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摘要：沿海地区与海域接壤，海水中含有大量的盐分，当发生潮汐时，海水会喷溅到海岸边的物体上，而许多金属材料在长期接触海水的过程中会发生腐蚀，轨道车辆的车体不仅会因此出现外观的变化，还可能会影响轨道车辆的正常使用，本文则主要对如何提升沿海地区不锈钢材料的抗腐蚀性进行研究。
关键词：沿海地区；不锈钢材料；抗腐蚀性
引言
虽然不锈钢材质的抗腐蚀性相对于其他材料来说更加优秀，但沿海地区环境较为复杂，会导致不锈钢非典型的腐蚀现象，影响轨道车辆的正常使用，因此需要对沿海地区的腐蚀现象进行分析，研究如何确保不锈钢材料可以长期可靠使用。
一、腐蚀现象简述
腐蚀指的是物质在与环境相互作用的过程中出现性质变化的情况，发生腐蚀时，物质的表面会接触电解质，通过化学反应破坏原有的性质。电解质就是能够导电的溶液，自然环境中的电解质可以是空气中的水蒸气、雨水或者是海水等。在沿海地区降雨时，小雨会加快金属的腐蚀，这是因为小雨会增加空气的潮湿度，空气中的含盐量也会增加，材料的腐蚀速度会随着电解质的导电能力提升而加快，也会随着材料与电解质的接触面积增加而加快。相对于小雨来说，暴雨则能够在一定程度上除去金属材料表面的有害沉积物，从而减缓腐蚀的速度。海水中含有大量的盐分，盐能够提升电解质的导电能力，也就是海水的腐蚀性更强。此外，海水中的盐会存留在金属表面，破坏一些金属表面的氧化层，如铝表面的氧化层会被电解质腐蚀。在自然界中，物质的腐蚀会受到温度、湿度的影响，对某一种物质来说，发生腐蚀的临界温度与湿度也存在着一些关联，表一列举了一些盐开始吸收水分形成腐蚀性氯化物溶液时的温度和湿度，研究人员可以通过对化学性质的研究来确定物质发生腐蚀的条件，从而减缓或加快腐蚀进程。
表一 不同盐类吸收水分的温度与湿度临界值
二、沿海地区出现腐蚀的原因
（一）高盐含量的环境
海水中含有的盐主要有氯化钠、氯化钙、氯化镁等，在海水自由流动的过程中，海水中的盐会形成悬浮在空中的颗粒。沿海区域的空气含盐量一般取决于海浪的频率与速度、海水的温度、陆地的温度、海岸线的曲折程度、风速等自然因素，在天气温度不断变化的情况下，沿海地区的空气含盐量也会随着季节而有所增减。海中的盐向内陆移动的距离则会受到风速、温度、地理环境、海岸空气含盐量等自然因素的影响。美国国家大气沉降项目组曾连续收集美国各地区的氯化物沉积量，对某一时刻的湿盐沉积浓度地图进行分析，可以发现不同区域的湿盐沉积量与地理环境、温度等元素的联系；对不同时间的湿盐沉积浓度地图进行对比分析，可以发现湿盐沉积量与时间之间的变化规律。根据湿盐沉积浓度地图能够有效地对沿海地区的腐蚀性进行评价，湿盐沉积浓度地图也是沿海地区解决酸雨、空气污染等环境问题的重要依据。形成颗粒的盐可以积聚在被腐蚀物质的表面，当该地区的温度、湿度达到相应的临界值后，表面的盐会吸收空气中的水分开始腐蚀材料，而盐含量越高腐蚀性越强，物体表面越为粗糙也就会沉积更多的盐，因此，一般海边较为粗糙的物质表面腐蚀率更高。此外，不同高度的腐蚀率也存在着一些差异，翻阅相关文献了解到，曾有学者在卡纳维尔角海岸进行关于高度与腐蚀率的实验研究，在距离海岸线水平距离55米的位置，分别在距离地面0m、9m、18m的地方放置碳钢试样，对不同高度的样品腐蚀率进行检测，发现三个样品的腐蚀程度分别为0.131mm、0.44mm、0.165mm，结合其他相似实验，得出最终结论：沿海地区腐蚀率最高的位置一般是海风直吹的高度位置，不同地区腐蚀率最高的高度会受到风速、温度、海岸线形状等因素的影响。
