浸在海水中的閥門,由于表面物理化學(xué)性質(zhì)的微觀不均,如成分不均今、相分布不均勻、表面應(yīng)力應(yīng)變不均勻等,導(dǎo)致金屬海水界面電極電位分布的不均勻,從而容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而加速金屬的腐蝕。電極電位低的區(qū)域是陽極區(qū),發(fā)生氧化反應(yīng);電極電位高的區(qū)域是陰極區(qū),發(fā)生還原反應(yīng)。陽極區(qū)產(chǎn)生電子,陰極區(qū)消耗電子,導(dǎo)致金屬的腐蝕。同樣,互相接觸的兩種不同電極電位金屬浸在海水中,會出現(xiàn)電極電位低的金屬腐蝕加速,電極電位高的金屬受到保護的腐蝕現(xiàn)象。這就是電偶腐蝕。
海水中種類繁多的細菌極易在閥門金屬基材表面生成“細菌生物膜”,該膜在基材表面上生長,并且改變了局部的pH值、氧化還原電勢以及溶液中的氧、溶解鹽等,還有由此對材料產(chǎn)生的“微生物腐蝕”,其機理與處于淡水或污水體系中的鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)所遭受的微生物腐蝕機理相同。與此同時,這一層“細菌生物膜”為海洋中附著生物提供了適宜8棲息場所和豐富的餌料;附著生物的新陳代謝活動,又產(chǎn)生各種化學(xué)物質(zhì),其中酸類物質(zhì)對金屬產(chǎn)生腐蝕,從而縮短水下閥門的使用壽命。
不僅如此,水下閥門在服役過程中,由于內(nèi)部介質(zhì)通常為油氣-水-砂構(gòu)成的多相流,閥門密封面存在點蝕、縫隙腐蝕和磨蝕危險,內(nèi)表面在工作狀態(tài)下面臨著H?S、CO?,和CI-的腐蝕及含砂多相流的沖蝕破壞風(fēng)險。
所以,水下閥門持續(xù)遭受著“微生物腐蝕”和“附著生物污損”以及內(nèi)部液體的綜合損壞作用。