腐蝕工程手冊（原著第三版）

譯者前言
《腐蝕工程手冊（原著第三版）》是一本有關腐蝕科學與工程技術的綜合性工具書。該手冊內容十分豐富，其中不僅涉及腐蝕與腐蝕控制的基本理論，還結合大量工業腐蝕實際案例進行了詳細闡述，并補充了目前腐蝕工程領域中一些最重要的進展。正如作者所言，該手冊中包含了作者自己的一些研究成果，但更多的是對當前腐蝕科學技術成果的總結，無論是對腐蝕工程技術人員還是腐蝕科研工作者，都是一本很有價值的參考資料。該手冊首先簡單介紹了腐蝕的基本概念與腐蝕工程師的基本任務，隨后分章節詳細介紹了水溶液及其他主要腐蝕環境中腐蝕控制的基本原理、腐蝕模型與壽命預測、腐蝕失效分析、腐蝕管理、檢測與維修、腐蝕監測、工程設計與選材、保護涂層、緩蝕劑、陰極保護等相關內容。此外，書后還提供了有關附錄，包括元素周期表、國際標準（SI）單位表、常用參比電極、工程合金化學成分以及腐蝕科學里程碑事件。手冊簡明扼要，條理清晰，且各章內容相對獨立，查閱和使用十分方便，讀者可根據需要選擇性地閱讀。
該手冊的翻譯和校正工作主要由以下單位同志完成。第一章、第七章、第十四章、附錄及其他內容：趙旭輝（北京化工大學）；第二章：孫永亮（蘇州熱工研究院有限公司），盧向雨（河海大學）；第三章：尚憲和（中核核電運行管理有限公司），趙旭輝（北京化工大學）；第四章：周勇（武漢工程大學）；第五章：金偉（沈陽中科腐蝕控制工程技術有限公司），林冰（西南石油大學）；第六章：盧向雨（河海大學），廉紀祥（北京百川井田油氣科技有限公司）；第八章：周勇（武漢工程大學），趙旭輝（北京化工大學）；第九章：劉瑤、張明作、高佳偉、馮志永（北京市鼎新新技術有限責任公司），趙旭輝（北京化工大學）；第十章：盧向雨（河海大學），陳博、劉子豪（沈陽中科環境工程科技開發有限公司）；第十一章：趙旭輝（北京化工大學），尚憲和、張維（中核核電運行管理有限公司），孫永亮、劉洪群（蘇州熱工研究院有限公司）；第十二章：劉興唐（廣東興魯涂料工程有限公司），周勇（武漢工程大學）；第十三章：林冰（西南石油大學）。全書由北京化工大學趙旭輝總校和審定。
在組織翻譯和審校過程中，譯者得到了化學工業出版社的大力協助，深表感謝。由于譯者水平有限，時間倉促，譯文中難免存在疏漏，敬請讀者諒解和指正。

