热镀锌层对Q235钢在模拟混凝土碱性环境中的保护作用

为了探知DN25热镀锌钢管热镀锌层对Q235管材的保护作用,对比测量了不同模拟混凝土介质中Q235钢热镀锌前后的电极电位和两者间的电偶电流,从热力学和动力学方面判断镀锌层对Q235钢的保护作用。结果表明:在NaCl中性溶液及pH=10.0～13.0 Ca(OH)2溶液中,热镀锌层对Q235钢均有牺牲阳极的保护作用;在含Cl-模拟混凝土饱和Ca(OH)2碱性溶液[Ca(OH)2+NaCl,pH值为12.5]中,镀锌后的电极电位和电偶电流均波动较大,其电极电位比镀锌前的负,大部分时间内镀锌后流过的是阳极电流,某些瞬间镀锌前后间的电偶电流会发生逆转。     

碳钢与镀锌钢在不同气氛混凝土与模拟液中的腐蚀行为

热镀锌被广泛用于钢筋防锈蚀,为探求不同气体氛围以及不同介质环境中镀锌层对钢基体的电化学保护作用的差异,在N_2、饱和CO_2、空气3种气氛下,运用pH值、电位监测、X射线衍射(XRD)等方法分析碳钢和镀锌钢在普通混凝土及模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为。结果表明:在N_2、饱和CO_2、空气3种气氛下混凝土的pH值最终分别为12.50、7.41、10.06,模拟液的pH值最终分别为12.50、6.05、8.05;在N_2气氛下,介质对最终电位影响不大,碳钢和镀锌钢都表现为较稳定的钝化状态;在CO_2气氛下,碳钢和镀锌钢的电位都剧烈下降,模拟液介质中的碳化情况比混凝土中的严重,其中模拟液中碳钢的电位稳定,而镀锌钢的电位在第9~13 d有一段上升,此时镀锌钢的腐蚀产物主要为碳酸锌;在空气气氛下,镀锌钢在2种介质中电位都呈现上升趋势,与碳钢的电位差值逐渐减少,其在混凝土中波动更为剧烈,表面生成的锌酸钙随着溶液pH值的降低同时存在溶解与生成现象。     

海水中Zn（OH）2对镀锌钢腐蚀行为的影响

将镀锌钢试样浸入饱和Zn(OH)2海水溶液中以模拟腐蚀环境,采用失重法、扫描电镜(SEM)、极化曲线和交流阻抗谱研究了海水中Zn(OH)2对镀锌钢腐蚀行为的影响。结果表明:电极表面上由于腐蚀产物Zn(OH)2的吸附,镀锌层的膜结构遭到破坏,随着浸泡时间的延长,镀锌钢表面发生腐蚀反应时的电荷转移电阻逐渐减小,自腐蚀电流密度逐渐增大,腐蚀产物Zn(OH)2的吸附诱导了镀锌层表面点蚀的发生。     

镀锌钢在含氯离子锈层中的腐蚀行为

Cl-对镀锌钢在锈层环境中具有强烈的点蚀作用,易引起锌镀层的破坏,造成经济损失。探究其腐蚀机理和腐蚀过程有利于预防Cl-对镀锌钢的腐蚀。采用电化学阻抗谱(EIS)研究镀锌钢在锈层模拟溶液中的腐蚀行为,并应用电子扫描电镜(SEM)观察了镀锌钢在不同浸泡时间的腐蚀形貌。结果表明:镀锌钢在锈层模拟溶液中包含2个时间常数,分别对应锈层和界面的双电层;镀锌钢的阻抗谱随浸泡时间和锈层成分的变化而改变;在无Cl-的锈层溶液中,锈层可以提高镀锌钢的耐蚀性能,在含3.5%NaCl锈层模拟溶液中,Cl-逐步侵蚀并破坏了锈层结构,促使镀锌钢点蚀的发生。     

35钢在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为

35钢在城市交通工程中应用越来越多,酸雨对其腐蚀严重,过去对其研究不多。为此,配制了模拟酸雨溶液,研究了35钢在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,探讨了酸雨酸度和浸泡时间对35钢腐蚀行为的影响。采用极化曲线、电化学交流阻抗(EIS)及扫描电镜(SEM)方法对35钢的腐蚀进行了测试分析。结果表明:随着模拟酸雨溶液pH值的降低,35钢的腐蚀电流逐渐增大,腐蚀速率增大,腐蚀电位负移;随着浸泡周期的延长,阻抗谱中锈层阻抗增大,腐蚀速率降低,表面生成的腐蚀锈层对基体起到一定的保护作用。SEM和EDS分析表明,35钢在低pH值的酸雨中腐蚀严重,表面蚀坑密集且深,腐蚀产物粗大疏松,致密性差,为硫酸盐,而pH值升高时腐蚀相对较轻,蚀坑较小。     

