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熱噴涂鋅-鋁合金涂層對鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)性能研究

文檔作者：蕭以德1 付志勇2 蕭彧星3 周學(xué)杰1 伍建華1 張三平1 文檔來源： ????????????????????????????????????????????????????????????????		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月30日
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上一篇：溶膠-凝膠涂層在鎂合金腐蝕防護(hù)應(yīng)用中的…

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?? 概況
材料的腐蝕破壞不僅給各國國民經(jīng)濟(jì)帶來巨
??大損失 也給人類有限的資源造成極大的消耗與浪
????????費(fèi) 與此同時 還嚴(yán)重污染環(huán)境1 ??在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
??????和設(shè)備加工制造中 出于安全 可靠 節(jié)材和節(jié)能方
????面考慮 我國已提出全壽命成本分析概念 并對一
些重要基礎(chǔ)設(shè)施提出了設(shè)計(jì)壽命10 0 -120 年的長
????壽命設(shè)計(jì)要求 因此 對于鋼結(jié)構(gòu)的長壽命免維護(hù)
??防護(hù)技術(shù)也越來越重視
????????曾在世界45 個地區(qū)的不同大氣環(huán)境類
??型開展了鋼與金屬鋅板的大氣曝曬腐蝕試驗(yàn) 獲得
????了兩種材料的大氣腐蝕速率數(shù)據(jù)1 ????數(shù)據(jù)顯示 在美
????國和加拿大城市 鄉(xiāng)村大氣環(huán)境下 碳鋼的腐蝕速
??????度平均為鋅腐蝕速度 16 倍 而在美國 加拿大 英
??國的工業(yè)大氣環(huán)境下 碳鋼的腐蝕速度平均為鋅的
??????????20 倍 在海洋大氣環(huán)境下 則為 4 倍 由此可見
??????????金屬鋅 鋁在大多數(shù)自然環(huán)境 大氣 水 土壤 下具
??有較高的化學(xué)穩(wěn)定性 并且還可為鋼鐵提供優(yōu)良的
????電化學(xué)保護(hù)性 采用鋅 鋁制得的涂層作為鋼基構(gòu)
件制品的防護(hù)涂層被普遍認(rèn)為是一種價廉而有效
????的方法 因而被廣泛應(yīng)用于各行業(yè) 在美國作為涂
(鍍) 層使用的鋅的用量占其每年總消耗量的40 %
以上??2-3 ??????自上世紀(jì) 30 年代以來 采用熱噴涂技術(shù)所獲
??????????得的噴 噴 涂層便成功地用于橋梁大型鋼結(jié)
????構(gòu)的高效 長壽命防護(hù) 其保護(hù)壽命可高達(dá)數(shù)十年
????而毋須進(jìn)行維修4 ????隨著材料科學(xué)發(fā)展 近 30 年國
????????外又開展了 - 合金涂層技術(shù)的研究 ??5 ,6 ????????????-
??合金涂層在自然環(huán)境中的耐蝕性既接近鋁涂層 而
??電化學(xué)性能又與鋅相同 因此其對鋼的保護(hù)效果比
????????????單純的鋅 鋁涂層更佳 國內(nèi)熱噴涂 - 合金涂
??層的相關(guān)研究還不是很多 但近幾年卻已漸漸受到
??????重視 并逐漸在橋梁 水利等工程建設(shè)中獲得應(yīng)用
??取得較好的效果 本文采用在我國典型大氣環(huán)境下
的戶外暴露腐蝕試驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)室條件下的中性鹽
霧加速腐蝕試驗(yàn)和電化學(xué)方法等手段研究討論了
??熱 噴 涂 鋅 鋁 合 金 涂 層 對 鋼 結(jié) 構(gòu) 防 護(hù) 性 能 研 究
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????S??????????????????-15 A
蕭以德1 付志勇2 蕭彧星3 周學(xué)杰1 伍建華1 張三平1
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????X??- 1;F - 2;X - 3; X - 1; S - 1
????????????????????????????????????????????????????????????????????1????.??武??漢??材????料??保護(hù)研究所 W R I M P ;W 430030
????????????????????????????????????????2. 尼??????歐??聯(lián)????寧波??磁性材料有限公司 N N C .,L ;N
??????????????????????????????????????????????????????????3.武漢海軍工程大學(xué) N U E ;W 430033
摘要?? 在鋁含量對鋅-鋁合金涂層耐蝕性能影響研究基礎(chǔ)上??通過我國典型自然大氣和海水??淡水環(huán)境下的曝露
????????腐蝕試驗(yàn)??獲得熱噴涂 -15 合金涂層在不同大氣環(huán)境下 1??2??4 年大氣腐蝕數(shù)據(jù)??并與同時進(jìn)行試驗(yàn)的傳統(tǒng)熱
????????噴涂 ?? 涂層進(jìn)行了對比?? 在實(shí)驗(yàn)室條件下采用中性鹽霧加速試驗(yàn)方法和電化學(xué)方法??比較了三種涂層的耐蝕
????????性及其??對??鋼基????構(gòu)件的電化學(xué)保護(hù)性能??研究發(fā)現(xiàn)??與熱噴涂 ?? 涂層相比?? -15 合金涂層對鋼基金屬既具有
????????熱噴涂 涂層優(yōu)??良??電化??學(xué)??保護(hù)特點(diǎn)??又具有熱噴涂 涂層的高耐蝕特點(diǎn)?? 目前熱噴涂 -15 合金涂層已開始
在國家水利??橋梁等重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中獲得應(yīng)用??