譯者
2023年7月



前言
腐蝕是一個自發過程。目前使用的大多數結構材料，基本上都處于熱力學不穩定狀態，鐵、鉻、鎳、鈦、鋁和很多其他金屬都是以氧化物或硫酸鹽等化合物形式自然存在于地殼之中。一旦有腐蝕環境提供機會，這些金屬就可能迅速恢復到它們在地殼中自然存在的初始狀態，即氧化物或鹽類化合物等形式。此外，腐蝕還可能嚴重影響系統和裝備的正常運行，造成巨大的經濟損失，甚至威脅人身安全。
本手冊主要面向腐蝕工程師，可從檢測與監測到預防與控制等諸多方面為解決腐蝕問題提供參考。本手冊第三版保留了第二版的主體結構，主要對相關內容進行了重新編排，使其更清晰明了，并補充和更新了目前腐蝕工程領域中一些最重要的進展。這項工作很有挑戰性，也很有意義。近些年來，我們對腐蝕過程及其預防與控制技術的認識不斷深入。事實上，有關腐蝕工程各相關領域的科學發現和技術革新，呈指數級增長。
本手冊第三版遵循上一版的布局，分為14章，但每章內容都相對獨立，讀者可以跳過前面章節，選擇閱讀所感興趣的章節。前六章介紹了水溶液及其他主要腐蝕環境中腐蝕控制的基本原理。其中第二章主要介紹了室內及戶外環境中各種金屬和合金的腐蝕行為，這也是后面關于金屬耐蝕性的檢測方法以及預防和控制腐蝕措施的基礎。
第三章主要闡述了與現代生活息息相關的水及海水中的腐蝕問題。本章以弗林特（Flint）危機為例，闡述了在保護寶貴水資源行動中所涉及腐蝕問題的復雜性及諸多困難。第四章討論了土壤腐蝕的各種影響因素，并重點介紹了土壤腐蝕性的很多評估方法。
第五章介紹了鋼筋混凝土的腐蝕及其各種影響因素。在人類建造的諸多極具挑戰性的建筑中，鋼筋混凝土都是極其重要的工程結構材料。一旦發生事故，其后果將非?？膳?，如2018年8月14日意大利熱那亞（Genoa）莫蘭迪（Morandi）大橋的坍塌。
第六章介紹了微生物腐蝕及其各種影響因素，神奇的微生物可使原本良性的服役環境逆轉成為強腐蝕性的環境。此外，此章還討論了微生物繁殖可能對水處理設備性能和耐久性造成的各種影響及其危險后果。第七章詳細介紹了在過去的100多年里以材料腐蝕動力學理論為基礎的幾種典型腐蝕預測模型，以及伴隨著計算機技術飛速發展進而建立起來的幾種非常實用的壽命預測方法。
第八章腐蝕失效部分，我們首先介紹了各種具體腐蝕損傷形態及相關分析檢測方法和腐蝕預防控制措施，并在此基礎上對前版相關內容進行了大量的修訂。第九章是本手冊中最新補充的內容，我們首先介紹了腐蝕管理的基本概念，接著分析討論了較為傳統的維修與檢測的腐蝕管理策略特點。此外，本章還介紹了最近引入的先進IMPACT腐蝕管理體系，它可作為在平衡運行需求沖突時，基于日常管理做出關鍵性決策的依據。
第十章從腐蝕監測方法的基本物理化學原理出發，詳細介紹了多種不同類型的實用腐蝕監測技術，包括最直接的侵入式技術到離線監測技術。同時，在本章中，我們還介紹了在制訂高效腐蝕監測方案時所必須考慮的諸多重要因素，涉及從數據分析和監測報告到探針設計和安裝等各個環節。
第十一章是本手冊中篇幅最長的一章，其中詳細介紹了鋁、銅、鎳、鉻、鎂、難熔金屬、鈦、鋯、鑄鐵、不銹鋼及其他鋼材等主要工程合金系列材料的性能及其腐蝕防護注意事項，特別有價值。本章也是腐蝕選材的重要參考資料。
最后三章介紹了幾種常見的金屬防腐蝕手段及其在實際應用中相關注意事項。第十二章討論了與涂層性能和失效相關的幾個基礎性問題，并詳細介紹了多種防護涂層及其役中或役前的性能測試方法。
第十三章介紹了另一種非常重要且廣泛應用的防腐蝕方法，即添加緩蝕劑，降低環境的腐蝕性。緩蝕劑可以添加在防護涂層中，也可以加入到強酸性清洗液甚至飲用水中，以降低環境的腐蝕性，使腐蝕可控。手冊最后一章，即第十四章，全面介紹了陰極保護技術，該技術可解決大多數常見環境中很多結構設施的腐蝕問題，如船舶、管線、石油鉆井平臺及其他部件和系統。
附錄A為元素周期表，附錄B為國際標準單位（SI）換算表，用于不同標準的單位轉換。附錄C列出了常用參比電極及相關信息，其中參比電極是測量腐蝕電位的重要工具。附錄D列出了工程合金的化學成分。附錄E總結了在腐蝕科學與工程技術發展歷程中的一些里程碑事件。
第十四章和附錄部分英文電子版文件，可以訪問麥格勞-希爾集團（McGraw-Hill）網站上相關鏈接獲得。

皮埃爾·羅貝熱（Pierre R. Roberge），博士，腐蝕研究科學家、工程師、顧問。2011年獲得國際腐蝕工程師協會T.J.Hull獎以及材料與加工技術集團頒發的非原子軍事研究與開發技術合作項目成就獎。
趙旭輝，北京化工大學，副教授。1998年碩士畢業于北京化工大學腐蝕與防護專業，然后留校任教，在北京化工大學一直從事材料腐蝕與電化學監檢測技術相關的科研與教學工作，其中2009-2010年在日本名古屋工業大學做博士后研究，先后主講《材料腐蝕學》《材料保護學》《材料科學研究方法》《表面工程學》等與腐蝕與防護相關的本科生與研究生課程，目前主要從材料性能的電化學評價、金屬腐蝕失效機理與監測、涂層服役性能快速評測及壽命預測等方面的研究工作，參譯著作1部，發表論文100余篇。

