模拟流动海水条件下无溶剂环氧防腐涂层的失效行为

在60 ℃实验条件下以3种无溶剂环氧防腐涂层为研究对象,利用称重法研究了在不同流速3.5%NaCl溶液中水在涂层中的扩散行为,采用开路电位法 (OCP) 和电化学阻抗谱技术 (EIS) 研究了不同流速下涂层的失效行为。结果表明,胺类固化粉末涂层和酚醛固化粉末涂层在实验流速范围内、酚醛胺固化液体涂层在较低流速范围内,水在涂层中的扩散符合Fick II模型,而酚醛胺固化液体涂层在4 m/s高流速下水在涂层中的扩散偏离Fick II模型;随着流体流速增加,涂层的饱和吸水量增加,水在涂层中的扩散系数变大;实验流速范围内3种无溶剂涂层失效过程分为3个阶段;流体流速明显加速了酚醛固化粉末涂层和酚醛胺固化液体涂层的劣化,对胺类固化粉末涂层失效影响不明显。     

改性环氧防腐涂层在模拟深海高压环境的失效行为

采用海水压力罐模拟深海高压环境,利用电化学阻抗谱(EIS)、三维视频显微镜和扫描电子显微镜(SEM)等手段,对比研究了改性环氧防腐涂层在常压海水环境和模拟深海高压环境(6 MPa海水压力)下的失效行为。结果表明,试样在深海高压环境下浸泡30 d后,涂层阻抗已降低到105Ω·cm~2;而常压环境下,涂层阻抗仅降低到108Ω·cm~2,深海高压环境促使涂层更快地吸水达到饱和状态,高压环境导致涂层下的金属腐蚀活性面积不断增大,基体金属腐蚀速率不断增加。SEM观察表明,高压导致环氧防腐涂层中的颜填料发生脱附,使涂层/金属基体界面弱化,腐蚀活性表面积增大,从而导致涂层破损和基体腐蚀。     

CO_2对环氧涂层防腐性能的影响

利用高温高压釜模拟某油田实际工况,根据环氧涂层腐蚀前后电化学阻抗谱(EIS)的变化和宏观、微观形貌变化以及能谱分析,考察了CO_2对环氧涂层防腐性能的影响.结果表明,与单纯的NaCl溶液相比,溶液中CO_2的存在加速了环氧涂层的失效过程;而且随着温度的升高,涂层失效加速.     

含砂海水中环氧树脂/Q235钢体系的冲刷腐蚀行为研究

目的 研究环氧树脂/Q235钢体系在含砂流动海水中的耐冲刷腐蚀性能.方法 采用旋转冲刷腐蚀试验装置进行不同流速、不同含砂量下环氧树脂/Q235钢体系的冲刷腐蚀试验,利用表面观测、电化学测试以及扫描开尔文探针(SKP)技术研究冲刷腐蚀后体系的腐蚀规律.采用计算流体动力学(CFD)方法模拟计算冲刷流场和砂粒分布.结果 高流速下的砂粒不断冲击涂层表面,导致涂层破损,使基体与海水直接接触,造成基体腐蚀,基体腐蚀又导致涂层的进一步破损.当冲刷流速在5～6 m/s之间时,涂层发生破坏,涂层底部腐蚀连接成片,生成片状腐蚀产物,腐蚀产物表面有较长裂缝.当含砂量达到1.5％(质量分数)时,涂层也发生破坏,但是其以孤立的腐蚀坑为主.Q235钢基体发生点蚀后,点蚀周围的腐蚀敏感性增加.随着腐蚀时间的增加,阳极区逐渐变宽,阴极区逐渐向外移动.腐蚀区域逐渐扩大,形成腐蚀通道.最终,腐蚀通道相互连接,从而在涂层下引起更大范围的腐蚀.结论 与含砂量相比,环氧树脂涂层的冲刷腐蚀对流速敏感性更高.     