關(guān)鍵詞??熱噴涂金屬涂層防護(hù)性能
??????????????中??圖分??類號?? 512.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼?? 文章編號??1003- 5(2010??0 -004 -0
試驗(yàn)與研究
??4
編號1 2 3 4 5 6 7
??????A % ( ) 0 5.4 9 .2 16.5 20 . 9 25.2 10 0
????????熱噴涂 - A 合金涂層耐蝕性能和電化學(xué)性能 并
??????????與傳統(tǒng)的熱噴涂 A 涂層進(jìn)行了比較
?? 試驗(yàn)
2.1試樣
??(1) 試樣基材及尺寸
采用20 # ??????????碳鋼作為試樣基材 10 0 50 3
??(特殊要求除外)
(2) 熱噴涂涂層材料
??????????按 B 9 79 3 選擇鋅 鋁及 - 15A 絲作熱噴
??涂材料
(3)熱噴涂涂層的涂覆
??噴涂金屬前 按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對基體表面進(jìn)行
????????嚴(yán)格除油 清洗 噴砂等表面處理 使表面清潔度
??粗糙度達(dá)到規(guī)定要求 然后采用電弧噴涂工藝進(jìn)行
??金屬噴涂
2.2 試驗(yàn)
??????????采用以下試驗(yàn)方法 研究了熱噴涂 A 及
????????- A 合金涂層耐腐蝕及電化學(xué)保護(hù)性能
(1)我國典型大氣環(huán)境下的戶外大氣曝露腐蝕
試驗(yàn)
??本文選擇了在我國青島 海南的萬寧和武漢三
個典型大氣環(huán)境下開展了熱噴涂金屬涂層的戶外
????大氣曝露腐蝕試驗(yàn) 進(jìn)行其腐蝕行為的研究 試驗(yàn)
????按照參照 B /6464- 86"金屬和其它非有機(jī)覆蓋
??層戶外靜置曝露腐蝕試驗(yàn)一般規(guī)則"的規(guī)定執(zhí)行
??????(2)中性鹽霧加速腐蝕試驗(yàn) 按 B / 10 125-
19 9 7要求進(jìn)行試驗(yàn)
??????????(3) 水溶液浸漬 干燥周期循環(huán)試驗(yàn)
??????????試驗(yàn)溶液 3.5% 水溶液
????試驗(yàn)時間(周期) 168
??試驗(yàn)方法 在周期浸漬- 干燥試驗(yàn)箱的條件下
????????????按下述程序?qū)⒃嚰刃性?水溶液中浸漬 1
??然后將試件置于試驗(yàn)箱液面上 用紅外燈照射烘干
??????????????1 以此作為一個試驗(yàn)周期 接著再浸入 水
??????溶液 如此反復(fù)操作 以模擬服役大氣環(huán)境條件
????????(4) 水溶液下的全浸試驗(yàn)
??????????試驗(yàn)溶液 3.5% 水溶液
??浸漬溫度 室溫
????試驗(yàn)時間( ) 336
(5)金屬噴涂層的電化學(xué)性能實(shí)驗(yàn)
在海水和淡水介質(zhì)中采用動電位掃描研究了
它們的極化曲線和由此獲得的腐蝕電流及腐蝕電
??位
????試樣工作面積 2.0 2 ????用環(huán)氧樹脂封樣
??????試驗(yàn)參數(shù) 介質(zhì)為海水和自來水 室溫
????????????掃描速度 60 /
??測量儀器為 168電化學(xué)測量系統(tǒng) 輔助電極
????為不銹鋼電極 參比電極為飽和甘汞電極
(6)金屬噴涂層孔隙率及滲水性實(shí)驗(yàn)
??????參照 B / 750 9 - 9 4 熱噴涂孔隙率試驗(yàn) 鐵試
????????表 1 - 合金材料試件成分
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 -
圖 1 3.5 % ????????水溶液中全浸條件下腐蝕率與
??