本書是一本有關腐蝕科學技術的綜合性工具書。內容包括水、大氣及土壤等主要環境中的腐蝕與控制問題，涉及生物污損，腐蝕模型與壽命預測，腐蝕失效分析，腐蝕管理、維修與檢測，腐蝕監測，工程設計與選材，保護涂層，緩蝕劑和陰極保護等相關內容。本書不僅涉及腐蝕與腐蝕控制的基本理論，而且還結合大量工業腐蝕實際案例進行了詳細闡述，并補充了目前腐蝕工程領域中一些重要進展，全面實用。
本書適合從事腐蝕工程的設計、生產、科研及管理人員使用，還可以作為高校相關專業師生的參考書。

第一章　緒論001
1.1　腐蝕概念的歷史演化001
1.2　腐蝕電池的可視化003
1.3　一個簡單的腐蝕模型005
1.3.1　陽極過程007
1.3.2　陰極過程007
1.3.3　法拉第定律009
1.4　日常生活中的腐蝕010
1.4.1　道路車輛010
1.4.2　混凝土基礎設施012
1.4.3　水質和供水系統013
1.5　腐蝕成本和IMPACT 研究014
1.5.1　早期研究014
1.5.2　2002 年聯邦高速公路管理局的研究015
1.5.3　2014 年美國腐蝕工程師協會的IMPACT 研究017
1.6　腐蝕工程師的任務017
1.6.1　團隊成員018
1.6.2　腐蝕工程師教育018
1.6.3　腐蝕工程師和管理019
參考文獻019

第二章　大氣腐蝕021
2.1　引言021
2.2　戶外大氣環境021
2.3　室內大氣環境024
2.4　大氣腐蝕影響因素及其測量026
2.4.1　相對濕度、露點、濕潤時間027
2.4.2　懸浮微粒028
2.4.3　污染物030
2.4.4　大氣腐蝕性031
2.5　大氣腐蝕試驗033
2.5.1　戶外環境暴露試驗033
2.5.2　戶外間歇式噴霧試驗035
2.5.3　鹽霧箱試驗036
2.5.3.1　鹽霧試驗037
2.5.3.2　改進的鹽霧試驗038
2.6　預防與控制039
2.6.1　大氣腐蝕圖039
2.6.2　追蹤季節性和區域性變量040
2.6.3　維修成本優化041
2.6.4　材料選擇044
2.6.5　除濕046
參考文獻047

第三章　水和海水腐蝕049
3.1　引言049
3.2　腐蝕和水質/可用性049
3.2.1　腐蝕影響050
3.2.1.1　缺乏足夠的腐蝕控制：弗林特危機實例050
3.2.1.2　健康法規051
3.2.1.3　美學和消費者感知051
3.2.1.4　管道過早損壞及其經濟影響051
3.2.1.5　環境問題052
3.2.2　腐蝕管理052
3.2.2.1　短期腐蝕管理053
3.2.2.2　長期腐蝕管理053
3.2.2.3　長期腐蝕管理規劃的必要性054
3.2.2.4　用水管線管理框架054
3.2.3　狀態評估技術055
3.3　水的類型056
3.3.1　天然水057
3.3.1.1　淡水057
3.3.1.2　苦咸水060
3.3.2　凈化水062
3.3.2.1　飲用水062
3.3.2.2　蒸餾水或軟化水062
3.3.2.3　蒸汽冷凝水062
3.4　冷卻水系統063
3.4.1　直流式系統063
3.4.2　密閉式循環系統064
3.4.3　敞開式循環系統064
3.4.4　換熱器066
3.5　蒸汽發電系統067
3.5.1　鍋爐給水補水處理067
3.5.2　化石燃料蒸汽發電設備068
3.5.3　超臨界蒸汽發電設備068
3.5.4　廢熱鍋爐070
3.5.5　核沸水反應堆070
3.5.6　核壓水反應堆071
3.5.7　電力行業腐蝕成本072
3.6　水處理075
3.6.1　緩蝕劑076
3.6.2　阻垢076
3.6.3　微生物控制077
3.6.4　離子交換樹脂的類型077
3.6.4.1　強酸性陽離子樹脂078
3.6.4.2　弱酸性陽離子樹脂078
3.6.4.3　強堿性陰離子樹脂078
3.6.4.4　弱堿性陰離子樹脂079
3.7　結垢指數079
3.7.1　朗格利爾飽和指數079
3.7.1.1　朗格利爾飽和指數計算舉例080
3.7.1.2　朗格利爾飽和指數的誤用081
3.7.2　其他結垢指數082
3.8　鉛腐蝕：氯-硫質量比083
3.9　海水腐蝕084
3.9.1　鹽度085
3.9.2　氧086
3.9.3　有機質088
3.9.4　污染海水088
3.9.5　鈣質沉積物089
3.9.5.1　計算示例090
3.9.6　材料的耐海水腐蝕性092
3.9.6.1　碳鋼093
3.9.6.2　不銹鋼093
3.9.6.3　鎳基合金094
3.9.6.4　銅基合金094
3.9.6.5　流速影響094
3.9.6.6　溫度影響094
參考文獻095

