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.     

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。     

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。     

深海压力-流速耦合环境对环氧玻璃鳞片涂层失效行为的影响

采用吸水率测试EIS、附着力测试SEM、FT-IR等方法,对比研究常压-静态环境(0.1 MPa-0 m/s)、流体流动环境(0.1 MPa-4 m/s)、高静水压力环境(10 MPa-0 m/s)和压力-流速耦合环境(10 MPa-4 m/s)下环氧玻璃鳞片涂层的失效行为和机制。实验结果表明,耦合环境下,填料与涂层基体间的界面结合被显著削弱,涂层的物理结构发生严重破环,腐蚀介质在涂层中加速扩散,并在涂层缺陷和涂层/金属界面处大量聚集,导致涂层吸水率大幅上升,力学性能显著下降,附着力迅速丧失,发生大面积鼓泡,快速失效。     

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。     

某凝析气井涂层油管腐蚀穿孔原因分析

某凝析气井在生产过程中多次出现产量异常,关井后对井油管内涂层损伤和腐蚀情况进行调查,发现油管公扣端内涂层存在较大面积损伤。通过对油管涂层起泡和起泡处腐蚀金属的一系列理化检验分析,结果表明:井油管的腐蚀穿孔是由于油管内壁涂层酸化或者涂层缺陷,导致涂层起泡破损及脱落而失效,在井下的H_2O、CO_2、Cl~-等介质的共同作用下,油管内壁涂层脱落处发生局部腐蚀甚至穿孔。     

高速电弧喷涂铝涂层在模拟深水下的腐蚀行为

目的探究高速电弧喷涂铝涂层在深水压力环境下的腐蚀行为。方法利用电化学阻抗谱、扫描电镜微观形貌观察、物相衍射和红外光谱等锈层分析手段,分析高速电弧喷涂铝涂层在不同实验条件下的腐蚀行为,并对实验结果进行了对比研究。结果 3 MPa高压浸泡72 h的铝涂层表面腐蚀产物呈现疏松粉状,并出现了腐蚀坑洞,铝涂层快速失效。常压浸泡72 h后的铝涂层表面腐蚀较轻,常压浸泡720 h后的铝涂层表面则已被腐蚀产物完全覆盖。经XRD分析,三种条件下的铝涂层腐蚀产物基本一致。进一步利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析可知,3 MPa高压条件下,压力加速了碱式氯化铝水合物Al9Cl6(OH)21·18H_2O、Al5Cl3(OH)12·4H_2O等腐蚀产物的形成。这些腐蚀产物在高压下不能有效结合,且易于流失,致使涂层耐蚀性能快速下降。结论铝涂层在高压条件下形成的腐蚀产物不能有效覆盖在涂层表面阻止腐蚀介质侵入,导致铝涂层的耐蚀性能下降。     

静水压力下Q235钢环氧涂层在3.5%NaCl溶液中的失效过程

利用电化学阻抗谱（EIS）研究了一种适用于深海环境的重防护环氧涂料在3.5%NaCl溶液中常压以及3.5 MPa下的破坏机制,探讨了静水压力对涂< 层失效过程的影响。结果表明,静水压力加速了电解质溶液在涂层中的渗透,对涂层的失效过程有着明显的影响。与常压下相比,静水压力下涂层电阻更小,涂层的失效过程更快;涂层/金属界面的电荷转移电阻更小,界面处金属腐蚀反应更快,涂层下金属基体更容易发生腐蚀,涂层的防护性能变差。     

防腐蚀涂层失效行为研究进展

论述了导致防腐蚀涂层失效的影响因素和微观机制, 侧重于水体环境下涂层的失效过程.回顾近十年关于涂层起泡、湿附着力和腐蚀性离子在涂 层中的传输行为3方面所取得的进展和尚未解决的问题,提出了解决方法.     

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。     

碳钢/有机涂层在模拟大气环境中的失效研究与寿命预测

针对有机涂层在大气环境中失效过程较长的特点,利用Corrosion Master腐蚀仿真平台对Q235碳钢/有机涂层体系分别在海洋大气、工业大气和海洋工业大气3种腐蚀环境条件下的服役寿命进行预测,并结合腐蚀电化学相关测试与涂层的失效行为研究结果对仿真计算结果进行了分析和验证。结果表明,相同环境条件下仿真模拟计算结果与实验结果具有较好的一致性,仿真技术可以用于金属/有机涂层在大气环境下的失效行为研究,并可实现寿命预测。     

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.     

高静水压力对水在环氧涂层中传输行为的影响

利用传统增重法和电化学阻抗测量技术研究了常压和深海高静水压力条件下水在环氧涂层中的传输行为。计算出了不同环境下水的扩散系数,并分析了静水压力对水在涂层中吸水动力学的影响。结果表明,高静水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S吸收型的非理想Fick扩散行为;扩散动力学参数,包括扩散速度、饱和时间和饱和吸水率均发生了明显变化;与涂层阻滞性能密切相关的涂层电容、涂层电阻和特征频率等参数随浸泡时间的变化在高压下也更为显著,涂层提前发生失效。     

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.     