承载作用下铁红环氧脂底漆失效过程的电化学响应特征

采用局部电化学阻抗(LEIS)技术和电化学阻抗(EIS)技术研究了不同承载条件下,海水介质中铁红环氧脂底漆失效过程的电化学响应特征。结果表明:在不同的承载力作用下,铁红环氧脂底漆的失效过程呈阶段性变化,且应力加载过程加速了涂层的失效。在300 MPa屈服应力作用下,腐蚀介质可以沿着细小的裂缝快速渗透涂层,与基体接触,缩短涂层的失效时间。涂层失效后,整体阻抗值明显降低,同时试样表面随机分布的高阻抗点数量有所减少,涂层防护性能明显下降,基材发生腐蚀。     

核电厂海水循环泵用两种耐腐蚀涂层

自行设计了一套高流速旋转冲刷腐蚀试验装置,该装置配有灵活的攻角调节系统与转速调控系统,利用此设备对环氧树脂基体材料和聚氨酯材料的耐海水腐蚀涂层进行了耐冲刷性能的试验研究。结果发现,聚氨酯的耐杭州湾海水耐磨蚀性能优于环氧树脂基的乐泰涂层,腐蚀后表面较为光整,未出现汽蚀脱落等现象,而环氧基涂层表面出现明显的冲刷坑。     

钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为与防护研究

目的 研究钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为及防护方法.方法 采用自制的冲刷试验平台,利用扫描电镜、电化学阻抗、电化学噪声、最大熵值变换等方法,分析钢在流动人造海水中各阶段的冲刷腐蚀行为特征,验证材料表面涂覆新型环氧涂层的方法对提高钢耐流动人造海水冲刷腐蚀的有效性.结果 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为三个阶段,第一阶段,金属开始发生点蚀,生成网状腐蚀产物,反应电阻上升后持续减小至400?,电化学噪声电位发生负移,SE值较大,电化学腐蚀速率增强;第二阶段,点蚀速率减弱,开始出现颗粒状腐蚀产物,反应电阻相对稳定在300? 左右,电化学噪声电位发生正移,SE值数值较小,电化学腐蚀速率保持相对稳定;第三阶段,外层腐蚀产物剥离,反应电阻和SE值发生较大的波动,冲刷作用导致了腐蚀产物的快速形成和脱离.涂覆绝缘涂层的钢试样总电阻稳定在6.0×105?左右,高出无涂层裸露试样总电阻(1.0×103?)2个数量级.结论 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为加速腐蚀-动态平衡-平衡破坏三个阶段,新型环氧涂层具有较好的耐冲刷腐蚀性能.     

有机防腐涂层在流动条件下的加速失效行为

选用熔融结合环氧粉末(FBE)涂层作为研究对象,用电化学阻抗谱法(EIS)考察流动的和静止的涂层在3%NaCl溶液介质中的失效行为,以此探讨流动条件对涂层的失效行为的影响.结果表明,涂层在流动的条件下加速失效,失效的原因是液体的流动加速了溶液中离子,而不是水分子向涂层中的渗透.这为考核涂层提供了一种新的加速实验方法.     

基于图像处理技术的钢箱梁防腐涂层寿命预测实验研究

对表面电弧喷涂铝外加环氧封闭漆防腐涂层钢板试样进行室内加速腐蚀实验。通过扫描仪采集不同实验周期防腐涂层腐蚀形貌图像,观测腐蚀发展过程。采用基于二值化图像的图像处理技术提取腐蚀形貌图像特征参数,作为腐蚀寿命预测参数,并结合特征参数评定涂层腐蚀损伤程度。结果表明,基于二值化图像的图像处理技术可以实现防腐涂层腐蚀面积定量化分析,为防腐涂层腐蚀等级评定和腐蚀损伤规律表征提供了新的思路。封闭漆防腐涂层经过598 h的室内加速腐蚀实验,起泡面积率达到5%,该涂层失效。     

环氧防腐涂料在模拟海水干湿交替条件下的失效过程

用电化学阻抗谱(EIS)、附着力测试、Fourier红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析手段研究了环氧防腐涂层在干湿交替及全浸泡环境下的失效过程。结果表明,干湿交替环境中环氧防腐涂层前期的防护效果较好,涂层后期失效快于全浸泡环境下的失效速率;环氧防腐涂层在干湿交替环境下失效的原因是由于涂层交替的吸水和失水过程使得涂层孔隙率增大,对涂层造成机械损坏,使得涂层内部及表面开裂,最终导致附着力降低,涂层大面积起泡失效。     