第四章　土壤腐蝕097
4.1　引言097
4.2　土壤分類097
4.3　土壤腐蝕性的影響因素098
4.3.1　水098
4.3.2　土壤類型099
4.3.3　含氣量100
4.3.4　pH 值100
4.3.5　土壤電阻率100
4.3.6　結構-土壤間電位差和氧化還原電位100
4.3.7　氯化物101
4.3.8　硫酸鹽101
4.3.9　微生物102
4.4　土壤腐蝕性分級102
4.5　土壤腐蝕電池104
4.5.1　電偶腐蝕105
4.5.2　濃度電池106
4.5.3　氧濃度電池107
4.5.4　溫度電池108
4.5.5　雜散電流109
4.5.6　應力電池110
4.5.7　表面膜電池111
4.6　腐蝕電池的附加影響112
4.6.1　氫112
4.6.2　電滲113
4.6.3　陰極結垢113
4.6.4　點蝕113
4.7　埋地系統實例114
4.7.1　管線114
4.7.2　分配系統115
4.7.3　集氣系統115
4.7.4　工廠管道系統115
4.7.5　油井套管115
4.7.6　地下儲罐116
4.7.7　鋼樁116
4.7.8　傳輸和通信塔116
4.8　碳鋼之外的其他材料的腐蝕116
4.8.1　鑄鐵116
4.8.2　鋁合金116
4.8.3　鋅117
4.8.4　鉛117
4.8.5　不銹鋼117
4.8.6　銅及其合金118
4.8.7　混凝土118
4.8.8　聚合物材料118
參考文獻119

第五章　鋼筋混凝土腐蝕120
5.1　引言120
5.2　鋼筋混凝土的劣化120
5.2.1　腐蝕萌生和擴展121
5.2.1.1　萌生階段122
5.2.1.2　擴展階段123
5.2.2　氯離子侵蝕124
5.2.2.1　氯離子來源124
5.2.2.2　氯離子侵蝕機制和氯離子閾值125
5.2.2.3　宏電池的形成125
5.2.3　碳化腐蝕126
5.2.4　氯離子和碳化腐蝕的協同作用127
5.3　補救措施127
5.3.1　修復技術128
5.3.2　電化學技術129
5.3.2.1　外加電流的陰極保護129
5.3.2.2　犧牲陽極的陰極保護131
5.3.2.3　電化學脫氯132
5.3.2.4　再堿化133
5.3.3　新建結構——鋼筋選擇133
5.3.3.1　環氧涂層鋼筋133
5.3.3.2　不銹鋼鋼筋133
5.3.3.3　鍍鋅鋼筋135
5.3.4　緩蝕劑135
5.3.5　混凝土保護層和拌合料設計135
5.4　鋼筋混凝土結構的狀態評估136
5.4.1　半電池電勢分布圖138
5.4.2　氯離子含量139
5.4.3　巖相檢測139
5.4.4　滲透性試驗139
5.5　混凝土劣化的其他形式139
5.5.1　堿-集料反應140
5.5.2　凍融損傷140
5.5.3　硫酸鹽侵蝕140
參考文獻140

第六章　微生物和生物污損142
6.1　引言142
6.2　微生物腐蝕實例142
6.3　生物膜屬性144
6.4　生物膜的形成和生長145
6.5　海洋生物污損147
6.6　與生物膜相關問題147
6.6.1　摩擦系數147
6.6.2　熱交換148
6.7　生物腐蝕機制149
6.8　微生物分類149
6.8.1　真菌151
6.8.2　藻類151
6.8.3　細菌151
6.8.3.1　硫酸鹽還原菌152
6.8.3.2　硫/硫化物氧化菌153
6.8.3.3　鐵/錳氧化菌153
6.8.3.4　產甲烷菌154
6.8.3.5　產有機酸菌154
6.8.3.6　好氧黏泥菌154
6.9　微生物腐蝕監測154
6.9.1　取樣155
6.9.2　生物學評估155
6.9.2.1　直接檢查156
6.9.2.2　生長試驗156
6.9.2.3　活性試驗157
6.9.2.4　標準樣片精細檢查158
6.9.3　微生物腐蝕的影響監測159
6.9.3.1　沉積物監測儀159
6.9.3.2　電化學方法159
6.10　生物膜的控制161
6.10.1　殺生劑162
6.10.2　一個實例：冷卻塔的臭氧處理165
參考文獻166

