خسارت هاي خوردگي 
براساس آماري منتشر شده توسط مرکز تحقيقات خوردگي دانشگاه ايالتي اوهايو آمريکا (RPI) در هر ثانيه يک تن فولاد در اثر زنگ زدگي از ميان مي رود. از طرف ديگر انرژي مورد نياز براي توليد يک تن فولاد نيز در حدود مصرف انرژي يک خانواده متوسط در مدت سه ماه مي باشد، بنابراين در سطح دنيا تقريباً در هر يک دقيقه انرژي مصرفي سالانه يک خانواده متوسط در اثر خوردگي به هدر مي رود. اين در حالي است که از هر تن فولاد توليدي در سطح جهاني بطور تقريب پنجاه درصد آن براي جايگزين کردن فولادهاي زنگ زده بکار مي رود. بطور مثال چنانچه يک لوله هشت اينچي بطول تقريبي در فاصله 400 کيلومتري، با روش هاي جلوگيري از خوردگي محافظت شود، نزديک به 3700 تن فولاد صرفه جويي خواهد شد.
مطابق تحقيقات بعمل آمده توسط موسسه تحقيقات برق (EPRI) در آمريکا، قريب 55 درصد خاموشي هاي ناگهاني در اين کشور ناشي از خوردگي در اتصالات الکتريکي و الکترونيکي است. 
خسارت ناشي از خوردگي بخش عمده اي از خسارت اقتصادي را تشکيل مي دهد. اين خسارت شامل مواردي همچون هزينه هاي تعويض قطعات، دستگاهها و ماشين آلات، هزينه هاي اعمال روش هاي حفاظت نظير پوشش دهي و رنگ آميزي، تعميرات و نگهداري، نصب سيستم هاي حفاظت کاتدي و موارد ديگر است که مي توان آنها را تحت عنوان خسارات مستقيم دسته بندي کرد. خسارت غير مستقيم شامل مواردي همانند کاهش راندمان سيستم ها، از دست رفتن شکل ظاهري، اتلاف محصولات، از کار افتادن کارخانجات و غيره مي باشد. 
يکي از شاخص هاي مهم اقتصادي براي سنجش قدرت اقتصادي و همچنين زيان هاي اقتصادي يک کشور، توليد ناخالص ملي (GNP) و توليد ناخالص داخل (GDP) مي باشد. GNP ارزش کالا و خدمات ارائه شده توسط افراد يک ملت در خارج از مرزها و يا بيگانگان در داخل مرزهاي يک کشور در يک سال و GDP ارزش کالا و خدمات توليد شده در قلمرو يک کشور در يک سال مي باشد. بر طبق رويه هاي موجود بين 2 تا 4 درصد از GNP به عنوان شاخص براي محاسبه زيان اقتصادي ناشي از خوردگي در کشورها بکار مي رود. البته در بعضي از کشورها اين رقم را بين 4 تا 5 درصد در نظر مي گيرند

فصل اول 
1-1- معرفي نواحي دريايي
خوردگي فلزات در آب دريا نه تنها بستگي به نوع فلز و آلياژ دارد بلکه به عواملي مانند عمق، دما، ميزان و نوع گازهاي حل شده، ميزان و نوع ترکيب هاي آلي و معدني، سرعت حرکت و عوامل بيولوژيکي آب دريا نيز بستگي دارد.
بررسي هر يک از عوامل دخيل در خوردگي فلزات در شرايط محيطي آب دريا يک پژوهش، کاري بسيار مشکل و پيچيده است و هر کدام از تحقيقاتي که بر روي خوردگي فلزات در آب دريا صورت گرفته است تنها از يک ديدگاه و غالباً يک نوع خوردگي بر روي يک يا چند فلز و آلياژ انجام گريده است.
بيشتر از هفتاد درصد از سطح زمين را آب دريا پوشانده است . و فراوان ترين الکتروليت طبيعي آب دريا است.اکثر فلزها و آلياژهاي ساختماني در معرض حمله آب دريا و يا مه غليظ هوا قرار مي گيرند. رفتار فلزات به طور وسيعي بستگي به شرايطي دارد که فلزات در آن بکار گرفته مي شوند، اين شرايط در محيطي که فلز در آن قرار مي گيرد تعيين مي کنند. محيط دريا داراي نواحي مختلفي است اين نواحي عبارتند از: ناحيه اتمسفري، ناحيه سطحي، ناحيه جزر و مدي، ناحيه کم عمق، ناحيه عمق متوسط، ناحيه عمق و ناحيه گل ولاي کف. در جدول 2-1 اين نواحي طبقه بندي شده اند.
