Краткое сравнение механизмов и цепочек процессов

В кислой среде (низкий pH) преобладают гомогенные электрохимические реакции с катодной реакцией восстановления протонов и анодной — растворением металла:
[
\text{анод: } Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-
]
[
\text{катод: } 2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow
]
Коррозия обычно равномерная (общая) и управляется скоростью анодного растворения и доступностью протонов/окислителя.

В солёной (морской) среде при нейтральном или слегка щелочном pH основная катодная реакция — восстановление растворённого кислорода; хлориды играют ключевую роль в локализованной коррозии:
[
\text{анод: } Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-
]
[
\text{катод: } O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-
]
Наличие (Cl^-) разрушает пассивные оксидные плёнки (особенно на нержавеющих сталях), формирует растворимые комплексы ((FeCl_2, FeCl_3)) и инициирует питтинговую и щелевую коррозию. Внутри питта гидролиз и образование солей приводят к локальной подкисленности:
[
Fe^{2+} + 2H_2O \rightarrow Fe(OH)_2 + 2H^+
]
и
[
FeCl_2 + 2H_2O \rightarrow Fe(OH)_2 + 2HCl
]
что делает процесс автокаталитическим.

Дополнительные эффекты в морской среде: галваническая коррозия при контакте разных металлов, коррозия под биообрастанием (MIC — микробиологически индуцированная коррозия), эрозионная комбинированная коррозия.

Механизмы пассивации и её разрушения

Для нержавеющих сталей защитная плёнка — (Cr_2O_3) (или гидроксиды (Cr^{3+})). Хлориды адсорбируются и локально нарушают плёнку, вызывая переход к локальной анодной реакции и питтингу:
[
Cr_2O_3 + 6Cl^- + 6H^+ \rightarrow 2CrCl_3 + 3H_2O
]

Химические методы ингибирования в морских условиях

Анодные ингибиторы (образуют пассивную плёнку): нитриты ((NO_2^-)), молибдаты ((MoO_4^{2-})), фосфаты. Механизм — окисление/стабилизация оксидного слоя.Катодные ингибиторы: органические соединения, образующие преграду на катоде (фильм), например иминные/имидазолиновые поверхностно-активные вещества; некоторые соли тяжёлых металлов (редко из‑за токсичности).Фильм‑образующие и хелатообразующие ингибиторы: азолы (для медных сплавов), органические аминовоподобные соединения — адсорбируют на поверхности и уменьшают скорость анодного и катодного процессов.Коррозионные ингибиторы для закрашиваемых/замкнутых систем (балластные воды) — VCIs (летучие ингибиторы), органические вещества, полифосфаты.Ограничения: токсичность (хроматы запрещены/ограничены), эффективность ингибитора зависит от скорости течения, температуры, концентрации солей и биообрастания.

Инженерные методы ингибирования в морской среде

Барьерные покрытия: эпоксидные, полиуретановые, полимерные покрытия с высоким сцеплением и стойкостью к УФ/солёной воде; многослойная система (грунт + промежуточный слой + финиш).Катодная защита:
жертвенные аноды (Zn, Al, Mg) — просты для судов и сооружений в море;токовая (impressed current) защита с инертными анодами (MMO, графит) для крупных конструкций.
Механизм — смещение поляризации так, чтобы сталь стала катодной и коррозия прекратилась.Материал в проекте: использовать коррозионно‑стойкие сплавы (дуплексные нержавеющие, Cu‑Ni, титановый сплав) там, где оправдано по стоимости; увеличивать PREN для сопротивления питтингу.Конструктив: избегать щелей и застойных зон, обеспечить дренаж и вентиляцию, электрическую изоляцию разных металлов, упрощать очистку и инспекцию.Комбинации: покрытие + катодная защита (redundant system), периодическая зачистка и удаление биофильма/обрастания.Мониторинг и обслуживание: контроль потенциалов (референсный электрод), измерение тока анодов, регулярные визуальные инспекции, электрохимические методы (EIS, поляризационные измерения) для раннего обнаружения коррозии.

Практические рекомендации (сочетание мер)

На морских конструкциях оптимально комбинировать качественное барьерное покрытие с катодной защитой (особенно в зонах с повреждением покрытия).Для трубопроводов и балластных танков — использование ингибиторов в сочетании с покрытием и регулярной промывкой/обработкой против биообрастания.Выбор ингибитора и анодного материала учитывать экологические нормативы и совместимость с материалами конструкции.

Коротко: в кислоте доминирует водородная (равномерная) коррозия; в морской воде — кислород‑опосредованная и локализованная (питтинг/щели) коррозия под влиянием (Cl^-). Для морских условий эффективнее комбинация барьерных покрытий, катодной защиты, коррозионно‑стойких материалов и систематического мониторинга; химические ингибиторы используют как дополнение с учётом экологических ограничений.