第七章　腐蝕模型和壽命預測168
7.1　模型、計算機與腐蝕168
7.2　早期模型（歷史記錄） 168
7.3　自下而上的腐蝕模型171
7.3.1　機械模型171
7.3.1.1　污染物向表面的傳質171
7.3.1.2　海洋懸浮顆粒傳輸172
7.3.1.3　液滴下腐蝕172
7.3.1.4　風速因子173
7.3.1.5　離子締合模型173
7.3.2　概率模型179
7.3.2.1　正態分布180
7.3.2.2　對數正態分布181
7.3.2.3　指數分布181
7.3.2.4　泊松分布181
7.3.2.5　極值統計181
7.3.2.6　核廢物包裝容器的失效183
7.3.2.7　腐蝕損傷函數183
7.3.2.8　ISO CORRAG 計劃184
7.3.2.9　關于材料影響因素的國際合作計劃（ICP 材料） 185
7.3.2.10　伊比利亞-美洲大氣腐蝕圖計劃（MICAT） 185
7.3.2.11　地形對風速的影響186
7.4　自上而下的腐蝕模型186
7.4.1　腐蝕管理框架186
7.4.1.1　政策和宗旨清晰187
7.4.1.2　組織架構和職責187
7.4.1.3　計劃、規程和實施188
7.4.1.4　性能監測和測量188
7.4.1.5　性能評價189
7.4.1.6　審核189
7.4.2　風險模型189
7.4.3　知識模型191
7.4.3.1　專家系統192
7.4.3.2　神經網絡195
7.4.3.3　案例推理198
7.4.4　在線培訓或學習199
7.5　腐蝕信息與通信技術201
7.5.1　腐蝕術語表202
7.5.2　腐蝕手冊和專題報告202
參考文獻202

第八章　腐蝕失效205
8.1　引言205
8.2　腐蝕失效機制和形式205
8.2.1　全面或均勻腐蝕207
8.2.2　局部腐蝕207
8.2.2.1　點蝕207
8.2.2.2　縫隙腐蝕212
8.2.2.3　電偶腐蝕218
8.2.2.4　沉積腐蝕226
8.2.2.5　脫合金腐蝕 226
8.2.2.6　晶間腐蝕229
8.2.2.7　剝層腐蝕234
8.2.2.8　氫腐蝕（氫蝕） 236
8.2.3　流動腐蝕240
8.2.3.1　流速影響241
8.2.3.2　磨損腐蝕和流動加速腐蝕245
8.2.3.3　空泡腐蝕247
8.2.3.4　固體粒子沖擊249
8.2.3.5　流動腐蝕試驗250
8.2.4　力作用下的腐蝕266
8.2.4.1　應力腐蝕開裂267
8.2.4.2　腐蝕疲勞273
8.2.4.3　微動腐蝕275
8.3　腐蝕失效研究277
8.3.1　腐蝕失效研究指南278
8.3.2　執行失效分析279
8.3.2.1　制定分析計劃280
8.3.2.2　失效部位的狀態280
8.3.2.3　失效時運行狀態280
8.3.2.4　歷史資料280
8.3.2.5　取樣281
8.3.2.6　樣品評估281
8.3.2.7　腐蝕失效評估282
參考文獻282