飞机外部 IMR21 纳米复合涂层在典型加速腐蚀环境中的腐蚀失效行为

目的研究IMR纳米复合涂层对飞机外部结构件的防护性能。方法对比考察典型加速腐蚀环境条件下,飞机外部结构模拟件表面聚氨酯面漆涂层和IMR21纳米复合涂层的腐蚀失效行为。结果在经过2个阶段各8个周期的加速腐蚀后,模拟件涂层表面均出现了鼓包、开裂、剥落等现象,而且涂层在第二阶段的腐蚀程度略重于第一阶段。与聚氨酯面漆涂层相比,IMR21纳米复合涂层的腐蚀失效程度要低很多,说明该纳米复合涂层具有优良的抗环境腐蚀性能。结论可考虑在飞机结构制造、大修以及外场维护中采用IMR21纳米复合涂层进行表面防腐涂装处理。     

环氧粉末涂层在1.5mol/LNaCl溶液中的失效行为

通过电化学阻抗谱(EIS)对两种环氧粉末涂层在1.5 mol/LNaCl溶液中的失效行为进行了研究,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层底部金属表面的腐蚀产物进行了分析,探讨了环氧粉末涂层在1.5 mol/L NaCl溶液中的失效机理。结果表明,在1.5 mol/L NaCl溶液中,Cl-等腐蚀介质能在涂层中形成传输通道渗透到涂层与金属界面,并参与界面的腐蚀反应,腐蚀产物主要为Fe的氧化物和氯化物。     

交变压力对无溶剂环氧涂层在模拟超深海环境下的电化学行为

通过EIS和LEIS对环氧粉末涂层和无溶剂环氧液体涂层分别在模拟超深海环境中0.1～20和0.1～30 MPa交变压力腐蚀环境下浸泡480 h的失效行为进行了研究,分析了超深海交变压力对涂层耐腐蚀性能的影响,并利用SEM观察了浸泡后涂层/Q345钢界面的表面形貌。研究表明,两种涂层在0.1～30 MPa交变压力作用下涂层的失效过程较为明显,环氧粉末涂层在0.1～30和0.1～20 MPa交变压力浸泡480 h后涂层阻抗值分别下降了2个和1个数量级,无溶剂环氧液体涂层在同样环境下浸泡后阻抗值分别下降了3个和2个数量级,说明了环氧粉末涂层在交变压力条件下对Q345的保护性能更优,阻绝离子渗透能力更强。从LEIS结果分析出在较高交变压力下,涂层微观局部腐蚀扩散速率更快。     

海水流速对典型金属管材腐蚀行为的影响

利用管路模拟腐蚀试验装置和电化学分析手段对比研究了4种典型海洋用金属管路材料在静态和动态海水环境中的腐蚀行为。结果表明,在静态海水环境中,碳钢的腐蚀速率远高于304不锈钢、B10铜合金和纯钛TA2。4种材料在3~10m/s流速内均为湍流腐蚀。流速为10m/s时,B10铜合金的动态腐蚀敏感性比304钢强,主要原因是在动态海水中B10的活化溶解区明显宽于304不锈钢,其成膜速度较慢。在静态和动态海水冲刷环境条件下,TA2由于在表面形成致密稳定的钝化膜,基本不发生腐蚀,是耐海水腐蚀性能最优异的管路材料。     

利用EIS研究环氧防锈涂层实验室模拟实验和实海浸泡实验相关性

用电化学阻抗法 (EIS) 研究了环氧防锈涂层在实海浸泡实验及在3.5%NaCl溶液中浸泡实验和盐雾实验两种实验室模拟实验中的腐蚀失效行为,探讨了实海浸泡实验与2种实验室模拟实验的低频阻抗模值|Z |_{0.01 Hz}之间的对应关系。结果表明：3种腐蚀环境对所研究的涂层体系的破坏作用由小到大依次为：3.5%NaCl溶液<实海浸泡<盐雾;相对实海浸泡实验,盐雾实验对环氧涂层腐蚀失效的加速因子约为2.3。     