2-1- شدت خوردگي در نواحي دريايي
2-1-1- ناحيه اتمسفري
در اتمسفر هوا شدت حمله خوردگي به مقدار زيادي متاثر از مقدار ذرات نمک و يا گرد وغباري است که بر روي سطح فلز جمع مي شود. نمک توسط باد و شرايط جوي نامساعد و همچنين امواج دريا و غيره از طرف دريا بر روي سطح فلز تجمع مي يابد. با توجه به اينکه نمک هاي دريا خصوصاً کلريد و منيزيم و کلسيم جاذب رطوبت هستند. معمولاً بر روي سطح فلزات را فيلمي از مايع تشکيل مي شود زيرا در محيط دريا شرايط مناسب براي تبديل بخار آب به آب در فصول مختلف سال و يا در طول روز فراهم مي شود. ميزان قطرات آب تشکيل شده بر روي سطح فلزات با دور شدن از دريا به مقدار زيادي کاهش مي يابد. البته در شرايطي که طوفان هاي خيلي شديد شرايط جوي دريا را به مناطق دور از دريا منتقل مي کند ممکن است شرايط تغيير نمايد. نمک هاي تجمع يافته بر روي سطح فلزات بخوبي قابل اندازه گيري است.
عامل ديگر که بر روي رفتار خوردگي فلزات در محيط دريا موثر است تشعشعات خورشيدي است، اين تشعشعات واکنش هاي خوردگي بر روي فلزاتي همچن مس و آهن را فعال کرده و همچنين فعاليت بيولوژيکي از قبيل قارچي شدن که باعث مي شود رطوبت و گرد وغبار بر روي سطح فلز حبس شود را تشديد مي کند. همچنين گردهاي مرجاني که با نمک دريا ترکيب شده اند گاهي در مناطق گرمسيري باعث خوردگي فلزات مي شوند.
مقدار باران و توزيع آن در طول يک دوره زماني نيز در نرخ خوردگي در اتمسفر دريايي موثر است. فرکانس بارش باران ممکن است منجر به کاهش نرخ خوردگي بر اثر شسته شدن نمک هاي تجمع يافته بر روي فلزات شود. در بعضي حالات، خوردگي در محل هايي که دارايي سرپناه هستند خيلي شديدتر از خوردگي هاي محل هاي روباز است، زيرا گرد و غبار ناشي از نمک هاي دريا توسط باران زدوده نمي شود. در بعضي حالات نيز ممکن است قارچهاي تشکيل شده بر روي سطح فلزات باعث جذب رطوبت شود. تحت اين شرايط، رطوبت بر روي فلز نگاه داشته شده و خورندگي افزايش مي يابد.
بطور کلي محيط هاي دريايي گرمسيري بيشتر از محيط هاي دريايي منجمد و محيط هاي دريايي معتدل خورنده هستند. البته درجه حرارت تنها عامل توجيه کننده اين تفاوت نيست، بلکه با تغيير موقعيت جغرافيايي عوامل ديگري نيز اثر مي کند که باعث تغييرات نرخ خوردگي مي شود. ملاحظات ترموديناميکي نيز حاکي از تسريع واکنش هاي شيميايي در اثر افزايش درجه حرارت است. 
2-1-2- ناحيه سطحي
مواد موجود درناحيه سطحي تقريبا ًبصورت مداوم توسط آب دريا که حاوي هوا است، تر مي شوند. در اين ناحيه جانداران دريايي چسبنده نمي توانند رشد کنند. همچنين ترکيب آب و باد در اين ناحيه شرايط حادي را فراهم مي کنند، بطوريکه برخورد آب شرايط مضاعفي را براي تخريب و شدت خوردگي ايجاد مي کند.
براي تعدادي از فلزات و آلياژها، خصوصاً فولاد، اين ناحيه مخربترين ناحيه است. حباب هاي هواي وارد شده به آب دريا در يک منطقه نيز آنرا براي از بين بردن لايه هاي سطحي محافظ و همچنين شکستن پوشش هاي رنگ، مخرب تر از نواحي ديگر مي کند، ليکن فلزاتي همچون فولاد زنگ نزن و تيتانيم در اين ناحيه بر اثر هوادهي مناسب، تشکيل فيلم سطحي غيرفعال محافظ را داده و تحت اين شرايط مقاوم مي شوند.
2-1-3- ناحيه جزر و مد
شبيه ناحيه سطحي، سطوح فلزي قرار گرفته در اين ناحيه نيز در تماس با هوادهي آب دريا هستند با اين تفاوت که در قسمت کمي از روز اين شرايط برقرار مي شود. درجه حرارت سطح فلز در اين ناحيه ناشي از درجه حرارت هوا و آب درياست، ولي شرايط مناسب تري براي برابر شدن با درجه حرارت آب دريا را دارد.