青岛滨海学院钛合金高温防护涂层研究取得进展

正钛合金因其具有质轻、高强及高温力学性能优异特性,是高推重比先进航空发动机压气机叶片首选材料。然而,钛合金抗高温氧化和热腐蚀性差,高温氧化环境下,必将造成钛合金压气机叶片因严重高温氧化和热腐蚀失效,降低发动机效率,造成严重事故。戴景杰团队在钛合金表面设计了系列高温防护涂层,并对涂层在800 ℃下1 000 h的循环高温氧化行为和800 ℃下300 h的热腐蚀行为进行了研究,构建了涂层在高温氧化和热腐蚀行为下的损伤模型,阐明了涂层在高温-     

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。     

超音速电弧喷涂Al涂层在污水储罐中的腐蚀行为

目的研究Al涂层在污水储罐不同位置的腐蚀行为,为热喷涂Al涂层服役提供理论基础。方法采用超音速电弧喷涂在Q235B钢表面喷涂Al涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)分析Al涂层腐蚀前后的组织形貌,采用能谱仪(EDS)对涂层元素组成进行表征。通过涂层减薄速率、腐蚀形貌特征等,表征涂层在储罐不同位置(水/气界面、水层、水/泥界面和泥层)的腐蚀行为。结果喷涂态Al涂层为典型的层状结构,未发生明显氧化,孔隙率为5.4%,厚度为60μm。涂层浸泡60 d后,水/气界面和水层环境中涂层表面仍保持喷涂态的典型特征,即液滴铺展形成的光滑区域和液滴飞溅形成的粗糙区域。由于初始产物的堵塞隔离作用在涂层表面生成氧化膜,涂层发生的腐蚀形式为均匀腐蚀。水/泥界面和泥层环境中,由于氧浓差腐蚀等因素,使得涂层氧化膜的腐蚀速率大于其钝化速率,涂层腐蚀严重,出现局部腐蚀坑、裂纹和脱落现象,主要发生一层或几层扁平粒子整体剥落造成的局部腐蚀。另外,泥层腐蚀环境中,整个涂层内部的扁平粒子界面已完全腐蚀,涂层为松散状态。结论与海洋中相比,铝涂层在污水储罐中的腐蚀机理有所差别。与普通储罐相比,阳极铝涂层保护储罐的腐蚀形式不同,但是超音速电弧喷涂Al涂层,在此实验环境中保护前后,污水储罐最易失效的位置相同,都为泥层环境。     

可溶盐污染对涂层下A3钢腐蚀和涂层失效的影响

利用挂片实验研究了8种可溶盐对涂层下金属腐蚀和涂层失效的影响规律.对A3钢基体，NH4Cl、NaSO4和Na2SO3的腐蚀促进作用接近，FeSO4的影响略大于前几种可溶盐，而NaCl的影响略小.NaNO3和NH4NO3只对涂层起泡有较大促进作用，对腐蚀的影响较小.NH4Cl对起泡和腐蚀均有较大的促进作用，而ZnCl2则有一定的抑制腐蚀作用.傅利叶变换红外光谱分析表明水分子和涂层分子的羰基C＝O形成氢键.扫描电镜和X-射线能谱分析表明可溶盐阴离子集中存在于表面的深坑中，对腐蚀的阳极反应(金属溶解)起加速作用.     

金属材料在含氯化物水基环境中的耐腐蚀性能

腐蚀,特别是海洋环境中发生的点蚀,导致材料服役寿命锐减并造成巨大的经济损失甚至环境破坏和灾难事故.在过去的十年中,针对材料在含氯化物水基环境的腐蚀行为开展了大量的研究工作.在此,综述从金属整体材料到包括有机涂层、金属及其合金或化合物涂层在内的表面处理的失效机理以及提高材料耐腐蚀性能和耐腐蚀?磨损性能的最新研究进展.其中...     

可溶盐污染对涂层下Zn腐蚀和涂层失效的影响

利用挂片实验研究了6种可溶盐对涂层下Zn腐蚀和涂层失效的影响．发现对Zn基体来说NaCl对腐蚀的促进作用小于Na2SO4，接近于Na2SO3和FeSO4．NaNO3只对涂层起泡有较大促进作用，对腐蚀的影响较小．而ZnCl2无论对腐蚀还是涂层起泡都无不良影响，甚至有一定的抑制腐蚀的作用．聚氨酯涂层的保护作用好于醇酸涂层．傅利叶变换红外光谱(FTIR)分析表明水分子和涂层分子的碳基C-O形成氢键，因此水的渗透扩散比氧快得多．