某耐候钢桥锈层稳定化处理技术的探索
发布时间：2022-01-02 10:18
采用锈层稳定化水处理的方法,对某耐候钢桥进行为期6周的锈层稳定化处理试验,从而确定耐候钢锈层稳定化所需周期,以为工程应用提供依据。结果表明:随着锈层稳定化处理周期的增加,试样表面锈层颜色从橙黄色转变为深褐色,锈层厚度逐渐增厚;通过电化学分析发现,自腐蚀电流密度呈现减小的趋势,自腐蚀电位逐渐正移,EIS谱线上容抗弧半径呈现增大趋势;通过XRD结果分析,得出非稳定相（γ-FeOOH）逐渐向稳定相（α-FeOOH）转化,稳定相（α-FeOOH）所占比例逐渐增大。根据以上结果,当锈层稳定化处理达到5周后,试样表面锈层逐渐趋于稳定。
【文章来源】：材料保护. 2020,53(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
锈层稳定化后试样表面形貌
观察图2锈层稳定化处理后试样XRD谱可以得出，不同处理周期试样样品的锈层均主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成。对比物相PDF卡片可知，α-FeOOH 3强峰为21.2°、33.2°和36.6°，而γ-FeOOH的3强峰为14.1°、27.1°和36.3°，Fe3O4峰为65.8°和53.4°。由图2可以看出，非稳定相的峰在处理初期较强，说明在稳定化处理前期会产生大量的非稳定物质。随着处理周期的增加，非稳定相的峰逐渐减弱而稳定相的峰逐渐增强，说明随着处理周期的增加，非稳定相逐渐向稳定相转化，稳定相逐渐增多。而稳定相的增多使得试样表面锈层逐渐趋于稳定，耐蚀性逐渐提高。而当锈层稳定化处理达到5周后，稳定相的峰增强趋势减缓，说明锈层稳定化处理5周后，试样表面锈层逐渐趋于稳定，这与前面试验结果相符。表2为不同周期锈层稳定化处理后试样表面锈层中的稳定相与非稳定相的比例，从中可以看出随着锈层稳定化处理周期的增加，稳定相所占比例逐渐增大，即耐候钢表面锈层在锈层稳定化处理过程中逐渐趋于稳定。2.4 动电位极化和电化学阻抗谱曲线测试
图3为锈层稳定化处理后试样动电位极化曲线。通常情况下，在极化曲线中，自腐蚀电流密度越小，自腐蚀电位越大，试样会具有较好的耐蚀性[14]。将图3的试样极化曲线进行拟合，其数据如表3所示。由表3可以看出，随着处理周期的增加，自腐蚀电流密度呈现减小的趋势，从最初的1 002.0μA/cm2减小511.7μA/cm2；自腐蚀电位明显正移，由-0.681 V变为-0.557 V。图4锈层稳定化处理后试样电化学阻抗谱。从图4可以看出，不同周期锈层稳定化处理的试样阻抗谱都具有相似的曲线，即都包含1个容抗弧和1个接近45°的扩散弧，而无论是容抗弧还是扩散弧，弧半径越大，其耐蚀性越好。随着处理周期的增加，试样阻抗谱中容抗弧的半径呈现增大的趋势，说明随着处理周期的增加，试样表面锈层耐蚀性越来越好，试样表面锈层逐渐趋于稳定，这与极化曲线结果相符。对阻抗谱进行了模拟电路拟合，其模拟电路元件拟合图如图5所示，拟合电路元件图的建立参考吴俊升[15]的研究，当腐蚀产物覆盖钢表面时，电极反应属于混合控制，即由活化和扩散共同控制，所以模拟电路拟合图如图5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟工业环境下耐候钢水性锈层稳定剂耐蚀性的研究[J]. 于东云,高立军,杨建炜,郝玉林,许静,生海. 电镀与涂饰. 2016(18)
[2]Q345D低合金钢在海洋潮差区的腐蚀规律及电化学行为研究[J]. 吴俊升,林超,彭冬冬,李晓刚. 机械工程学报. 2016(20)
[3]耐候钢表面预处理对其腐蚀行为的影响[J]. 刘弘,杨善武,张旭,尚成嘉,贺信莱. 材料热处理学报. 2015(05)
[4]低合金耐候钢在周期性交替条件下的腐蚀行为[J]. 张旭,杨善武,张文华,郭晖,贺信莱. 材料研究学报. 2013(01)
[5]耐候钢表面稳定化处理技术[J]. 刘建容,黄先球,张万灵,郎丰军,马颖,石争鸣. 武钢技术. 2012(03)
[6]耐候钢表面锈层稳定化处理用新型涂层研究[J]. 刘丽宏,李明,李晓刚,卢燕平,齐慧滨. 金属学报. 2004(11)
[7]耐候钢的腐蚀及表面稳定化处理技术[J]. 刘丽宏,齐慧滨,卢燕平,李晓刚. 腐蚀与防护. 2002(12)
[8]耐候钢表面稳定锈层形成机理的研究[J]. 张全成,吴建生,郑文龙,王建军,陈家光,杨晓芳,李爱柏. 腐蚀科学与防护技术. 2001(03)