??含量之
??關(guān)系??336 ,室溫??
試驗(yàn)與研究
????
試驗(yàn)環(huán)境
??青島 暖溫亞濕
??潤海洋大氣
??萬寧 北熱帶濕
??潤海洋大氣
??武漢 亞濕熱城
??市大氣
????????噴 涂層 0.72 2.60 增重 0.47
????????????????????噴 -15 增重 2.00 增重 3.06 增重 4.05
????噴 2.59 6.25 3.86
??????????????????????劑法 之要求 進(jìn)行了熱噴涂 及 -15 金
??????屬涂層的孔隙率 嚴(yán)格講應(yīng)視為通孔率 實(shí)驗(yàn)
????????????參照 1653??79 的相關(guān)規(guī)定要求 針對所研
??究的三種金屬涂層開展了金屬噴涂層滲水性實(shí)驗(yàn)
?? 試驗(yàn)結(jié)果及討論
3.1 鋁含量對熱噴涂
??
????-A 合金涂層耐蝕性
能的影響
????????為了研究鋁含量對 - 合金涂層耐蝕性影
????響 在武漢科技大學(xué)張恒教授協(xié)作指導(dǎo)下 用工業(yè)
??????????純鋅 鋁金屬冶煉了不同鋁含量的 - 合金材料
??????從金相組織分析它實(shí)際上是一種假合金 加工成
??????????????100??50??3 規(guī)格的試樣 并采用 水溶液
????介質(zhì) 通過全浸曝露 浸漬/干燥循環(huán)曝露以及中性
??????????鹽霧條件下曝露等方式 對鋁含量不同的 - 合
??????金材料 表1 分別進(jìn)行了加速腐蝕等試驗(yàn) 用試驗(yàn)
??????????前后試件質(zhì)量損失來評價 - 合金的腐蝕性能
??????????研究了鋁含量對 - 合金材料耐蝕性能的影響
??????圖1 2 3給出了這一研究結(jié)果
????研究表明 隨著鋁含量的增加 在三種實(shí)驗(yàn)條
????件下 試件質(zhì)量損失量都顯示了降低傾向 在鋁含
??量低于 10% 范圍內(nèi)這種降低的傾向更大 并且所
????有含鋁材料的腐蝕量都比純鋅明顯低 然而 結(jié)果
??????????????也顯示 鋁含量在 20 25% 范圍 - 材料的腐
??蝕量出現(xiàn)略顯增加 這一點(diǎn)可能是試驗(yàn)中的誤差所
??????致 鋁含量超過該范圍后 耐蝕性可望進(jìn)一步提高
??????但是在研究中也發(fā)現(xiàn) 隨著鋁含量進(jìn)一步增加 -
????偽合金材料的硬性和脆性都不利于絲材加工和
????????熱噴涂操作 為此在本文以下研究中 熱噴涂 -
????????????合金涂層均采用了含鋁量為 15% 的 85 15
??合金涂層
????????3.2 熱噴涂 -15 A 合金涂層耐大氣 海水環(huán)
????????境腐蝕性能及其與噴 A 涂層比較
??????????????1 在我國典型大氣環(huán)境下熱噴涂 -15
??????????涂層的耐蝕性比較
??為了獲得熱噴涂層耐大氣環(huán)境腐蝕性 本文在
????????????????????我國主要典型環(huán)境下 采用上述 及 - 合
金標(biāo)準(zhǔn)熱噴涂絲材分別制得的三種金屬涂層開展
??????了戶外大氣曝露腐蝕試驗(yàn) 試驗(yàn)時間為 2年 表2
表2 熱噴涂金屬涂層在我國典型海洋和城市大氣環(huán)境下腐
????????蝕速率 ?? /
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2. C -
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????( ?? / )
試驗(yàn)與研究
????