جريان جزر و مد در مناطق مختلف متغير است، براي فلزاتي همچون فولاد، جريان هاي جزر و مدي بزرگتر باعث افزيش نرخ حمله خوردگي خواهد شد. در ناحيه جزر و مد موجودات دريايي بر روي فلزات رسوب مي کنند. در بعضي حالات اين رسوبات باعث محافظت جزيي سطح فلزاتي همچون فولاد ساده کربني و در بعضي مواقع تشديد حمله خوردگي فلزاتي چون فولاد زنگ نزن مي شود.
در چنين شرايطي، بين رفتار نمونه هاي آزمايشگاهي که در اين ناحيه قرار مي گيرند و از بين رفتن يک سازه دريايي (همچون پايه پلي که از ناحيه اتمسفري شروع شده و از ميان ناحيه سطحي و جزر و مدي بطرف ناحيه عمقي و کف دريا امتداد پيدا کرده است) تفاوت قابل ملاحظه اي وجود دارد. براي يک پايه پل فولادي شدت حمله خوردگي درست در محلي زير خط آب بيشتر است.
در اين صورت براي حفاظت پل فولادي از روش حفاظت کاتدي استفاده مي شود. چون ناحيه جزر و مدي دائماً در حال جابجايي و تغيير بوده و اکسيژن در اين ناحيه به وفور يافت مي شود پلاريزاسيون کاتدي پيشرفت نمي نمايد. نرخ خوردگي در ناحيه جزر و مدي در مواقعي که حفاظت کاتدي بر روي آن اعمال نمي شود نسبت به آنچه که درحالت فوق توصيف شد بالاتر مي رود.
2-1-4- ناحيه کم عمق
رفتار خوردگي فلزات در آب دريا در اين ناحيه را از حيث اينکه خوردگي به وسيله چه عاملي صورت مي گيرد مي توان به دو صورت طبقه بندي کرد:
1- کنترل بوسيله واکنش هاي کاتدي
2- کنترل بوسيله حضور يک لايه اکسيدي غيرفعال
فولاد کربني بهترين نمونه براي دسته اول است. روي و منيزيم نيز مثال هاي ديگري در اين مورد هستند. فلزاتي همچون تيتانيم، نيکل، کرم، موليبدن و آلياژهاي آنها مثال هاي خوبي براي نوع دوم هستند. همچنين در بعضي از محيط هاي دريايي فولادهاي زنگ نزن تشکيل فيلم غير فعال داده و کنترل خوردگي توسط اين فيلم صورت مي گيرد. البته مقاومت فلزي خوردگي فلزات نجيب مانند پلاتين، طلا و نقره مديون تشکيل فيلم غير فعال بر روي آنها نيست بلکه مقاومت ذاتي آنها به خوردگي ناشي از خواص ترموديناميکي و اصالت آنهاست. در اينجا بيشتر در مورد رفتار خوردگي فولادهاي ساده کربن بحث مي شود، زيرا اولاً بطور وسيعي در سازهاي دريايي مورد استفاده قرار مي گيرد و ثانياً عوامل موثر در رفتار خوردگي آنها در محيط دريايي بيشتر است.
نرخ خوردگي اين فولادها به مقدار زيادي بوسيله حضور اکسيژن در ناحيه کاتدي کنترل مي  شود. در اينجا منبع اکسيژن و عوامل ديگر که ممکن است بر روي ميزان اکسيژن تاثير بگذارد مورد بحث قرار مي گيرد. در عمق هاي سطحي مقدار اکسيژن معمولاً در حالت اشباع است. همچنين فعاليت هاي بيولوژيکي که شامل گياهان و زندگي حيوانات دريايي مي شود در مقدار حداکثر خود مي باشد.
درجه حرارت در سطح آب بطور قابل ملاحظه اي گرمتر از عمق هاي سطحي و نواحي عميق دريا بوده و ميزان آن با تغيير موقعيت جغرافيايي تغيير مي کند.
فعاليت بيولوژيکي در سطح فولاد (مخصوصاً در انواع ورق هاي ضخيم) نرخ حمله خوردگي را کاهش مي دهد زيرا اولاً ميزان اکسيژن را در محل کاتد کاهش مي دهد و ثانياً سرعت انتقال اکسيژن بطرف کاتد را بوسيله آب دريا کاهش مي دهد. در صورتي که در محل کاتد مقدار کربنات کلسيم زياد شود، اين ماده نيز مي تواند نقش حفاظتي همچون موجودات بيولوژيکي را ايفا نمايد. در مناطقي مثل بندرگاه ها که آب دريا رقيق مي شود، کربنات کلسيم در شرايط غير اشباع قرار مي گيرد، در اينصورت از توسعه نقش حفاظتي آن جلوگيري مي شود.