[9]合金元素对碳钢和低合金钢在大气中耐腐蚀性的影响[J]. 梁彩凤,侯文泰. 中国腐蚀与防护学报. 1997(02)
[10]碳钢及低合金钢的大气腐蚀[J]. 侯文泰,于敬敦,梁彩凤. 中国腐蚀与防护学报. 1993(04)
本文编号：3563999
【文章来源】：材料保护. 2020,53(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
锈层稳定化后试样表面形貌
观察图2锈层稳定化处理后试样XRD谱可以得出，不同处理周期试样样品的锈层均主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成。对比物相PDF卡片可知，α-FeOOH 3强峰为21.2°、33.2°和36.6°，而γ-FeOOH的3强峰为14.1°、27.1°和36.3°，Fe3O4峰为65.8°和53.4°。由图2可以看出，非稳定相的峰在处理初期较强，说明在稳定化处理前期会产生大量的非稳定物质。随着处理周期的增加，非稳定相的峰逐渐减弱而稳定相的峰逐渐增强，说明随着处理周期的增加，非稳定相逐渐向稳定相转化，稳定相逐渐增多。而稳定相的增多使得试样表面锈层逐渐趋于稳定，耐蚀性逐渐提高。而当锈层稳定化处理达到5周后，稳定相的峰增强趋势减缓，说明锈层稳定化处理5周后，试样表面锈层逐渐趋于稳定，这与前面试验结果相符。表2为不同周期锈层稳定化处理后试样表面锈层中的稳定相与非稳定相的比例，从中可以看出随着锈层稳定化处理周期的增加，稳定相所占比例逐渐增大，即耐候钢表面锈层在锈层稳定化处理过程中逐渐趋于稳定。2.4 动电位极化和电化学阻抗谱曲线测试
图3为锈层稳定化处理后试样动电位极化曲线。通常情况下，在极化曲线中，自腐蚀电流密度越小，自腐蚀电位越大，试样会具有较好的耐蚀性[14]。将图3的试样极化曲线进行拟合，其数据如表3所示。由表3可以看出，随着处理周期的增加，自腐蚀电流密度呈现减小的趋势，从最初的1 002.0μA/cm2减小511.7μA/cm2；自腐蚀电位明显正移，由-0.681 V变为-0.557 V。图4锈层稳定化处理后试样电化学阻抗谱。从图4可以看出，不同周期锈层稳定化处理的试样阻抗谱都具有相似的曲线，即都包含1个容抗弧和1个接近45°的扩散弧，而无论是容抗弧还是扩散弧，弧半径越大，其耐蚀性越好。随着处理周期的增加，试样阻抗谱中容抗弧的半径呈现增大的趋势，说明随着处理周期的增加，试样表面锈层耐蚀性越来越好，试样表面锈层逐渐趋于稳定，这与极化曲线结果相符。对阻抗谱进行了模拟电路拟合，其模拟电路元件拟合图如图5所示，拟合电路元件图的建立参考吴俊升[15]的研究，当腐蚀产物覆盖钢表面时，电极反应属于混合控制，即由活化和扩散共同控制，所以模拟电路拟合图如图5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟工业环境下耐候钢水性锈层稳定剂耐蚀性的研究[J]. 于东云,高立军,杨建炜,郝玉林,许静,生海. 电镀与涂饰. 2016(18)
[2]Q345D低合金钢在海洋潮差区的腐蚀规律及电化学行为研究[J]. 吴俊升,林超,彭冬冬,李晓刚. 机械工程学报. 2016(20)
[3]耐候钢表面预处理对其腐蚀行为的影响[J]. 刘弘,杨善武,张旭,尚成嘉,贺信莱. 材料热处理学报. 2015(05)
[4]低合金耐候钢在周期性交替条件下的腐蚀行为[J]. 张旭,杨善武,张文华,郭晖,贺信莱. 材料研究学报. 2013(01)
[5]耐候钢表面稳定化处理技术[J]. 刘建容,黄先球,张万灵,郎丰军,马颖,石争鸣. 武钢技术. 2012(03)
[6]耐候钢表面锈层稳定化处理用新型涂层研究[J]. 刘丽宏,李明,李晓刚,卢燕平,齐慧滨. 金属学报. 2004(11)
[7]耐候钢的腐蚀及表面稳定化处理技术[J]. 刘丽宏,齐慧滨,卢燕平,李晓刚. 腐蚀与防护. 2002(12)
[8]耐候钢表面稳定锈层形成机理的研究[J]. 张全成,吴建生,郑文龙,王建军,陈家光,杨晓芳,李爱柏. 腐蚀科学与防护技术. 2001(03)
[9]合金元素对碳钢和低合金钢在大气中耐腐蚀性的影响[J]. 梁彩凤,侯文泰. 中国腐蚀与防护学报. 1997(02)
[10]碳钢及低合金钢的大气腐蚀[J]. 侯文泰,于敬敦,梁彩凤. 中国腐蚀与防护学报. 1993(04)
本文编号：3563999
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