硅烷处理对涂层/金属体系耐蚀性能的影响

采用电化学阻抗研究了输电塔架用Q345钢基体上环氧富锌涂层的失效过程,分析了硅烷处理对涂层/金属体的耐腐蚀性能的影响。结果表明,环氧富锌涂层/未表面处理金属体系经过240h的浸泡腐蚀后涂层失去保护作用;而环氧富锌涂层/硅烷处理金属体系经过408 h的浸泡腐蚀后涂层失去保护作用。经阻抗谱和孔隙率与吸水率分析表明,Q345钢经硅烷表面处理后延缓了腐蚀性介质侵入涂层,较大地提高了体系的抗腐蚀能力。     

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。     

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。     

有机涂层在深海环境中的失效行为研究

用电化学阻抗测量和浸泡实验在高压釜中模拟300m(3.0 MPa)深海环境研究Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5%NaCl溶液中的失效行为,并与常压环境中涂层的失效行为对比分析.结果表明:压力加速了涂层的破坏,高压和常压环境中涂层的失效行为不同,压力环境中涂层失效表现为起泡,涂层下的金属未发生腐蚀,常压环境中涂层的失效表现为涂层下金属的腐蚀,而涂层未发生起泡.     

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。     

环氧纳米粉末涂层现场应用评价与缓蚀剂技术研究

目的研究一种环氧纳米粉末涂层在新疆某油田的适用性与缓蚀剂技术。方法利用高温高压釜模拟涂层在新疆某油田三种典型工况条件,结合腐蚀失重法以及结合力测试、阴极剥离、扫描电子显微电镜、交流阻抗等手段,分析环氧纳米粉末涂层腐蚀后的形态及其与基体的结合度,对其服役寿命进行预测,并研究缓蚀剂添加对未涂覆、破损和完整三种涂层状态下试样腐蚀行为的影响。结果环氧纳米粉末涂层在三种典型环境中未出现鼓泡和开裂现象,且与基体结合较好。环氧纳米粉末涂层的阴极剥离半径小于5 mm,由阴极剥离半径和阻抗值所预测的寿命分别为883d和740d。破损涂层的均匀腐蚀和点蚀速率分别为0.6172 mm/a和1.5720 mm/a,而完整涂层的腐蚀速率仅为0.0029 mm/a,破损涂层阻抗值与完整涂层的阻抗值相差103倍。微量的缓蚀剂添加可降低无涂层和破损涂层试样的腐蚀速率1个数量级,其缓蚀效率分别高达91.05%和92.75%。结论环氧纳米粉末涂层在三种典型腐蚀环境中具有好的耐蚀性能,抗剥离能力也较好,阴极剥离半径与阻抗值两种方法所预测的寿命基本一致。然而涂层一旦破损,腐蚀较为严重,尤其是点蚀,微量缓蚀剂的添加可实现不同防护技术间的优势互补。     

循环压力对环氧涂层在模拟深海环境中失效行为的影响

在模拟深海环境下,利用电化学阻抗技术并结合重量法,研究了循环压力对纯环氧涂层在3.5mass%NaCl溶液中失效行为的影响。结果表明,循环压力条件下,涂层的阻抗行为呈周期性变化规律:在高压条件下浸泡时,有机涂层电容较高、涂层电阻较低;而常压条件下两者都较高。循环压力增大,腐蚀介质更容易扩散到涂层内部,使得涂层吸水量增加,涂层电阻降低,涂层防护性能恶化。     

在模拟深海高压环境中人工破损涂层的电化学阻抗谱响应特征

在深海环境中,海水的压力、温度和含氧量等因素会影响有机涂层的使用寿命.本文研究模拟深海环境对涂层带有人工破损时,涂覆以改性厚浆环氧防锈涂层的907A钢试样在天然海水中的电化学阻抗谱响应特征和涂层耐蚀性能变化.结果表明,在相同破损率和相同浸泡时间条件下,与常压下试样相比,处于2.5 MPa的压力下试样的阻抗幅值显著变小,而且随浸泡时间延长,试样的涂层电容呈增加趋势,极化电阻不断减小,证实了海水压力加速了涂层的失效过程.同时表明,在模拟深海环境中运用电化学交流阻抗对研究有机涂层失效过程是可行的.     