表3 青島海水曝露腐蝕試驗(yàn)二年后噴金屬涂層腐蝕速率
?????????? /
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 -
????????????????????????????????????????????????????????????????????????(?? / )
????????????????熱噴涂 層 熱噴涂 -15 層 熱噴涂 層
飛濺區(qū)17.82 1 .35 增重
潮差區(qū)26 .20 0 .60 0.31
全浸區(qū)28.20 1 .4 0 0.6 8
表4 三種金屬噴涂層經(jīng)中性鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)后的腐蝕失
重結(jié)果比較
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 ( /10 2) 3
????????????????
??????試驗(yàn) 10 試驗(yàn) 20 試驗(yàn) 30
失重
??????
腐蝕率
?????????? /
失重
??????
腐蝕率
?????????? /
失重
??????
腐蝕率
?????????? /
????噴 1.95 55 917.19 2.8535 669.055 3.7105 580.02
????????噴 - 增重 增重 增重
????噴 0.05 15 64 .00 0.14 5 5 90.285 ?? ??
??為三種涂層的戶外大氣曝露腐蝕試驗(yàn)結(jié)果
由于戶外大氣曝露腐蝕一般要求長時間的試
????驗(yàn)才能真實(shí)反映材料腐蝕行為 本文受時間限制
????僅僅獲得 2 年結(jié)果 但盡管如此 試驗(yàn)結(jié)果也初步
????????反映噴 涂層在大氣中的穩(wěn)定性遜于噴 和
??????????????????-15 合金涂層 試驗(yàn)后 -15 涂層的試樣
??????結(jié)果都顯示質(zhì)量增加結(jié)果 可能是合金中富 相
??受大氣腐蝕后 其腐蝕產(chǎn)物難以溶解而夾嵌于多孔
????的涂層中 平時在試樣處理中 鋁及其合金涂層也
??經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕后質(zhì)量反而增加現(xiàn)象 特別在經(jīng)短期
??????????試驗(yàn)后更多 但盡管如此 試驗(yàn)結(jié)果也表明 -
??????????????15 涂層耐蝕性明顯優(yōu)于噴 涂層 而接近噴
??涂層
??2 ??在青島海水環(huán)境下熱噴涂????????????????????-15
涂層的耐蝕性比較
??????????針對熱噴涂 -15 等三種金屬涂層 在青
????島海域的海水全浸 潮差 飛濺三種暴露條件下進(jìn)
??行了海水暴露腐蝕試驗(yàn) 比較了它們的耐海水腐蝕
??性能 表 3為試驗(yàn) 2 年后三種噴金屬涂層在不同試
??驗(yàn)條件下的腐蝕速度及其比較結(jié)果 這些結(jié)果所顯
示出的三種涂層的耐海水腐蝕性能順序與上述大
氣環(huán)境下極為一致 ??即熱噴涂
??
??涂層在海水環(huán)境
??????????????下消耗較快 而 -15 涂層穩(wěn)定性與噴 涂層
????????十分接近 它們的耐腐蝕性能明顯優(yōu)于熱噴涂
????????????????????????3 熱噴涂 -15 涂層在實(shí)驗(yàn)室條
件下的耐中性鹽霧性能
????為模擬 加速大氣環(huán)境下的行為 在實(shí)驗(yàn)室條
??????????????????件下進(jìn)行了噴 噴 及噴 - 合金三種金屬
??噴涂層的中性鹽霧加速腐蝕試驗(yàn) 表 4 給出了不同
??試驗(yàn)周期內(nèi)三種涂層的腐蝕失重結(jié)果比較 它們經(jīng)
加速腐蝕試驗(yàn)后失重大小順序與上述大氣曝露腐
??蝕試驗(yàn)二年結(jié)果吻合 另外試驗(yàn)中試件外觀變化也
??????反映了它們之間的耐蝕性差異 噴 試樣放入鹽
????霧箱數(shù)小時內(nèi)表面即出現(xiàn)白銹 30 后布滿厚厚的
????????????????白銹 并且銹層疏松多孔 而噴 和噴 - 合金
????試樣 30 后表面只出現(xiàn)少量較致密的白銹
??????在中性鹽霧試驗(yàn)中 噴 涂層腐蝕率隨時間
????的延長而降低 腐蝕失重與時間成線性關(guān)系 其回
??歸方程為
??????=99.52+8.05 2=0.9998
這說明噴??????涂層開始腐蝕很快 隨著腐蝕產(chǎn)
????????????物的形成 逐漸減緩了 的腐蝕 由于 的產(chǎn)物
????是一層白色疏松的銹層 雖有一定的保護(hù)作用 但
??????????????不能阻止 - 2 2 等腐蝕介質(zhì)通過孔隙到達(dá)
????????表面 從而使其保護(hù)作用不完全 會繼續(xù)造成
????????的腐蝕 其腐蝕失重與時間成線性關(guān)系
試驗(yàn)與研究
????