超级13Cr和P110油管钢在NaCl溶液中电偶腐蚀行为的研究

采用电化学方法研究了超级13Cr-P110钢偶对在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,测试了开路电位、电偶电流和电偶电位,采用SEM、EDS和XRD分别对腐蚀形貌和产物进行了表征。结果表明,超级13Cr和P110钢在NaCl溶液中存在明显的电位差,两者偶接时超级13Cr作为阴极被保护,而P110钢作为阳极被加速腐蚀,该电偶对产生的电偶电流密度会形成严重的电偶腐蚀,随着Sc/Sa的增大,电偶电流明显增大,阳极的腐蚀程度加重,腐蚀产物为氧化物,腐蚀破坏的形式由腐蚀产物疏松转变为腐蚀膜层开裂形成的片层状脱落。     

镀锌钢在青海盐湖大气环境下的初期腐蚀行为研究

采用失重分析、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和电化学分析方法对镀锌钢在青海盐湖大气环境下的腐蚀行为进行研究。结果表明,镀锌钢在盐湖大气环境中的腐蚀失重较大,腐蚀速率呈先增大后趋于稳定的变化趋势;腐蚀产物主要包括Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O,Zn_5(CO)_3(OH)_6,Zn_4SO_4(OH)_6·3H_2O;腐蚀过程中,腐蚀产物层对基体的保护作用先减小后趋于稳定,高氯盐的尘土在很大程度上影响了腐蚀的过程。     

含氯融雪盐对汽车用镀锌钢腐蚀行为的影响

目前,对热镀锌钢板在含氯融雪盐雪水溶液中的腐蚀行为研究不多。为此,采用浸泡和电化学方法研究了汽车用镀锌钢板及裸钢在不同氯离子含量的模拟融雪盐雪水溶液中的腐蚀行为。结果表明:含氯融雪盐的雪水溶液比纯雪水具有更强的腐蚀性,随着融雪盐含量的增加,汽车用镀锌钢腐蚀速率增加缓慢,腐蚀速率较祼钢降低了约1倍,耐蚀性显著提高。汽车用镀锌钢在含1%Cl-的雪水中发生腐蚀,表面沉积一层由Zn(OH)2和ZnO组成的二次腐蚀产物膜,对镀锌层的溶解起到一定的阻碍作用,但融雪盐中的Cl-破坏了膜的稳定性,使镀锌钢在成膜-破坏-再成膜-再破坏的反复中发生腐蚀。     

陕西土壤模拟液中3种典型接地金属材料的腐蚀行为

为了弄清3种典型接地金属材料(H62黄铜、Q235钢、镀锌钢)在陕西土壤中的腐蚀情况,采用失重法(外加电流浸泡)、电化学测试、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了其在陕西中部土壤模拟液中的腐蚀行为和电化学规律。结果表明:在有外加电流的模拟液中浸泡,随浸泡时间延长,Q235钢腐蚀速率逐渐变慢,镀锌钢表面镀锌层腐蚀较快,H62黄铜的腐蚀速率变化不大;Q235钢、镀锌钢、H62黄铜的腐蚀产物分别主要为α-FeOOH、β-FeOOH、Fe3O4,ZnO、Zn(OH)2、FeOOH、Zn5(CO3)2(OH)6和Cu2O、CuO、CuCl2;在含相同NaCl浓度的模拟液中,H62黄铜的耐腐蚀性能最好,镀锌钢的次之,Q235钢的最差。     

腐蚀产物膜对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用扫描电镜和X射线衍射对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中浸泡1个月后的表面腐蚀产物膜进行观察和测试,通过动电位极化和交流阻抗等电化学方法研究了腐蚀产物膜对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明:腐蚀产物膜明显加速了X80钢在模拟溶液中的阴极还原过程,腐蚀也由原来的活化控制转变为扩散过程控制。腐蚀产物膜可分内外两层,外层产物膜由Fe2O3,Fe(OH)3和FeO(OH)组成,疏松,易脱落,没有保护作用。内层产物膜为Fe3O4,与基体结合得虽然较为紧密,但存在着微裂纹和微小孔洞等缺陷,这些缺陷增大了阴极还原的有效面积,减少了荷电离子的传输阻力,促进了腐蚀微电池的形成,从而使覆盖有腐蚀产物膜的X80钢表现出更大的腐蚀速率。     