无溶剂环氧防腐涂层在不同流速模拟海水冲刷条件下的失效行为

通过OCP和EIS对3种无溶剂环氧防腐涂层在60℃不同流速(2,4和6 m/s)下,含1%(质量分数)石英砂的模拟海水环境中的失效行为进行了研究,并利用CLSM观察了冲刷后涂层的表面形貌,利用SEM和EDS对涂层底部Q345E钢表面的腐蚀产物进行了分析,探讨了无溶剂环氧防腐涂层在模拟海水冲刷条件下的失效机理。结果表明,冲刷条件下,3种涂层的失效过程大大缩短,流速对水在涂层中的传输速率影响不明显,涂层加速失效的原因主要有两点:一方面,砂粒对涂层的磨损作用导致涂层表面产生凹坑或孔洞,缩短了腐蚀介质扩散到达涂层/金属界面的距离;另一方面,流速加速了Cl-在涂层中的传输从而使涂层失效加速。     

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。     

应用灰色系统理论预测沥青涂层在土壤模拟液中的寿命

目的基于灰色系统理论预测模型建立涂层腐蚀寿命的预测模型,利用该模型计算不同厚度的无溶剂环氧煤焦沥青涂层在滨海氯盐土模拟液中的涂层寿命。方法采用电化学方法,测定不同厚度无溶剂环氧煤焦沥青涂层涂覆的碳钢在滨海氯盐土模拟液中的交流阻抗值。基于灰色系统理论GM(1,1)模型将滨海氯盐土模拟液中测试的无溶剂环氧煤焦沥青涂料的低频阻抗模值和浸渍时间关系,建立涂层腐蚀寿命的预测模型。结果三种不同厚度无溶剂环氧煤焦沥涂层试样在侵蚀性溶液中浸泡240 d时,低频阻抗模值仍保持在8.3×10~8Ω·cm~2以上,应用预测公式计算的滨海氯盐土模拟液中三种无溶剂环氧煤焦沥涂层低频阻抗模值的实测值与预测值的相对误差小于6.0%,C0.35,P=1,该模型的预测精度好。涂层厚度为200μm的无溶剂环氧煤焦沥青层预测寿命t=781 d,涂层从浸泡初期阶段进入中期阶段。随着涂层厚度的增加,涂层寿命愈长,当涂层厚度为600μm时,其预测寿命达到2926 d。结论所建涂层腐蚀寿命的预测模型表现出较好的拟合精度和预测可靠度。     

有机涂层在模拟深海环境中电化学行为研究

    采用压力釜模拟深海环境、结合电化学交流阻抗技术研究了Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5%NaCl水溶液中的电化学行为.结果表明,相同厚度的有机涂层在3MPa压力条件下的阻抗和电化学反应阻抗较常压下小一个数量级以上,而涂层电容却大很多.涂层特征频率表明,在3MPa压力条件下的特征频率较常压下的高很多,表明涂层在压力作用下缺陷率高于常压条件,压力加速了有机涂层的失效.     

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。     

无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤中的电化学行为

目的研究无溶剂环氧煤焦沥青涂层在饱和水含量土壤中的电化学行为。方法将无溶剂环氧煤焦沥青涂层涂覆在Q235碳钢上,测试不同厚度和不同埋设时间涂层的开路电位和交流阻抗谱图,探索涂层厚度和埋设时间对涂层电化学行为的影响。利用SEM分析基体表面腐蚀产物的元素组成,探索侵蚀性物质是否到达基体表面参与腐蚀历程。结果涂覆200μm厚涂层的Q235碳钢的稳定开路电位约为-0.37 V,与裸Q235钢相比,自腐蚀电位正移了0.28 V。随着涂层厚度的增加,开路电位呈上升趋势,容抗弧半径增大,涂层对侵蚀性溶液的屏蔽阻挡能力提高。随着在土壤中埋设时间的延长,容抗弧半径减小,吸水率增大,涂层的防护性能有所下降,但低频阻抗模值仍高达8.8×107Ω·cm2。能谱分析显示,Q235碳钢表面未出现Cl-等侵蚀性物质。结论无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤环境中是有效的屏蔽层,可对Q235碳钢基体起到有效的防护作用。     

多羟基超分散剂对水性环氧涂层防腐性能的影响

通过开路电位测量、电化学阻抗谱测试、动电位极化曲线测试、附着力测试等手段，研究了多羟基超分散剂对水性环氧清漆防腐性能的影响。结果表明，在3.5%NaCl溶液中，环氧清漆和含分散剂的环氧清漆的失效历程相同，可分为4个阶段：涂层快速吸水阶段、涂层腐蚀产物生成阶段、稳定腐蚀阶段和腐蚀产物扩散阶段。含分散剂的环氧清漆表现为较强的吸水性，多羟基超分散剂增加了涂层的饱和吸水率，加快了涂层的腐蚀失效。     

