀特点507

22.2.2 腐蚀规律509

22.2.3 腐蚀原因510

22.2.4 腐蚀的危害510

22.3 海上飞机外场的腐蚀防护510

22.3.1 腐蚀的通用检查方法510

22.3.2 外场飞机的腐蚀防护512

22.3.3 外场腐蚀损伤修理技术517

22.4 海上飞机大修中的腐蚀修理519

22.4.1 腐蚀损伤等级评定519

22.4.2 腐蚀损伤修理的基本原则及制定修理方法注意事项520

22.4.3 大修阶段腐蚀损伤修理520

22.4.4 腐蚀修理安全规程525

参考文献526

第23章 陆基海岸带工程结构的腐蚀防护527

23.1 陆基海洋带工程结构设施527

23.2 陆基海洋工程的腐蚀特征527

23.3 陆基海洋工程的腐蚀原因与失效机理531

23.3.1 材料本征因素531

23.3.2 环境介质因素531

23.3.3 应力因素532

23.4 陆基海洋工程的腐蚀防护措施533

23.4.1 防腐蚀涂料和涂层533

23.4.2 氧化聚合型包覆防腐蚀技术535

23.4.3 表面阳极氧化膜处理539

23.4.4 钢筋混凝土防护技术540

参考文献542

索引543