????噴 涂層
??????噴 -15A
合金涂層
??噴A 涂層
??????腐蝕電位 , C -1.079 - 1.06 9 -0.785
腐蝕電流
??
????A / 2 5 0.42 5 .79 2. 6 8
??????????噴 A 和噴 -A 合金涂層腐蝕速率較小 短
??期內(nèi)無法獲得其動力學(xué)發(fā)展模型
??????????????????4?? 熱噴涂 - 1 5 ?? ?? 涂層的電化學(xué)性
能研究
??針對三種金屬涂層 在海水和淡水介質(zhì)中分別
進(jìn)行了腐蝕電位和它們對鋼的電化學(xué)保護(hù)性能研
??究 隨后還采用動電位掃描研究了它們的極化曲線
??和由此獲得的腐蝕電流及腐蝕電位
????????腐蝕電位測量
通過對三種金屬噴涂層在海水中的電化學(xué)測
??量 獲得它們的腐蝕電位隨時間而變化及其穩(wěn)定腐
??蝕電位值 三種金屬噴涂層的在海水中的腐蝕電位
????(相對于飽和甘汞電極 為
噴 ????涂層 ????
??????????=-1.010??-1.050
噴 A ??涂層 ????
??????????=-0.96 1??-1.000
????????????????????噴 -A 合金涂層 =-0.990??-1.019
????????????而鋼鐵在海水中的腐蝕電位為 =-0.78
??????( C ) 因此該三種金屬涂層在海水介質(zhì)中都能較
好地對鋼鐵起到陰極保護(hù)作用 ??特別指出的是 ????
??
??????????????和 -A 涂層腐蝕位極其接近 表明 -15A 合
??????金涂層具有和 涂層同樣的電化學(xué)特性
三種金屬涂層在自來水中相對于飽和甘汞電
??????極的腐蝕電位
??通過試驗(yàn) 獲得了三種熱噴涂層在自來水中的
??腐蝕電位 三種金屬噴涂層的在自來水中的腐蝕電
??位為
??????????????????噴 涂層 =-0.911??-0.937
噴 A ??涂層 ??????????????=-0.782??-0.791
噴 ????-A ??合金涂層 ??????????????=-0.917??-0.943
????自來水中測得的鋼鐵的腐蝕電位為 ??0.701
??????( C ) 三種金屬噴涂層在自來水中的腐蝕電位在??
????????0.78 ??0.94 之間 從理論上說 三種金屬噴涂層
????對鋼鐵均能起到陰極保護(hù)作用 但是由于噴 A 涂
層在自來水中的腐蝕電位與鋼鐵的最小保護(hù)電位
????????非常接近 且 A 表面生成鈍化膜 使其腐蝕緩慢
????陽極電流很小 因此陰極保護(hù)作用相對要弱得多
????????????而 和 -15A 涂層在淡水中的腐蝕電位相同
??它們對鋼鐵仍然具有好的陰極保護(hù)作用
????????????????????熱噴涂 -15A A 涂層對碳鋼 低合
金鋼的電化學(xué)保護(hù)性研究
????研究參考了美國軍用規(guī)范 D D- -246 48的
??相關(guān)規(guī)定進(jìn)行 即在噴涂層試樣上預(yù)留一定面積的
????基體裸露金屬 經(jīng)腐蝕介質(zhì)浸泡后 觀察裸露基體
??金屬的腐蝕情況 以基體出現(xiàn)第一個棕紅色銹蝕點(diǎn)
時所經(jīng)歷試驗(yàn)的時間作為評定陽極性保護(hù)涂層的
??陰極保護(hù)效果好壞的判據(jù) 未出現(xiàn)棕紅色銹蝕點(diǎn)的
圖4 三種金屬噴涂層在海水中的極化曲線
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4
??????????????????????????????????
