刘英伟， 张洋

(哈尔滨工程大学 材料科学与化学工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)

海洋中行驶的船只时刻受到海水的腐蚀，但相比于静态条件(船和海水的相对速度为零)，动态条件下海水对船体的腐蚀速度要大得多、腐蚀机制也复杂得多，这种机制被称为流动加速腐蚀(accelerated flow corrosion， FAC)。这一机制包含2层含义：1)在流体的冲刷下，对材料表面起腐蚀防护作用的氧化膜或其他类型的保护膜会加速溶解而变薄(尤其海水中含有氯离子的情况下)，从而导致腐蚀加速(机制一)；2)处于流动状态下的海水会大大加快氧化剂的输运，从而加速电化学反应，导致腐蚀速度加快，这一机制是基于扩散传质控制(机制二)。海洋中行驶的船只，船体和海水之间存在相对速度，若将海水视为静止，则船体的运动将带动周围海水流动，在船体周围一定范围的水域内形成一个流场，流场中的流速、压力分布很不均匀，导致氧的分布也很不均匀。海水中的氧是一种强去极化剂，它对船体表面有很强的腐蚀作用。由于氧是阴极反应的参与者，因此它的分布与扩散对船体的腐蚀有很大的影响。一般来说腐蚀反应放电步骤速度很快，因此腐蚀速度主要取决于氧的扩散速度，属于扩散传质控制。

船体周围的流场主体区域为湍流，流体剧烈掺混；而在船体表面，由于其粘附作而存在一个很薄的边界层，层内流体的流动仍受粘性影响属于层流。湍流区的氧由于流体的剧烈的掺混作用，其浓度分布可看做是均匀的；……