آلودگي محيط مي تواند شرايط خورندگي آب دريا را بيشتر کرده و همچنين زندگي موجودات دريايي را متوقف کند. بنابراين  تحت اين شرايط نقش حفاظتي موجودات بيولوژيکي نيز از بين خواهد رفت. آمونياک و سولفيد موجود در آب درياي آلوده شده فعاليت خوردگي را بر روي برخي فلزات همچون مس و فولاد افزايش مي دهد. کليه عواملي که در نرخ خوردگي فلزات موجود در ناحيه سطحي موثر هستند، براي آبهاي واقع در اطراف تپه هاي زير دريا بسيار مهم هستند، عمق اين آبها به حدود 1000 فوت مي رسد.
منبع اکسيژن با افزايش عمق آب کم مي شود و اين نشانگر اين است که با افزايش عمق، نرخ خوردگي تغيير مي کند. درجه حرارت آب با افزايش عمق آب کم مي شود، خصوصاً از عمق 100 فوت به پايين کاهش درجه حرارت تشديد مي شود اين دو عامل (اکسيژن و درجه حرارت) باعث کاهش حملات خوردگي نسبت به ناحيه سطحي و جزر و مدي خواهد 
 و درجه حرارت نيز پايين مي آيد، بنابر اين نرخ خوردگي در اين ناحيه به تدريج کاهش مي يابد.

2-1-6- ناحيه عميق
درنواحي عميق مجدداً ميزان اکسيژن براي بوجود آمدن خوردگي قدري افزايش مي يابد. در بعضي از مناطق اقيانوس آرام کمترين غلظت اکسيژن در عمق 2000 فوت در حدود2/0 ميلي ليتر در يک ليتر آب دريا تخمين زده شده است و از اين عمق به بعد مجدداً ميزان اکسيژن اضافه شده بطوريکه در عمق 6000 فوت غلظت اکسيژن به حدود 4 ميلي ليتر در يک ليتر آب دريا مي رسد. اين موضوع نشان ميدهد که تا عمق 2000فوت، اکسيژن توسط موجودات دريايي مصرف مي شود. افزايش اکسيژن در اعماق بالاتر از 2000 فوت بعلت وجود جريان هاي دريايي است.
عامل ديگري که بر روي نرخ خوردگي در اعماق دريا تاثير مي گذارد تغييرات PH آب دريا است. هر چند از سطح دريا به طرف عمق برويم PH کمتر مي شود کاهش PH تنها بوسيله افزايش فشار است. همچنين غلظت ترکيباتي همچون دي اکسيد کربن، بي کربنات کلسيم و کربنات کلسيم از حالت تعادلي خارج شده و به مقدار جزيي در اعماق دريا زير حد اشباع قرار شد. سرعت آب نيز در اعماق بين 60 تا 100 فوت کاهش مي يابد و لذا نرخ خوردگي فلزاتي همچون فولاد معمولاً تحت اين شرايط کمتر مي شود.
2-1-5- ناحيه عمق متوسط
در اعماق بالاتر از 60 تا 100 فوت، موجودات بيولوژيکي موثر درخوردگي فلزات بجز حيوانات وجود ندارد زيرا در اين اعماق تشعشعات خورشيدي براي رشد گياهان دريايي کافي نيست. همچنين هر چه از طرف سواحل دور شويم خوردگي بيولوژيکي کمتر مي شود زيرا معمولاً تخم گذاري حيوانات و توليد مثل آنها درکنار صخره ها و سواحل انجام مي شود. همچنين با دور شدن از ساحل از يک طرف و از طرفي ديگر با رفتن به اعماق دريا فعاليت بيولوژيکي کمتر مي شود. ميزان اکسيژن به مقدار زيادي کاهش 2-1-7- ناحيه گل و لاي کف
رفتار محيطي اين ناحيه پيچيده بوده و مطالعات در حال حاضر برروي تعدادي نمونه ها انجام شده است.خصوصيات فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي رسوبات نشانگر خورندگي کافي در اين ناحيه است. رسوبات سطحي و عمقي اين ناحيه حاوي باکتري بوده و غيرهوازي مي باشد.
فعاليت اين باکتري ها موجب توليد گازهاي شامل NH3 , H2S , CH4 مي شود. افزايش فشار نيز باعث افزايش فعاليت باکتري ها مي شود و سولفيد توليد مي گيرد، در حاليکه اين ترکيبات در سطح در حالت فوق اشباع هستند.
بنابراين، انتظار مي رود در عمق دريا تمايل کمتري نسبت به تشکيل فيلم حفاظتي ترکيبات معدني همچون ترکيبات مذکور در مقايسه با سطح دريا باشد. براي مثال مشاهده شده است که آندهاي قرباني شونده در عمق هاي نزديک 5000 فوت به ميزان بيشتري نسبت به سطح دريا خورده شوند.