表5 三種金屬噴涂層在海水中的極化腐蝕電位和腐蝕電流
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5
????????????????????????????????????????????????????????????3
試驗(yàn)與研究
????
????時間越長 說明其陰極保護(hù)效果及保護(hù)壽命越好
犧牲陽極型涂層的電化學(xué)保護(hù)性能既受涂層本身
??在環(huán)境介質(zhì)中的腐蝕電位控制 又受環(huán)境介質(zhì)的導(dǎo)
????電性影響 當(dāng)然 陰極保護(hù)壽命還取決于保護(hù)涂層
??厚度
??通過試驗(yàn)獲得如下結(jié)果
????????????????噴 -A 合金涂層和噴 涂層試樣無
????論是經(jīng)海水還是自來水浸泡 120 后 試樣中間裸
??露的鋼鐵基體表面都未發(fā)生任何腐蝕 只是涂層表
??面布滿白色腐蝕產(chǎn)物 說明這兩種種金屬涂層對鋼
??鐵都能起到很好的陰極保護(hù)作用
????????????在海水浸泡 120 后 噴 A 涂層試樣表面
??中間所裸露的鋼鐵基體表面也未發(fā)生任何腐蝕 涂
????層表面也布滿腐蝕產(chǎn)物 說明噴 A 涂層在海水腐
??蝕介質(zhì)中對鋼鐵起到了較好的陰極保護(hù)作用 但是
????????在自來水中 對于中間裸露直徑分別為 10
??????????????20 40 的三種噴 A 涂層陰極保護(hù)試樣
????在僅僅浸泡 12 后 中間裸露的鋼鐵基體即出現(xiàn)
??????棕色腐蝕銹點(diǎn) 說明在自來水腐蝕介質(zhì)中 噴 A 涂
??層對鋼鐵僅起到非常有限的保護(hù) 究其原因可能是
????純鋁很活潑 一旦曝露空氣中立即與
2 反應(yīng)生成
??A 2 ??3 ??????膜 該膜連續(xù) 致密 在大氣(尤其是潔凈大
????氣) 淡水中十分穩(wěn)定 對其下的鋁具有很好的保護(hù)
????作用 由于 A 2 ??3 ??膜導(dǎo)電性差 所以其腐蝕電位正
????????移(??0.78 ????0.79 ) 用它作陰極保護(hù)涂層時 與
????鋼鐵腐蝕電位(??0.71 )相差很小 加上淡水電阻
??率也較高 所以在淡水中鋁涂層的陰極保護(hù)作用比
????較小 其電化學(xué)保護(hù)性能低 這一點(diǎn)與在海水中的
??????????情況是有所不同的 因?yàn)楹Ｋ泻?C 等鹽類 其
????中氯離子因其半徑小 較易穿透膜 從而可破壞
??????A 2 3 膜而直接裸露出純鋁 至使涂層腐蝕電位負(fù)
????移 其海水中陰極保護(hù)作用得以提高
上述電化學(xué)保護(hù)性能研究表明 ????????-15 A 合金
??????涂層無論是大氣 淡水還是海水下都與噴 涂層
??????????一樣 具有滿意的陰極保護(hù)效果 而由于 -15 A
????????合金涂層的耐蝕性比 涂層更優(yōu)秀 因此 其對鋼
??????結(jié)構(gòu)的保護(hù)效果比噴 涂層更加可靠 防護(hù)壽命
??????????更長 而噴 A 涂層雖然在大氣 海水以及江 河 湖
??等淡水環(huán)境下具有很好的穩(wěn)定性 但由於其在鄕村
??清潔的大氣以及導(dǎo)電性較低的淡水等環(huán)境介質(zhì)中
????對碳鋼 低合金鋼的電化學(xué)保護(hù)性不是十分理想
??因此在這些環(huán)境下要慎用
?? 熱噴涂 ????-15 A ??????
??????A 涂層的電化學(xué)極化
曲線測定
研究中測定了熱噴涂 ????-15 A ????????????A 涂層的
??電化學(xué)極化曲線 圖 4 為測得的三種金屬噴涂涂層
??電化學(xué)極化曲線圖 由極化曲線分別獲得了它們的
??????腐蝕電流 和腐蝕電位 E 數(shù)據(jù)(表5 )..