环氧低表面带锈底漆在沿海炼化装置涂层修复中的应用

介绍了某沿海炼化装置钢结构的普通环氧防腐涂层失效现象,详细分析其涂层失效主要原因为海洋大气中存在高浓度的Cl^-、H₂S、SO₄^2-等腐蚀介质。阐述了一种环氧低表面带锈底漆性能、配方,及与普通的环氧防腐漆对比使用优势,通过运用该环氧低表面带锈底漆与耐候性好的脂肪族面漆,有效延长了沿海地区的炼化装置钢结构涂层使用寿命,为同类装置腐蚀防护提供借鉴经验。     

不锈钢表面聚苯胺纳米纤维/改性氧化石墨烯/水性环氧复合涂层的制备与防护性能研究

在氧化石墨烯纳米片(GO)改性的基础上,于非盐酸介质中采用原位共聚法合成了聚苯胺纳米纤维/改性氧化石墨烯复合材料(PANI-F/CTGO),将其作为防腐增效组分引入到水性环氧聚合物乳液(WEP)中构建复合涂料。采用电化学方法和盐雾实验研究了涂料在加速腐蚀条件下对不锈钢的腐蚀防护作用,对腐蚀产物结构进行了分析。复合材料中PANI-F与CTGO的化学键接提高了PANI-F/CTGO在环氧乳液中的分散性和相容性。非盐酸介质条件下制备的PANI纳米纤维没有腐蚀介质盐酸的引入,在涂层中能发挥出更好的耐蚀性;PANI-F/CTGO/WEP涂层具有较高的开路电位(OCP)值和阻抗模,耐盐雾时间达到720 h,显示了优异的防腐性能,这主要是PANI-F/CTGO的主动钝化与物理阻隔协同作用的结果。     

B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀电化学行为

采用旋转圆桶冲刷腐蚀试验机,利用多种电化学测试手段,结合表面分析、失重测量研究了B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀、成膜过程和膜层的电化学信息,探讨了流速及腐蚀时间对成膜过程的影响.结果表明, B10合金在0、1、2、3、36、4m/s的试验流速海水中的腐蚀速度随着腐蚀时间的变化规律相似,在静止和流动海水中都会生成内、外双层保护性的腐蚀产物膜,随着流速增加,产物膜因受流体力学作用增大而被冲刷削薄;腐蚀反应阳极区随海水流速和时间变化较大,腐蚀受阳极反应和传质过程控制.      

金属材料实海冲刷腐蚀检测

利用自行设计的ZS-1型实海冲刷腐蚀实验装置,在舟山海水腐蚀试验站对3C船板钢进行了连续72 h的冲刷腐蚀实验,用电化学阻抗谱等测试技术进行了腐蚀检测.结果表明:海水流速为1 m/s、2 m/s和3 m/s时,随着冲刷时间的延长,3C钢的腐蚀速度呈下降趋势.流速在1 m/s-6 m/s内,3C钢的腐蚀电位随着流速的增加逐渐升高,电化学阻抗谱为单一容抗弧,呈活化控制特征.随着流速增大,电极受到的表面切应力增大,电化学反应阻抗减小,极化阻力(Rr)随流速的变化基本呈线性下降的关系.     

低表面处理环氧防腐底漆的制备及其耐蚀性研究

在Sa2等级的钢材表面制备出一种低表面处理环氧防腐底漆，其固含高达80%，实干速度只需4 h，平均附着力可达10 MPa，室外暴晒5 a涂层无任何开裂、脱落，且耐酸、碱、盐溶液腐蚀性能优异。利用Fourier红外光谱(FTIR)、电化学阻抗谱技术(EIS)和三维视频显微镜对涂层的电化学性能和耐蚀机理进行了研究，结果表明，经过2400 h海水浸泡，涂层阻抗可达10¹⁰Ω·cm²，耐海水腐蚀性能优异，阻抗值随浸泡时间的延长先减小后增大。环氧树脂和聚酰胺固化交联形成的致密涂层对腐蚀介质起到了很好的屏蔽作用，中后期磷酸锌颜料与钢材表面铁锈反应生成的稳定络合物阻止了腐蚀介质的渗入，是其耐腐蚀和实现低表面处理的关键。