第九章　腐蝕管理、維修和檢測286
9.1　維修不善的代價286
9.2　腐蝕管理策略286
9.2.1　腐蝕成本分類287
9.2.2　腐蝕工程成本優化288
9.2.3　非腐蝕工程成本優化288
9.2.3.1　檢測成本288
9.2.3.2　腐蝕監測和流體采樣成本288
9.2.3.3　管理成本288
9.2.3.4　失效風險評估成本289
9.3　IMPACT 腐蝕管理體系289
9.3.1　調查289
9.3.2　腐蝕管理實踐評估291
9.3.2.1　油氣行業292
9.3.2.2　管線行業292
9.3.2.3　飲用水和排污系統292
9.3.3　腐蝕管理體系框架292
9.3.4　經濟分析工具293
9.3.4.1　成本疊加法294
9.3.4.2　生命周期成本核算法294
9.3.4.3　約束優化法294
9.3.4.4　維修優化法295
9.3.5　IMPACT Plus 295
9.4　維修策略295
9.4.1　糾正性維修295
9.4.2　預防性維修296
9.4.3　預測性或基于狀態的維修296
9.4.4　以可靠性為中心的維修297
9.5　檢測策略298
9.5.1　檢測什么? 298
9.5.1.1　預期失效點（“熱點”） 299
9.5.1.2　腐蝕基礎設計分析301
9.5.2　何時檢測？關鍵績效指標304
9.5.2.1　腐蝕成本關鍵績效指標304
9.5.2.2　維修完成率關鍵績效指標305
9.5.2.3　選擇關鍵績效指標305
9.5.3　腐蝕監測或腐蝕檢測306
9.5.4　基于風險的檢測308
9.5.4.1　失效可能性評估309
9.5.4.2　失效后果評估309
9.5.4.3　基于風險的檢測的應用310
9.5.5　風險評估方法311
9.5.5.1　危險與可操作性分析311
9.5.5.2　失效模式、影響及危害性分析313
9.5.5.3　風險矩陣法314
9.5.5.4　故障樹分析315
9.5.5.5　事件樹分析318
9.6　工業案例319
9.6.1　輸送管線320
9.6.1.1　外腐蝕直接評價322
9.6.1.2　內腐蝕直接評價325
9.6.1.3　靜態水壓試驗327
9.6.1.4　內檢測328
9.6.2　海底管道-升管333
9.6.3　加工制造業335
9.6.4　電力行業337
9.6.4.1　腐蝕產物活化和沉積340
9.6.4.2　壓水堆蒸汽發生器管腐蝕340
9.6.4.3　鍋爐管水側/汽側腐蝕 340
9.6.4.4　換熱器腐蝕341
9.6.4.5　渦輪機中的應力腐蝕開裂和腐蝕疲勞 341
9.6.4.6　燃料包殼腐蝕341
9.6.4.7　發電機腐蝕341
9.6.4.8　流動加速腐蝕342
9.6.4.9　原水管道腐蝕342
9.6.4.10　沸水堆管道和內部構件的晶間應力腐蝕開裂342
9.6.5　飛機維修342
9.6.5.1　腐蝕等級定義343
9.6.5.2　維修計劃343
9.6.5.3　腐蝕管理評估344
9.6.5.4　維修指導小組體系344
參考文獻346

第十章　腐蝕監測348
10.1　什么是腐蝕監測? 348
10.2　腐蝕監測技術349
10.2.1　直接的侵入式技術351
10.2.1.1　物理技術351
10.2.1.2　電化學技術359
10.2.2　直接的非侵入式技術377
10.2.2.1　薄層活化和伽馬射線照相術377
10.2.2.2　電場指紋法378
10.2.2.3　聲發射380
10.2.3　間接的在線技術381
10.2.3.1　氫監測381
10.2.3.2　腐蝕電位382
10.2.3.3　在線水化學分析383
10.2.3.4　工藝參數386
10.2.3.5　污垢387
10.2.4　間接的離線測量技術387
10.2.4.1　離線水化學參數387
10.2.4.2　殘留緩蝕劑388
10.2.4.3　過程樣品化學分析389
10.3　腐蝕監測部位390
10.4　腐蝕監測系統392
10.5　過程控制集成393
10.6　腐蝕監測響應模型394
10.7　探針設計與選擇396
10.7.1　靈敏度和響應時間396
10.7.2　嵌平式電極設計398
10.7.3　凸出式電極設計398
10.7.4　特殊應用探針398
10.7.4.1　應力腐蝕開裂探針398
10.7.4.2　碳氫化合物環境中的腐蝕400
10.7.4.3　耦合多電極陣列系統及傳感器401
10.8　數據傳輸和分析要求403
參考文獻403