镁合金上二步法电镀锌的研究

为了提高镁合金基体与化学镀镍层间的耐电偶腐蚀性能,采用两步电沉积方法,在AM60镁合金上沉积金属锌镀层作为镁合金基体与化学镀镍层之间的过渡层.SEM观察显示,从硫酸锌为主盐的镀锌液中沉积的初始锌层较为粗糙,从碱性镀锌液中沉积的锌镀层覆盖在初始沉积层上,形成均匀致密的电镀锌层.电位-时间曲线结果表明,锌镀层的自腐蚀电位接近-1.3 V(SCE),较镁合金基体电位有所提高.锌中间层的存在有利于降低化学镀镍层与镁合金基体间的电偶腐蚀.     

pH值和温度对镀锌钢在模拟锈层溶液中电化学腐蚀行为的影响

应用极化曲线和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试镀锌钢在模拟锈层溶液中pH值和温度对镀锌钢电化学腐蚀行为的影响作用。结果表明,镀锌钢在强碱性的模拟锈层溶液中处于钝态,其耐蚀性能随着pH值的升高而增大。温度为0～40℃时,镀锌钢的腐蚀速率变化不大,当温度升高到60℃时,腐蚀速率急剧增大。     

电镀锌稀土转化膜在5%NaCl溶液中耐蚀性能及耐蚀机理的研究

通过SEM,XPS,XRD分析稀土转化膜形貌、结构及物相,由浸泡实验、中性盐雾实验、电化学测量电化学参数,对比镀锌层、稀土转化膜及低铬酸盐转化膜样品的耐蚀性能,并计算稀土转化膜在5%NaCl溶液中的腐蚀动力学参数。结果表明:稀土转化膜是由微小颗粒堆积而成的完整、细密的锌和铈氧化物及氢氧化物的复合膜层,该膜层对基体镀锌层的覆盖性较好,阻碍了O2的传输和电子的传递,对腐蚀的阴、阳极反应均有不同程度的抑制,降低腐蚀动力,有效地保护了基体不受腐蚀介质的侵蚀,可有效提高镀锌层的耐蚀性能,其耐蚀性能优于低铬酸盐转化膜。     

20钢表面电脉冲沉积锌层及其耐蚀性能

用自制的高能高频电脉冲沉积设备在20钢上获得了表面平整、厚度均匀的锌涂层,对此研究了涂层试样与未涂层试样在80℃的自来水和65℃的自来水、海水中的耐蚀性能。通过对电位－时间关系曲线的监测发现,在80℃海水浸泡181h和65℃自来水中浸泡4h后出现了锌－铁电偶对电位极性逆转现象,使锌涂层由阳极性转变为极性,并使腐蚀形态由均匀的全面腐蚀转变为不均匀的局部腐蚀,使锌涂层失去了应有的保护作用。研究确定锌涂层较为适宜的使用环境由80℃时为自来水、在65℃时为海水。建议在选用锌作防护涂层时针对实际使用环境测试电位和腐蚀情况,避免由于涂层工作环境选择不当而引发相反的效果。     

交流电对X80钢在酸性土壤环境中腐蚀行为的影响

通过电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电流密度(0～1000A/m2)对X80钢在鹰潭酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响.结果表明:随交流电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率逐渐增加.当交流电流密度小于100A/m-2时,其腐蚀速率缓慢增大,X80钢腐蚀电位随交流电流密度增加而快速负移;当交流电流密度大于100A/m2时,其腐蚀速率快速增加,其腐蚀电位接近.随交流电流密度的增大,X80钢的腐蚀形态由均匀腐蚀演变为点蚀,阴极极化曲线上的电流波动愈明显,阳极电流密度增大.交流电作用下X80钢生成的腐蚀产物疏松,裂纹多,对基体的保护性很差.     

热镀锌层在不同pH值的饱和Ca(OH)2溶液中的腐蚀行为

为了研究混凝土中孔隙液pH值下降时钢筋热镀锌层的腐蚀,模拟了不同pH值(9.0～13.5)饱和Ca(OH)2溶液的混凝土孔隙液,将热镀锌钢筋浸泡15 d,探讨了其在6种不同pH值溶液中的腐蚀行为和热镀锌层表面腐蚀产物.采用电化学测试、SEM、EDS和XRD技术对热镀锌钢筋进行了分析.结果表明:当pH值为9.0～12.0时,锌层表面主要生成ZnO膜,自腐蚀电流密度Jcorr随pH值增大而增大;当pH值为12.0～13.0时,锌层表面生成片状的锌酸钙,Jcorr明显减小;2种情况下Jcorr均接近钢筋钝化临界值0.1μA/cm2,锌层同样可处于钝化状态;当pH值为13.5时,锌层表面不生成保护膜,Jcorr显著增大到1×102μA/cm2.     

