有涂层缺陷的X70管线钢在模拟包头土壤溶液中的腐蚀行为

测定了内蒙古包头地区土壤的基本理化性质,制作了占试样总面积分别为0.39%、1.57%和6.28%的破损涂层缺陷试验,测定了涂层缺陷试样在不同浸泡时间内在包头模拟溶液中的交流阻抗谱,并连续测定了试样的自腐蚀电位Ecorr.试验结果表明:交流阻抗谱的Nyquist曲线显示为典型的具有扩散控制的双容抗弧,并且随浸泡时间的延长,曲线的容抗弧先增加而后缩小,说明在破损涂层缺陷状态下,试样的腐蚀程度随着浸泡时间先减小后加剧.分析后认为,模拟溶液向涂层内部的渗透以及涂层缺陷附近的涂层与钢基体间的缝隙腐蚀是导致涂层缺陷下X70管线钢腐蚀的主要原因.     

不同钢材在储罐沉积水中的电化学腐蚀行为

目前,鲜有多种钢材在储罐沉积水中腐蚀机制的研究报道。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线测试技术研究碳钢Q235,管线钢X65、X80,不锈钢316L等4种钢材在原油储罐沉积水中的电化学腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射谱(XRD)对钢材腐蚀形貌和腐蚀产物成分进行分析。结果表明:Q235钢、X65钢和X80钢浸泡24 d后表面生成疏松腐蚀产物,316L钢表面没有明显腐蚀现象发生;Q235(3.462μA/cm~2)、X65钢(4.122μA/cm~2)和X80钢(5.848μA/cm~2)在原油沉积水中极化曲线自腐蚀电流密度远大于316L(0.118μA/cm~2),316L钢极化曲线有明显的钝化区;随着浸泡时间延长,Q235钢、X65钢、X80钢的EIS谱阻抗模值缓慢增加,随后阻抗模值降低,而316L钢的阻抗模值没有明显变化。     

Cl~-对天然气管道内涂层破损处局部腐蚀的影响

为了进一步了解天然气管道内涂层破损处在含Cl~-电解质溶液中的破损机理,以X80管线钢为基材,利用EIS(电化学阻抗谱法)和SKP(扫描开尔文探针测试法)等电化学检测技术,通过获取内涂层破损处的腐蚀电化学参数的特性,研究了Cl~-浓度对特定缺陷尺寸内涂层破损处局部腐蚀的影响,并探讨其腐蚀机理。EIS谱结果表明,不同Cl~-浓度下的腐蚀过程经历了大致相同的规律,即随着浸泡时间延长腐蚀电阻出现先减小后增大的趋势;SKP测试表明,破损处周边的涂层/金属界面存在较大的电位差,在界面最易发生腐蚀,并随着浸泡时间延长,推动着腐蚀向涂层内部渗透,进而引发涂层不断剥离。     

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。     

28CrMo钢表面磁控溅射TiN涂层的组织结构及耐腐蚀性能

为了提高28CrMo钢表面的致密性和耐腐蚀性能,采用磁控溅射技术在28CrMo钢表面制备TiN涂层,通过光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试等手段分析了TiN涂层的显微结构及其在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:采用磁控溅射技术在28CrMo钢表面制备了厚约0.5μm的TiN涂层,涂层与基体结合良好,没有出现明显的裂纹,涂层表面N的原子分数明显高于Ti;电化学Nyquist谱得到高频区的容抗弧可能是由电荷转移电阻引起和膜层引起,中频区的容抗弧由基体金属溶解时的传质弛豫引起,低频区的感抗弧由基体表面吸附物的弛豫过程引起;3.5%NaCl溶液中腐蚀96 h后TiN涂层表面有蚀坑,吸附有白色疏松的腐蚀产物,并出现大小不一的腐蚀坑;TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能,对改进高铬钢表面特性具有重要的作用。     

结合EIS和WBE技术研究环氧涂层劣化

为研究环氧涂层在浸泡条件下的失效机理,结合丝束电极(WBE)和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了环氧涂层浸泡在天然海水中的劣化过程, 同时分析了与涂层局部缺陷区相对应的电流密度分布和阻抗谱特征的差异．结果表明:丝束电极表面电流密度分布与EIS响应特征能够良好对应,两者结合使用可以实现对表面任意局部阳极和阴极区腐蚀过程的研究;涂层丝束电极的总阻抗响应主要与涂层局部缺陷最为严重处的电极过程特征相对应,而不能反映出其他区域的涂层劣化和涂层下基体的电化学过程信息;涂层下丝束电极出现了极性转换现象,但发生转换的原因各不相同．     