第十一章　工程材料：選材和設計要素406
11.1　選材406
11.2　選材腐蝕意識407
11.2.1　金屬為何腐蝕？ 407
11.2.2　金屬如何腐蝕？ 409
11.2.3　多種材料/環境組合410
11.2.4　腐蝕數據的準確性411
11.2.5　材料/性能交互作用的復雜性413
11.3　選材的折中考慮414
11.3.1　生命周期成本核算415
11.3.2　狀態評估416
11.3.3　優先級417
11.4　選材路線圖418
11.4.1　初始候選材料清單的確定418
11.4.2　基于過去經驗的材料篩選419
11.4.3　進行環境評估419
11.4.4　基于潛在腐蝕失效模式的材料評估421
11.4.5　腐蝕預防和控制方法的選擇421
11.5　冶金學基礎422
11.5.1　合金化425
11.5.1.1　相圖426
11.5.1.2　鑄件427
11.5.2　金屬熱處理429
11.5.2.1　退火429
11.5.2.2　硬化熱處理431
11.5.2.3　奧氏體不銹鋼的敏化432
11.5.2.4　焊接432
11.5.3　預防腐蝕的冶金學原理433
11.5.3.1　高純金屬433
11.5.3.2　合金添加劑433
11.5.3.3　熱處理434
11.5.3.4　冶金史和腐蝕434
11.6　工程材料434
11.6.1　鋁及其合金435
11.6.1.1　鋁的生產436
11.6.1.2　機械性能436
11.6.1.3　鑄造鋁436
11.6.1.4　鍛造鋁437
11.6.1.5　特殊鋁制品438
11.6.1.6　鋁合金熱處理狀態標識體系438
11.6.1.7　應用440
11.6.1.8　鋁合金的焊接性441
11.6.1.9　耐蝕性443
11.6.2　鎘448
11.6.3　鑄鐵449
11.6.3.1　碳的存在形式449
11.6.3.2　焊接性451
11.6.3.3　耐蝕性452
11.6.4　銅及其合金455
11.6.4.1　焊接性460
11.6.4.2　耐蝕性463
11.6.4.3　銅鎳合金在海洋環境中的應用466
11.6.4.4　裝飾性腐蝕產物473
11.6.5　高性能合金477
11.6.5.1　鎳基和鐵鎳基合金478
11.6.5.2　鈷基合金480
11.6.5.3　焊接和熱處理481
11.6.5.4　耐蝕性484
11.6.5.5　高性能合金的應用488
11.6.6　鉛及其合金496
11.6.7　鎂及其合金497
11.6.7.1　鎂合金497
11.6.7.2　加工與性能498
11.6.7.3　耐蝕性498
11.6.8　貴金屬500
11.6.8.1　金501
11.6.8.2　鉑501
11.6.8.3　銀501
11.6.9　難熔金屬501
11.6.9.1　鉬503
11.6.9.2　鈮506
11.6.9.3　鉭509
11.6.9.4　鎢514
11.6.10　不銹鋼516
11.6.10.1　不銹鋼類型519
11.6.10.2　焊接、熱處理和表面處理522
11.6.10.3　耐蝕性528
11.6.11　鋼538
11.6.11.1　碳鋼539
11.6.11.2　高強低合金鋼540
11.6.11.3　焊接性541
11.6.11.4　耐蝕性542
11.6.12　錫和馬口鐵（鍍錫鐵皮） 548
11.6.13　鈦及其合金548
11.6.13.1　基本性能550
11.6.13.2　鈦合金551
11.6.13.3　焊接性552
11.6.13.4　應用553
11.6.13.5　耐蝕性554
11.6.14　鋅及其合金564
11.6.15　鋯565
11.6.15.1　應用567
11.6.15.2　耐蝕性568
11.7　設計要素571
11.7.1　設計充足的排水系統573
11.7.2　設計恰當的連接方式和附件577
參考文獻578

第十二章　保護涂層581
12.1　涂層類型581
12.2　涂層失效原因582
12.3　可溶性鹽分和涂層失效584
12.4　涂層選用和維護的經濟因素587
12.5　有機涂層589
12.5.1　最新進展597
12.5.1.1　水性涂料598
12.5.1.2　高固含量涂料598
12.5.1.3　傳統涂料598
12.5.2　涂層功能598
12.5.3　基本組成599
12.5.3.1　黏結劑600
12.5.3.2　顏料601
12.5.3.3　溶劑602
12.5.4　臨時防腐劑603
12.5.5　不粘涂料603
12.6　無機（非金屬）涂層604
12.6.1　水硬性水泥604
12.6.2　陶瓷和玻璃605
12.6.3　陽極氧化膜606
12.6.3.1　陽極氧化工藝流程607
12.6.3.2　陽極氧化膜的性質608
12.6.3.3　陽極氧化膜的封閉608
12.6.4　磷化膜609
12.6.5　鉻酸鹽轉化膜610
12.6.6　滲氮（氮化）膜層610
12.6.7　鈍化膜610
12.6.8　包埋滲層611
12.7　金屬涂層（鍍層） 611
12.7.1　電鍍613
12.7.2　化學鍍（無電鍍） 614
12.7.3　熱浸鍍615
12.7.4　包覆（包層） 616
12.7.5　金屬噴涂（熱噴涂） 617
12.8　涂層檢測和試驗622
12.8.1　基材狀態622
12.8.2　現存涂層體系的狀態624
12.8.3　涂層檢測624
12.8.4　實驗室試驗626
12.8.5　漏點檢測629
12.9　表面處理630
12.9.1　涂層附著原理630
12.9.2　噴砂清理631
12.9.3　水壓射流清洗632
12.9.4　濕噴砂清理633
12.9.5　其他表面處理方法633
參考文獻634