镀锌钢在模拟广州地区大气环境中的室内加速腐蚀研究

采用室内干/湿交替模拟大气腐蚀试验方法(CCT)、腐蚀失重、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等手段,研究了输电杆塔用热浸镀锌钢在模拟广州地区大气环境条件下的腐蚀动力学、产物形貌与结构、相组成等性质的演化。结果表明:在当前模拟条件下,单位面积镀锌钢在实验室120 cycles后的腐蚀失重量与广州地区实场曝晒6个月的腐蚀失重量相当;镀锌钢120 cycles的腐蚀过程分为两个阶段,初期腐蚀速率较大,锈层较薄、疏松、多孔、不连续、与基体结合不紧密;随着腐蚀周期的延长,腐蚀速率明显降低,锈层逐渐增厚、致密、完整连续、与基体结合紧密的内锈层逐渐形成。此外,镀锌钢大气腐蚀产物主要由Zn O、Zn(OH)_2、ZnCO_3、ZnSO_4、Zn_5(OH)_6(CO_3)_2、Zn_4(OH)_6SO_4·x H_2O、Zn_5(OH)_8Cl_2和Zn_(12)(OH)_(15)Cl_3(SO_4)_3等组成,但结晶度不高;随着腐蚀周期的延长,锈层中稳定性相Zn_4(OH)_6SO_4·x H_2O和Zn_5(OH)_6(CO_3)_2含量逐渐增多,不稳定性相Zn_(12)(OH)_(15)Cl_3(SO_4)_3含量逐渐减少。     

镀锌钢板蒸镀镁层的耐腐蚀机理

采用真空蒸镀技术在镀锌钢板上蒸镀镁,制得了蒸镀镁层,将其在5%NaCl溶液中浸泡,运用XRD,SEM和电化学方法等对其腐蚀产物进行了分析.对2种材料的的腐蚀行为进行了研究,探讨了其耐腐蚀机理.结果表明:镀锌钢板蒸镀镁层是以MgZn2和Mg2Zn11.金属间化合物的形式存在;其腐蚀产物是以致密且具有良好绝缘性的ZnCl2·4Zn(OH)2·H2O和致密的Zn4CO3(OH)6·H2O为主体,而纯锌镀层的腐蚀产物是以疏松且具有N型半导体性质的ZnO为主体;蒸镀镁层的形成可以抑制Zn(OH)2向ZnO的转化,能促进Zn(OH)2向ZnCl2·4Zn(OH)2·H2O和Zn4CO3(OH)6·H2O的转化,后二者能够牢固地覆盖在基体表面,从而延缓了锌的腐蚀进程;在宏观上表现为镀锌钢板蒸镀镁层腐蚀产物相对于纯锌镀层更加致密,在电化学行为上表现为镀锌钢板蒸镀镬层具有更小的腐蚀电流和更高的极化电阻.     

X65管线钢在沉积物下腐蚀与缓蚀剂作用效果

通过电化学阻抗谱和动电位扫描法研究X65管线钢在含氧氯化钠溶液中沉积物对电化学参数的影响。采用电阻法(ER)结合零电阻电流计(ZRA)研究X65钢在沉积物覆盖下的电偶腐蚀行为与不同浓度有机膦缓蚀剂的作用效果。结果表明:X65钢在SiO_2沉积物覆盖时腐蚀电位负移,腐蚀速率降低。当有沉积物覆盖与无沉积物覆盖的电偶试片相连时,X65钢在沉积物下发生阳极极化,阳极电偶电流密度在18h内由120μA/cm~2衰减到50μA/cm~2并保持稳定。依次加入5×10~(-5),8×10~(-5)和3×10~(-4)浓度的PBTCA后,电偶电流在最高升至1300μA/cm~2后逐渐下降并稳定在610μA/cm~2附近,沉积物下X65钢腐蚀速率达到6.11mm/a,PBTCA加速了X65钢在含氧溶液中沉积物下的腐蚀。通过对试片表面进行观察,沉积物下X65钢表面发生了严重的局部腐蚀。     

饱和Ca(OH)2溶液pH值对热镀锌钢表面锌酸钙覆盖层的影响

采用不同pH值(9.0～12.0)的饱和Ca(OH)2溶液模拟混凝土因碳化而导致pH值降低的混凝土孔隙液,研究在这些溶液中热镀锌钢筋表面锌酸钙覆盖层的变化和锌层的腐蚀行为,并对实验条件下锌酸钙的溶解转化机理进行了讨论.对浸泡30天后各试样的扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、塔菲尔极化和电化学阻抗谱分析结果表明:随孔隙液pH降低和浸泡时间增加,锌层上锌酸钙减少而ZnO增加,当pH值为9时,覆盖层可全部转化为ZnO;随着锌酸钙减少和ZnO增加,极化电阻(Rp)、膜层电阻(Rc)、电荷转移电阻(Rct)和扩散阻抗(Ws)均降低,而自腐蚀电流密度icorr增大,但icorr仍接近钢筋钝化临界值10-1μA/cm2.