纳米有机涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱研究

纳米有机涂层防腐蚀性能良好,但目前有关其对金属防护的具体过程的研究却不多。将涂装纳米有机涂层的16MnR钢试样浸泡在3.5%的NaCl溶液中,采用电化学阻抗谱法(EIS)研究纳米有机涂层在试验周期360d不同测试时间的作用效果,分析各时段纳米有机涂层在NaCl溶液中对金属的防腐蚀情况。结果表明,纳米有机涂层体系对金属基体具有很好的保护性,其对金属的保护过程可以分为4个阶段:腐蚀介质渗入有机涂层阶段,腐蚀介质渗透到富锌涂层阶段,腐蚀产物形成阻挡层阶段,腐蚀产物填补孔隙阶段。     

静电喷涂聚酰亚胺涂层的防腐蚀性能

聚酰亚胺(PI)在防腐蚀方面前景良好,但目前国内报道不多。采用静电喷涂的方法在N80钢表面制备了一种聚酰亚胺防腐蚀涂层。通过盐雾试验、浸泡试验评价了涂层在不同腐蚀环境中的耐蚀性能;通过硬度测试和抗冲击试验评价了涂层的力学性能;采用红外光谱、电化学方法交流阻抗、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法研究了涂层的失效过程。结果表明:涂层耐盐雾性能良好,3 080 h盐雾试验后仅表面发生微观物理破坏,在人工划痕处产生少量腐蚀产物;涂层在3.5%NaCl溶液和25%HCl溶液中耐蚀性能优异,电化学性能不随时间发生显著变化,但在涂层表面产生少量微观缺陷;涂层力学性能良好,但提高腐蚀介质温度会使得力学性能下降。     

具有剥离涂层缺陷低碳钢的阴极极化特性

为探索具有剥离涂层缺陷低碳钢的腐蚀规律与机理,将环氧煤沥青作为涂层材料,对Q235钢人为模拟制作了面积比例为4.91%的大块剥离涂层缺陷,并采用交流阻抗技术研究了剥离涂层缺陷对Q235钢于3.5%NaCl水溶液中的腐蚀特性和阴极保护效果的影响.结果表明,在较短的浸泡时间和阴极极化电位下,涂层缺陷下方金属基体的腐蚀程度低于在自然腐蚀电位下的腐蚀程度,但在较长的浸泡时间里,阴极极化状态与自然腐蚀状态下金属基体具有相似的腐蚀程度及腐蚀特性,这说明在电解质溶液大量浸入涂层后将严重降低阴极保护的作用,涂层下金属与电解质溶液间的缝隙腐蚀是导致阴极保护效果降低的主要原因.     

X100钢表面Ni-WS2镀层在油田采出水中的耐蚀性能研究

为了提高X100管线钢在油田采出水中的耐蚀性,在X100钢表面上采用电镀技术制备了Ni-WS2镀层,考察了其在60℃、流速0.6 m/s的腐蚀液中浸泡24.0 h后的电化学性能;使用扫描电子显微镜(SEM)观察镀层腐蚀前后的微观组织结构及厚度,通过X射线衍射仪(XRD)分析镀层腐蚀前后的相组成;采用动电位极化曲线(PDP)和电化学阻抗谱(EIS)测试对镀层的耐腐蚀性能进行评价.结果 表明:Ni-WS2镀层的腐蚀产物由Fe3C和FeOOH组成,相较于X100钢基体具有更正的腐蚀电位、较高的阻抗值,且腐蚀电流密度较低,腐蚀形貌显示镀层腐蚀程度较轻且仍致密均匀.由此可见,在X100管线钢表面电镀Ni-WS2镀层可以大幅提高X100管线钢的耐腐蚀性.     