第十三章　緩蝕劑636
13.1　基本概念636
13.1.1　緩蝕率（緩蝕效率） 637
13.1.2　緩蝕劑有效性639
13.1.3　緩蝕劑風險分類642
13.1.4　環境問題642
13.1.4.1　生物體內累積643
13.1.4.2　生物降解643
13.1.4.3　水生物毒性643
13.1.4.4　環保合規緩蝕劑的選擇643
13.2　緩蝕劑類型644
13.2.1　液相緩蝕劑644
13.2.1.1　陽極鈍化型緩蝕劑644
13.2.1.2　陰極型緩蝕劑646
13.2.1.3　歐姆型緩蝕劑647
13.2.1.4　有機緩蝕劑648
13.2.1.5　沉淀膜型緩蝕劑650
13.2.2　大氣緩蝕劑650
13.2.2.1　氣相緩蝕劑651
13.2.2.2　防腐蝕化合物652
13.3　環境因素653
13.3.1　水系統653
13.3.1.1　不同溶解性粒子的影響653
13.3.1.2　中低濃度含鹽水654
13.3.1.3　高濃度含鹽水655
13.3.1.4　pH 的影響655
13.3.2　強酸環境656
13.3.2.1　緩蝕劑在金屬表面的吸附657
13.3.2.2　緩蝕劑對腐蝕過程的影響658
13.3.3　近中性環境660
13.3.4　非水體系661
13.3.5　油氣系統用緩蝕劑661
13.3.5.1　甜腐蝕（二氧化碳腐蝕） 663
13.3.5.2　酸腐蝕664
13.3.5.3　酸化664
13.3.5.4　氧對腐蝕的影響664
13.3.5.5　應用方法665
13.3.6　氣態環境665
13.3.6.1　敞開式大氣環境666
13.3.6.2　密閉蒸汽空間666
13.3.7　高溫影響666
13.4　綠色緩蝕劑667
13.4.1　阻垢劑667
13.4.2　緩蝕劑668
13.4.2.1　無機緩蝕劑668
13.4.2.2　有機緩蝕劑668
13.5　應用技術669
13.5.1　連續加注669
13.5.2　間歇式加注669
13.5.3　擠注處理669
13.5.4　揮發670
13.5.5　涂層670
13.5.6　系統狀態670
13.5.7　緩蝕劑選擇671
13.5.8　濃度和性能672
13.6　安全防范措施673
13.6.1　操作處置673
13.6.2　廢液處理673
13.6.3　傳熱673
13.6.4　起泡673
13.6.5　乳化674
參考文獻674

第十四章　陰極保護675
14.1　陰極保護的發展歷史675
14.2　水中陰極保護676
14.2.1　犧牲陽極的陰極保護677
14.2.2　外加電流的陰極保護678
14.3　土壤中陰極保護680
14.3.1　犧牲陽極的陰極保護683
14.3.2　外加電流的陰極保護683
14.3.3　陽極床683
14.3.4　陽極回填料686
14.4　混凝土中陰極保護687
14.4.1　外加電流的陰極保護688
14.4.2　犧牲陽極的陰極保護689
14.5　陰極保護系統的組成690
14.5.1　參比電極690
14.5.2　陽極693
14.5.2.1　犧牲陽極693
14.5.2.2　外加電流陰極保護系統的陽極694
14.5.3　整流電源697
14.5.4　其他電源699
14.5.5　電線電纜700
14.6　土壤電阻率測量700
14.6.1　溫納四探針法700
14.6.2　交流土壤電阻率法702
14.7　對環境的電位704
14.8　電流需求量測試705
14.8.1　帶涂層體系的測試705
14.8.2　裸露結構的測試706
14.9　雜散電流的影響707
14.10　管線陰極保護系統狀態的監測708
14.10.1　密間隔電位測量708
14.10.2　皮爾遜測量710
14.10.3　直流和交流電位梯度測量712
14.10.4　腐蝕掛片713
14.11　陰極保護設計的模擬和優化713
14.11.1　艦船外加電流的陰極保護系統的模擬714
14.11.2　存在干擾的陰極保護系統的模擬716
參考文獻718

附錄720
附錄A　元素周期表720
附錄B　國際標準單位（SI）換算表721
附錄C　參比電極725
附錄D　工程合金的化學成分731
附錄E　歷史回顧753