1.腐蚀环境划分与各区特点
不论是近海环境中的钢筋混凝土结构还是钢结构，在进行防腐蚀设计或处理之前，首先需要进行防腐蚀区段划分。对于混凝土结构，根据我国有掩护海洋工程的调查分析，钢筋锈蚀最严重部位在设计高水位以上1.0m至设计高水位以下0.8m的区段，而终年在水下的部位很少有腐蚀损坏，其他部位介于二者之间，因此防腐设计时将混凝土结构部位划分为4个区：大气区、浪溅区、水位变动区、水下区。对于钢结构而言，结构部位划分为5个区：大气区、浪溅区、水位变动区、水下区和泥下区。划分方法详如表8-3所示。
表8-3 海水环境结构部位划分[15]
注：1.η0值为设计高水位时重现期50年H1%（波列积累频率为1%的波高）波峰面高度。
2.当无掩护条件的近海工程钢结构无法按港工有关规范计算设计水位时，可按天文潮位确定钢结构的部位划分。
在海洋腐蚀环境中，结构材料受到海水或海洋中大气的腐蚀，并且材料的耐腐蚀性能随暴露条件的不同而发生很大的变化。不同海洋环境分区对应的环境特征及腐蚀特点如表8-4所示，不同分区内的腐蚀速率如图8-9所示。
表8-4 海洋环境条件及腐蚀行为[16]
大气区属于波浪打不到，潮水不能淹没的地方。它的腐蚀因素虽然和内陆的大气腐蚀类似（如空气中的氧气和日光等），但海上的湿度通常高于大陆，还存在着气溶胶形式的盐雾，故其腐蚀环境比一般的大气腐蚀要严重些。
浪花飞溅区（浪溅区）经常受到海水波浪飞沫的冲击。由于在该区氧气的供应十分充足，氧气的去极化作用促进了钢的腐蚀，同时浪花的冲击严重地破坏了保护膜（干湿交替），故此处腐蚀最为严重。相关资料表明，在该区碳钢的平均腐蚀速度可达500μm/年，约为全浸区的5倍。
图8-9 海洋环境分区与腐蚀速率[17]
水位变动区（海洋潮差区）的特点是涨潮时被水浸没，退潮时又暴露在空气中，呈现干湿周期性的变化。从理论上分析，海平面由于氧气的供应不均匀，在水面上下造成了氧气浓度差，水线上下形成大型的氧气浓差电池。位于空气中部分的氧气供应最充分，故为阴极，受到保护，腐蚀较小；恰好浸没在海水线下的部分为阳极，腐蚀极其严重。但因海浪和风的冲击、干湿边界瞬即变化，故总体而言，这部分也是腐蚀比较严重的区域之一。
水下区（海水全浸区）的腐蚀情况随水深而不同。一般可分为3个区：浅海区，自海面至海平面下50m处，因溶解氧气浓度较高，生物活性也很大，水温又较高，故腐蚀较为严重；中等深度区，海平面下50～200m处，腐蚀程度中等；深海区，海平面下200m以下区域，因溶解氧气浓度较低，故腐蚀程度较小。(www.xing528.com)
泥下区被海水全浸没，主要由海底沉积物构成。该区的介质条件较复杂，还常有厌氧性微生物存在。在该区内钢材的腐蚀较全浸区略微缓慢。
2.影响腐蚀的环境因素
由于海洋腐蚀环境的复杂性，腐蚀破坏表现的形式几乎涉及所有的腐蚀类型，包括全面腐蚀、局部腐蚀、电偶腐蚀、宏观电池腐蚀以及应力腐蚀等。海洋环境因素对这些腐蚀的影响起决定性作用，下面简要介绍海洋环境因素对腐蚀的影响[16]。
（1）含盐量（盐度）的影响。海水中有大量以氯化钠为主的盐类。水中含盐量直接影响到水的电导率和含氧量，必然对腐蚀产生影响，随着水中含盐量增加，水的电导率增加而含氧量降低，所以在某一含盐量时将存在一个腐蚀速度的最大值。海水中盐度变化量通常不大，对海水导电性、含氧量、碳酸盐含量及海生物活性等的影响也很小，因此海水盐度的微量变化不会对钢铁的腐蚀产生明显的影响。