（二）复杂苛刻的沿海环境
高盐含量决定了沿海地区的高腐蚀性，而复杂苛刻的地理环境不仅是高盐含量的源头，还会以更加复杂的方式腐蚀沿海地区的金属。世界上腐蚀性较高的沿海地区地理环境有着较大的差异，如南非沿海地区和夏威夷群岛沿海地区腐蚀性较高，而这些地区有这相对于其他沿海地区来说更多的岩石，海浪的更加汹涌；澳大利亚某些海岸地区的温度较高，空气较为潮湿。
三、沿海地区不锈钢防腐的相关措施
（一）防应力腐蚀开裂的相关措施
在不锈钢材料与氯化物水溶液接触时，会出现点蚀应力腐蚀开裂现象，开裂方式有沿晶裂纹、穿晶裂纹等。在沿海地区大雾天气下，空气中的氯离子含量较高，轨道车辆中的不锈钢材料会在应力作用下开裂。由于环境天气和不锈钢材料的物理作用无法改变，因此为了缓解腐蚀情况，可以采取涂漆的方法。如，某市位于沿海地区，为了降低轨道交通的车体腐蚀造成的经济损失，该市选择了304不锈钢作为车体的主要选材。由于空气中的氯离子含量较高，为了避免不锈钢材料表面的腐蚀，该市选择通过涂漆来提升不锈钢材料的抗腐蚀性。不锈钢材料的涂漆工作有一些注意事项，油漆的选择、表面的预处理工作、正式涂漆等方面都有一些需要注意的细节，而其中任何一个细节没有做好都可能会影响漆面防腐的质量。铜、铅、锌等成分可能会与不锈钢材料发生化学反应生成低熔点化合物，在高温环境下熔化会损坏车体，因此在选择油漆时，不能选择成分中含有铜、铅、锌等成分的油漆。氯离子可能会造成不锈钢材料的腐蚀，在选择油漆时，应该排除含有氯离子的油漆。应该选择有良好附着力的油漆，确保油漆能够充分地附着在不锈钢材料表面。在根据不同车体材料选择油漆时，应该了解轨道车辆的使用环境，选择能够在该环境下能够正常使用的油漆，其中需要考虑的环境因素主要有温度、湿度、光照等。在涂刷油漆时，为了避免出现局部凹陷，应该给出充足的时间使油漆能够充分干燥。
（二）防微生物缝隙腐蚀的相关措施
微生物缝隙腐蚀是孔蚀的一种，发生于氧气与水分不足的环境下，也可能由水汽形成的电解质导致，多出现在细微缝隙处，因此在设计时应该注意常接触水汽的位置，并减少该位置的缝隙。如，某沿海地区的在轨道交通施工实验时将一些经过表面防腐处理的304无缝不锈钢构件埋在地下，一段时间后发现焊缝位置出现多个腐蚀现象，在进行检测后认定，出现腐蚀的原因是施工时泥水进入构件内，由于构件密封不含有氧气，硫酸盐还原菌快速繁殖，在细菌生长的过程中产出硫化氢，导致了微生物缝隙腐蚀的现象。对于这种现象，沿海地区在构件轨道交通网络时应谨慎选择车体材料，严格把控车体质量，避免出现积水和缝隙。
总结
沿海地区的地理环境与气候环境决定了其高腐蚀性的特点，为了避免腐蚀造成的交通停摆与经济损失，就要研究如何提升不锈钢材料的抗腐蚀性。本文立足于沿海地区的环境特点，阐述了腐蚀的定义，分析了影响腐蚀性的因素，并探讨如何提升不锈钢材料的抗腐蚀性，希望能够推动我国沿海地区的长远发展。
参考文献：
[1]柳希.沿海地区钢结构防腐设计及维护探讨[J].低碳世界.2017（06）.159-161
[2]王剑英，邓杰，董男，游传榜，王光硕.热带沿海输变电设备防腐技术研究及应用[J].涂料工业.2016（46）.63-67
[3]全玲玲.沿海地区电厂钢结构防腐方案简析[J].机电信息.2015（30）.168-169