??由圖 4和表 5 可以看出 三種金屬噴涂層腐蝕
????????????速率由大到小的順序依次為 噴 ??噴 -A 合
????????????金??噴 A 其中噴 -15 A 合金涂層與 A 涂層的
??????腐蝕電流雖然也有差別 但和噴 層相比較卻小
????????????得多 而 -15 A 合金涂層的腐蝕電位卻與噴
??層幾乎一樣 電化學(xué)研究結(jié)果再一次證明了熱噴涂
????????-A 涂層既具有很好的耐腐蝕性能 又對鋼鐵構(gòu)
??件具有極為優(yōu)秀的電化學(xué)保護(hù)性能 這與上述的所
??有試驗(yàn)結(jié)果是一致的 而根據(jù)極化曲線圖(圖 4)可
????以發(fā)現(xiàn) 噴 A 涂層的陽極極化曲線存在明顯的緩
????????????蝕區(qū)間 緩蝕區(qū)間始于-1000 到-600 停
????止 在此范圍內(nèi) 極化電位上升而極化電流卻增加
????緩慢 這說明在這一腐蝕電位范圍內(nèi) 即使發(fā)生了
??腐蝕反應(yīng) 但腐蝕過程中仍然可在電極表面產(chǎn)生致
????密的鈍化膜 阻礙腐蝕反應(yīng)的進(jìn)一步加速 此鈍化
??????膜是由于 A 在腐蝕過程中產(chǎn)生的 而且不溶于水
??隨著極化電位的進(jìn)一步增高 鈍化膜將逐步受到破
??????壞 腐蝕得以加速 極化電流也有所增高 但增加卻
試驗(yàn)與研究
????
??????比較緩慢 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于噴 涂層的極化電流 ??由極化
曲線圖可合理解釋上面關(guān)于三種涂層耐蝕性和電
化學(xué)陰極保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果??即它們在大氣??淡水環(huán)境
下耐蝕性差異及對鋼鐵的陰極保護(hù)能力的不同的
原因??
?? 本文小結(jié)
????在大多自然環(huán)境下??金屬鋅的腐蝕速度僅為
碳鋼的十幾分之一到幾百分之一??在所有鋼結(jié)構(gòu)防
護(hù)涂層中??????唯有熱噴涂 ????
??及它們合金的金屬涂
層可為在大氣??海水??淡水等環(huán)境下使用的鋼結(jié)構(gòu)
????提供 年以上的防腐壽命 ??
????在三種熱噴涂金屬涂層中??????熱噴涂 和
????????????- 合金涂層在大氣及淡水 ??海水環(huán)境中具有
同樣的腐蝕電位??它們能為鋼鐵提供有效陰極保
護(hù)??但相比起來??????熱噴涂 涂層在自然環(huán)境中的穩(wěn)
????????????定性明顯低于 - 涂層 ????尤其是海水環(huán)境下
消耗較快??因此要求足夠厚度的涂層??才能提供長
壽命防護(hù)??
??相比起來??????熱噴涂 涂層具有很高的穩(wěn)定
性??這是由于金屬鋁很快受空氣中氧作用??表面很
????快生成致密的 ????
??連續(xù)薄膜緣故??然而由于
????
????
??膜的導(dǎo)電性差??致使鋁在自然環(huán)境特別是潔
凈大氣和淡水中腐蝕電位變正??因而其電化學(xué)保護(hù)
????????????????性能遜于噴 和噴 - 合金涂層 ??有鑒于
此??在潔凈大氣環(huán)境和江??河??湖泊淡水環(huán)境下??宜
????慎重用噴 涂層 ??
??????????????熱噴涂 - 合金涂層的耐腐蝕性接近
????噴 涂層 ??????而明顯優(yōu)于熱噴涂 ??陰極保護(hù)作用
????????與噴 層相同而優(yōu)于熱噴 涂層 ??綜合比較??熱
????????????噴涂 - 涂層即具有高的耐蝕性 ??又具有高
的陰極保護(hù)性??????加上其硬度也因加入 而明顯高
????于噴 涂層 ??鑒此??對基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施??裝備中的大
????????????型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可考慮采用熱噴涂 - 涂層和
封孔及有機(jī)涂層的復(fù)合防護(hù)體系??以獲得高效??長
壽命的防護(hù)效果??
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試驗(yàn)與研究
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