*(4)耐候钢锈层结构的特点耐候钢(耐大气腐蚀钢WeatheringSteel):通过合金化在钢中加入一定量的Cu、P、Cr、Ni、Mo等合金元素形成的具有优异的耐大气腐蚀性能的低合金钢。耐蚀原因:在大气中暴露一段时间后在钢的疏松外腐蚀产物层和基体之间能够形成一层致密、连续的含有Cu、Cr、P等合金元素的非晶产物层,并最终转化成富集上述元素的?-FeOOH层——锈层的稳定化过程。致密、连续的非晶内氧化层及?-FeOOH层除了可以有效地隔离腐蚀介质与钢基体的接触,且具有极高的阻抗,极大地减缓了腐蚀阳极区和阴极区之间的电子迁移,降低了电化学反应的速度,使耐候钢的腐蚀速率有较大幅度下降。*7.2.4防止大气腐蚀的措施提高材料的耐蚀性:向碳钢中加入Cu、P、Cr、Ni、微量Ca和Si。表面涂层保护:油漆、金属镀层或暂时性保护涂层。改变局部大气环境:使用气相缓蚀剂和控制大气湿度。合理设计和环境保护:防止缝隙中存水,避免落灰,加强环保,减少大气污染。*7.3土壤腐蚀土壤腐蚀(SoilCorrosion):埋在土壤中的金属及其构件的腐蚀。地下铺设的输油管、输水管和煤气管道,大量电缆、通讯设施和各种地下建筑物——土壤腐蚀问题十分突出。*7.3.1土壤电解质的特性一种特殊的电解质:多相性:土壤由土粒、水、空气等固、液、气三相组成,土粒中又包含着多种无机矿物质及有机物质。不同土壤其土粒大小不相同,例如,砂砾土的颗粒大小为0.07-2mm,粉砂土的颗粒为0.005-0.07mm,而粘土的颗粒尺寸则小于0.005mm。实际的土壤是几种不同土粒按一定比例组合在一起多孔性:在土壤的颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙,孔隙中充满了空气和水。水分以多种形式存在。可直接渗入孔隙或在孔壁上形成水膜,也可以形成水化物或者以胶体状态存在。土壤就成为离子导体,因此可以把土壤看作是腐蚀性电解质。由于水具有形成胶体的作用,所以土壤并不是分散孤立的颗粒,而是各种有机物、无机物的胶凝物质颗粒的聚集体。土壤的孔隙度和含水的程度,又影响着土壤的透气性和电导率的大小*不均匀性:土粒、气孔、水分、结构紧密程度差异,不同性质的土壤交替更换等。土壤的各种物理—化学性质,尤其是与腐蚀有关的电化学性质,也随之发生明显变化。相对固定性:土壤的固体部分固定不动的,气相和液相有限的运动。土壤孔穴中的对流和定向流动,地下水的移动等。*7.3.2土壤腐蚀的电极过程阳极过程铁在潮湿土壤中的阳极过程和在溶液中腐蚀时相类似,阳极过程没有明显的阻碍;在干燥且透气性良好的土壤中,阳极过程接近于大气腐蚀的阳极行为,即阳极过程因钝化和离子水化的困难而有很大的极化。一般金属在潮湿土壤中的腐蚀远比在干燥土壤中严重。在长时间的腐蚀过程中,由于腐蚀的次生反应所生成的不溶性腐蚀物的屏蔽作用,可以观察到阳极极化逐渐增大。*在潮湿、透气不良且含有氯离子的土壤中金属的阳极极化行为可分成四类:阳极溶解时没有显著阳极极化的金属,如Mg、Zn、Al、Mn、Sn等。阳极溶解的极化率较低,并决定于金属离子化反应的过电位,如Fe、碳钢、Cu、Pb。因阳极钝化而具有高的起始极化率的金属,在更高的阳极电位下,阳极钝化又因土壤中存有Cl-离子而受到破坏,如Cr、Zr、含铬或铬镍的不锈钢。在土壤条件不发生阳极溶解的金属,如Ti、Ta是完全钝化稳定的。*阴极过程:钢铁等常用金属土壤腐蚀的阴极过程主要是氧的去极化;在强酸性土壤中,氢去极化过程可能参与;在某些情况下,微生物可能参与阴极还原过程。土壤中氧的去极化过程同样是两个基本步骤: ——即氧向阴极的传输和氧离子化的阴极反应。土壤中氧离子化反应和在普通的电解液中相同氧的传输过程比在电解液中更为复杂。氧在多相结构的土壤中由气相和液相两条途径输送。*氧的输送方式:土壤中气相或液相的定向流动由于土壤表层温度的周期波动、大气压力及土壤湿度的变化、下雨、风吹及地下水位的涨落等因素的变化,引起空气及水分吸入土壤并在其中流动,以此输送氧。疏松粗粒结构的土壤——该方式传递氧的速度很大;密实潮湿的土壤——该方式传递氧的效果很小; ——导致氧在不同土壤中输送速度的差异。在土壤的气相和液相中的扩散氧的扩散过程是土壤中供氧的主要途径。氧的扩散速度取决于土层的厚度、结构和湿度。厚土层阻碍氧的扩散,随着湿度和粘土组分含量的增加,氧的扩散速度可以降低3-4个数量级。在氧向金属表面的扩散过程中,最后还要通过金属表面在土壤毛细孔隙下形成的电解液薄层及腐蚀产物层。*土壤腐蚀的控制特征对于大多数土壤,当腐蚀决定于腐蚀微电池的作用时,腐蚀过程强烈地为阴极过程所控