扫描电化学显微镜原位观察碳钢涂层缺陷处的交流腐蚀行为

将原位微区电化学与传统宏观电化学技术相结合,应用电化学扫描显微镜(SECM)技术和电化学阻抗谱技术并结合微观形貌分析,研究了碳钢涂层缺陷处在不同交流电流强度下的腐蚀行为。结果表明：SECM拓扑形貌直观反映了碳钢涂层缺陷处局部腐蚀过程中电化学活性点的变化。交流电流使涂层缺陷处腐蚀活性点的数量明显增多,且使表面腐蚀产物积累对腐蚀产生的抑制作用明显减弱;浸泡初期涂层缺陷处的腐蚀为电子转移控制过程,浸泡10 h后转为扩散控制过程;随着交流电流强度的增大和浸泡时间的延长涂层的剥离程度提高,点蚀坑的深度和宽度随之增大。     

低磁不锈钢表面处理工艺及防护涂层体系设计研究

研究了不同表面处理工艺对低磁不锈钢基材自身耐蚀性能及涂层附着性能的影响,通过电化学阻抗及耐阴极剥离性测试确定了适用于低磁不锈钢表面的防护涂层体系。研究结果表明,以棕刚玉为喷砂磨料对基材进行喷砂处理,不仅可以提高基材表面粗糙度,满足涂层高附着需求,同时可降低基材表面残留粒料对基材引起的电化学腐蚀。以环氧锌黄为底层的防护涂层体系,可在不锈钢表面形成一层致密氧化膜,极大限度的阻止膜下扩蚀,使涂层的耐腐蚀性数倍增加。     

热镀锌钢板表面硅烷预处理对粉末涂层附着力及耐蚀性的影响

为了取代对环境有污染的磷化和铬酸盐钝化工艺,用硅烷对热镀锌钢板预处理后,再涂敷环氧树脂粉末层(Zn/Si/Ep).通过划格法研究了涂层与基体的结合力,以盐雾腐蚀试验、极化曲线、交流阻抗技术研究了涂层的耐腐蚀性能.结果表明:Zn/Si/Ep具有良好的附着力,且高于磷化环氧树脂粉末层(Zn/P/Ep),耐盐雾腐蚀达到500...     

Synergetic effects of photo-oxidation and biodegradation on failure behavior of polyester coating in tropical rain forest atmosphere

This work aimed to study the comprehensive effects of photo-oxidation and biodegradation on different failure stages of polyester coatings,which were exposed to the tropical rainforest atmosphere.The surface morphology,aging products,local aging characteristics and electrochemical behavior of the coatings were characterized with scanning electron microscope(SEM),fourier transform infrared spectroscopy(FTIR),electrochemical impedance spectroscopy(EIS)and high-resolution dispersive Raman microscope.The results showed that the surface of coatings became rougher and fungal hyphae distributed more densely on surface with the increasing of exposure time.From the aspect of polymer structure,the ultraviolet radiation destroyed the main chain of polyester through the photo-oxidation process,resulting in the breakage of aliphatic ester bonds and the formation of esters.Further,the metabolites of fungi can promote the hydrolysis of oligomers produced by the photo-oxidation.In a short,the photo-oxidation could facilitate the biodegradation of the coating.With the synergistic effect of UV photo-oxidation and fungal biodegradation,a rapid diffusion tunnel between the coating surface and the metal substrate was established at the pore defects of the coating,which finally accelerated the corrosion failure process of the coating.The main corrosion products includeα-Fe₂O₃,ZnO and Zn₅(OH)₆(CO₃)₂.     

聚苯胺的制备及其在压载舱涂料中的防腐性能

为满足《船舶专用海水压载舱和散货船双弦侧处所保护涂层性能标准》对压载舱涂层的防腐性能要求,开发新型聚苯胺(PANI)涂层.通过化学氧化法制备聚苯胺,并采用扫描电镜和透射电镜对其进行了形貌观察.将质量分数为5%和10%的聚苯胺添加到呋喃氧茚树脂中制备船舶压载舱防腐涂料,涂覆于Q235碳钢表面.通过附着力测试、极化曲线测试、电化学阻抗谱等表征手段,评价其力学及防腐性能,并初步探讨其防腐机理.结果表明:制备的聚苯胺有纳米纤维网状结构,有利于增加树脂的交联程度,可起到屏蔽作用;添加聚苯胺后,SEM中基体与涂层之间的界面不明显,且涂层缺陷及孔隙变少;5%PANI和10%PANI涂层的附着力分别达12.3和11.8 MPa,涂层的附着力显著提高,符合PSPC的要求;聚苯胺涂层的自腐蚀电流密度下降,自腐蚀电位正移,阻抗弧半径变大,防腐性能有了较大的提高;质量分数5%的聚苯胺涂层试样较10%试样的力学及防腐性能均有所提高,能为Q235碳钢提供更好的保护.