《海洋工程材料和结构的腐蚀与防护》是国家出版基金项目“海洋工程材料丛书” 的分册之一。
本书分为23章。**～6章介绍了海洋腐蚀防护基本原理，包括绪论、金属腐蚀与防护的基础理论、海洋腐蚀的主要形式、海洋腐蚀环境、海洋工程常用金属材料与主要失效形式、海洋生物及其对材料的作用。第7～14章介绍了海洋材料与工程结构的腐蚀控制技术，包括金属表面处理与改性、海洋防腐蚀涂料、防污涂料与材料、海洋工程关重件防护涂层技术、阴极保护技术、缓蚀剂、结构健康监测与检测、海洋工程材料和结构的安全评价和寿命预测等通用技术。**5～23章针对具体应用的九个领域分别进行论述，包括船舶的腐蚀防护、海洋油气生产设施的腐蚀防护、海上风电设备的腐蚀防护、岛礁工程的腐蚀防护、海洋桥梁的腐蚀防护、海底隧道与沿海钢筋混凝土结构的腐蚀防护、深海工程的腐蚀防护、海上飞机的腐蚀防护、陆基海岸带工程结构的腐蚀防护。
本著作可供从事船舶、海洋工程结构、海岸带工程以及涉海工程设施的设计、制造、施工、使用和维护的工程技术人员阅读，也可供从事相关研究的科研人员和相关专业的本科生、研究生参考。

韩恩厚，金属腐蚀与防护专家，中国科学院金属研究所二级研究员、博士生导师。曾任中国腐蚀与防护学会副理事长、中国科学院金属研究所副所长、中国科学院金属腐蚀与防护研究所副所长。现任世界腐蚀组织副、国家金属腐蚀控制工程技术研究中心主任、美国俄亥俄州立大学兼职教授、中国科技大学兼职教授、东北大学兼职教授、北京科技大学兼职教授、靠前腐蚀领域有影响科技期刊Corrosion Science编委、中国腐蚀与防护学报副主编、中国工业防腐蚀协会副会长等。
韩恩厚研究员从1999年至今连续三次担任国家“973”项目首席科学家，是我国腐蚀防护领域的带头人。负责过国家自然科学基金重点项目、面上项目等、科技支撑计划项目等，近15年来牵头负责的项目达1亿多元。
发明了高浓度、低粘度、贮存期长的纳米材料浓缩浆和系列高性能纳米复合防腐蚀涂料技术，在船舶、飞机、电网中大量应用；提出适用于腐蚀环境变化的环境谱损伤当量法，建立飞机日历寿命定量评价方法，已在数十个型号2000余架飞机中使用；提出适用于腐蚀环境确定的腐蚀裂纹当量法，建立了油气管道剩余强度评价方法，形成我国该类行业标准；发明了多种镁合金表面高性能防腐蚀处理系列技术，规模应用于航天工程结构件和汽车零部件。自主建立高温高压水中的系列原位试验设备和方法，开展了核电关键结构材料腐蚀损伤行为研究，建立的测试设备、检测技术与评价方法用于核电关键结构安全评价，并解决了我国某关键核电部件的安全评价问题。曾获国家技术发明二等奖（2006），国家科技进步二等奖（2009），辽宁省科技进步一等奖（2012）。获靠前腐蚀工程师协会会士奖、何梁何利科技进步奖、“新世纪百千万人才工程”人选、国务院“科学技术政府特殊津贴”。
发表论文400余篇，论文被他人引用5000余次。靠前外授权发明70余项。培养毕业研究生70余名。联合编著书籍3部、翻译一部，参与撰写3本书中的章节。

章绪论
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
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
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
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
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
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
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
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
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
0章海洋工程关重件防护涂层技术
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
1章阴极保护技术
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
2章缓蚀剂
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
12.4.4CO2分压的影响293
12.4.5H2S含量的影响294
12.4.6离子的影响294
12.4.7pH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
3章结构健康监测与检测
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
4章海洋工程材料和结构的安全评估与寿命预测
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
5章船舶的腐蚀防护
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
6章海洋油气生产设施的腐蚀防护
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
7章海上风电设备的腐蚀防护
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
8章岛礁工程的腐蚀防护
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
9章海洋桥梁的腐蚀防护
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
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
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
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
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