环氧铝粉涂层在3.5%NaCl介质中的失效机理研究

采用电化学阻抗谱技术（EIS）研究了环氧铝粉涂层/Q235钢基体在3.5 %NaCl介质中的电化学腐蚀行为.利用扫描电镜（SEM）分析了涂层表面形貌,对涂层断面进行了能谱（EDX）线扫描和界面处腐蚀产物成分分析,探讨了环氧铝粉涂层的腐蚀失效机理.结果表明,腐蚀介质能通过涂层迅速渗透到涂层/基体界面,引起涂层电阻值的降低及界面处电化学腐蚀的开始.失效前涂层致密、连续,失效后涂层表面出现鼓泡、孔洞等现象.鼓泡是由腐蚀产物的体积膨胀和腐蚀介质渗入产生的压力推动共同产生的.界面处腐蚀产物主要是Fe和Al的氧化物及氯化物.涂层的失效机理为腐蚀介质渗入,涂层鼓泡、剥离.     

双组分环氧防腐蚀涂层的制备及其在西北油田酸性环境中的适应性评价

针对西北油田酸性腐蚀环境,以双酚A环氧树脂为主要原料,在N80碳钢表面制备了双组分环氧防腐蚀涂层GQ。通过模拟西北油田环境的适应性评价试验,分析了GQ涂层在3种模拟西北油田环境中的物理性能和耐蚀性。结果表明：GQ涂层的物理性能优良,其附着力、耐冲击力和硬度分别为12.25 MPa、6.2 J与4 H;在腐蚀性较强的模拟环境3中腐蚀30 d后,GQ涂层的附着力、耐冲击力和硬度分别为8.74 MPa、5.3 J与3 H,未出现明显缺陷;GQ涂层具有良好的热稳定性,当温度低于325℃时,该涂层几乎无质量损失;GQ涂层具有良好的电化学稳定性,在油田现场水样中浸泡480 h后,涂层的阻抗模值仍大于10⁹Ω·cm²,涂层表现出良好的耐蚀性。     

深海交变压力对水在环氧涂层中传输行为的影响

目的深入了解有机涂层在深海交变压力环境下的失效机制,为涂层服役寿命的预测提供指导。方法利用增重法和电化学阻抗测量技术,研究常压和深海交变压力条件下水在环氧涂层中的传输行为,计算不同环境下水的扩散系数,并分析交变压力对水在涂层中吸水动力学的影响。结果交变压力加速了水在涂层中的传输过程,使其扩散机制由常压下的理想Fick扩散行为变为非Fick扩散,延长了饱和时间,增大了涂层饱和吸水率。微观形貌观测发现,涂层内部填料/基料界面产生了大量裂痕,是导致水在涂层中扩散机制发生改变的主要原因。结论交变压力通过压力对水的推动作用及对涂层结构的破坏,加速了水在涂层中的传输。     

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。     

5083 铝合金环氧涂层盐水浸泡失效研究

目的研究铝合金基体上环氧涂层在盐水浸泡环境中的电化学阻抗谱变化规律,揭示涂层失效的原因和机制。方法采用电化学阻抗谱技术、红外测试、扫描电镜及能谱分析等方法,研究涂覆在5083铝合金基体上的环氧涂层在盐水浸泡过程中的裂化过程和失效机制。结果在3.5%(质量分数)Na Cl溶液的连续浸泡下,涂层电阻明显下降、电容明显增大,相应的涂层孔隙率和吸水体积百分数均逐渐增加;长期浸泡后,涂层孔隙率和吸水体积百分数均趋于稳定。随着浸泡时间的增加,涂层表面孔洞等缺陷增多,保护作用减弱;涂层内氧元素含量逐渐增加,碳元素含量逐渐减小;涂层内有羟基生成和C—O键的断裂发生。结论环氧涂层中环氧官能基团在电解质溶液中发生水解,水解形成羟基和氨基等亲水基团以及涂层中存在的孔洞等缺陷,进一步促进电解液的渗透,加速涂层的劣化。金属基体表面腐蚀反应会促进涂层与基体的剥离,腐蚀产物在涂层内的累积,也会导致涂层内孔隙和缺陷增多,促进涂层劣化。