（2）电导率的影响。海水所含盐分几乎全部处于电离状态，这就使海水成为一种导电性很强的电解质溶液。海水电导率主要决定于海水的盐度和海水的温度，增加海水盐度或升高海水温度都能使海水电导率增加。由于一般海水盐度变化幅度不大，所以海水电导率主要受温度影响。海水良好的导电性决定了海水腐蚀过程中，不仅微观电池腐蚀的活性大，同时宏观电池腐蚀的活性也很大。同时，采用阴极保护方法保护海洋结构物时，由于海水电导率高，电流分散程度大，保护范围宽，保护效果好。
（3）溶解物质的影响。由于绝大多数金属在海水中的腐蚀都属于氧去极化腐蚀，所以海水中溶解氧的含量是影响海水腐蚀性的重要因素。氧在海水中的溶解度主要取决于海水的盐度和温度，海水的盐度变化不大，所以海水中氧的溶解度主要受海水温度的影响。温度从0℃上升到30℃，氧的溶解度几乎减半。氧是金属在海水中腐蚀的去极化剂，如果完全除去海水中的氧，金属是不会腐蚀的。对不同种类的金属，含氧对腐蚀的作用不同。对碳钢、低合金钢和铸铁等在海水中不发生钝化的金属，海水中含氧量增加，会加速阴极去极化过程，使金属腐蚀速度增加。但对那些依靠表面钝化膜提高耐腐蚀性的金属，如铝和不锈钢等，含氧量增加有利于钝化膜的形成和修补，使钝化膜的稳定性提高，点蚀和缝隙腐蚀的倾向性减小。
海水中溶有大气中所含有的各种气体，除了氧和氮之外，大气中含量最多的CO2气体在海水中的含量也很高。海水中游离的CO2含量主要影响p H值，但p H值的有限变化不会对金属的腐蚀产生明显影响。除此之外，海水中的碳酸盐对金属腐蚀过程也有着重要影响。
（4）p H值的影响。海水的p H值在7.5～8.6之间，表层海水因植物光合作用，p H值略高些，通常为8.1～8.3。一般来说，海水p H值升高，有利于抑制海水对钢铁的腐蚀。但海水p H值变化幅度不大，不会对钢铁的腐蚀行为产生明显影响。尽管表层海水p H值比深处海水高，但由于表层海水含氧量比深处海水高，其对钢铁的腐蚀性比深处海水大。
（5）温度的影响。海水温度升高会加速阴极和阳极过程的反应速度，但海水温度变化会使其他环境因素随之变化。海水温度升高，氧的扩散速度加快，海水电导率增大，这将促进腐蚀过程进行。海水温度升高海水中氧的溶解度降低，同时促进保护性钙质水垢的生成，这又会减缓钢在海水中的腐蚀。
（6）流速和波浪的影响。海水腐蚀是靠氧去极化反应进行，主要受氧到达阴极表面的扩散所控制，海水流速和波浪由于改变了供氧条件，必然对腐蚀产生重要影响。图8-10表示的是流速对钢铁在海水中腐蚀的影响。在a段，随流速增加，氧扩散加速，腐蚀速度增大，阴极过程受氧的扩散控制。b段流速进一步增加，供氧充分，阴极过程不再受扩散控制，而主要受氧还原的阴极反应控制，流速的影响较小。在c段，流速超过其一临界流速vc时，金属表面的腐蚀产物膜被冲刷掉，金属基体也受到机械性损伤，在腐蚀和机械力联合作用下，钢铁的腐蚀速度急剧增加。
由图8-10可知，在流速较低时，冲蚀、磨蚀可以忽略，主要是电化学腐蚀。当海水流速超过某一临界值时，由于附加机械作用而使腐蚀速度急剧增加。海水流速越高，海水中悬浮的固体颗粒越多，则冲击腐蚀越严重。当海水运动速度非常快，对金属表面的机械冲击很强烈时，不仅观察到保护膜的机械性破坏，同时也观察到金属基体结构的机械性破坏，这种破坏可以达到惊人的速度，这就是空泡腐蚀或称腐蚀性空化。
波浪的作用与海水流速的影响相似。波浪与金属表面撞击产生飞溅，飞溅的海水充气良好，具有相当高的腐蚀性。当风速很高波浪很大时，不仅使飞溅区作用范围增大，而且海水的强烈冲击会造成磨耗—腐蚀的联合作用，破坏金属表面保护膜或保护涂层，使腐蚀速度增大。
图8-10 海水流速对钢铁腐蚀速度的影响[16]
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