管道3PE防腐蚀涂层剥离的原因分析

发布时间：2024-05-13 21:29

　　为明确西南管道3PE防腐蚀涂层(有孔和无孔)剥离的原因,通过现场调研初步明确了涂层剥离的主要原因,并通过电化学测试分析了破损涂层下涂层/金属界面上电解质的扩散过程,通过差示扫描量热法分析了剥离涂层和未剥离涂层的玻璃化转变温度。结果表明:当涂层发生破损时,电解质在涂层/金属界面上的扩散是引起涂层剥离的主要原因,其扩散过程分为腐蚀缝隙形成过程、氧浓差腐蚀过程和析氢腐蚀过程三个阶段;当涂层完好却发生大面积剥离时,这主要是由于环氧底层的玻璃化转变温度太低导致其与基体结合力不够引起的。

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【部分图文】：

图1阴极保护下涂层剥离过程中EIS测试的试验装置

电化学阻抗谱（EIS）测试在PARSTAT2273电化学工作站上进行，并采用三电极体系：辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极（SCE），工作电极为涂层存在破损点的X60钢，如图1所示[6]。工作电极加工过程：选取现场带有3PE防腐蚀涂层管段，切割成150mm×150mm×壁厚....

图2现场3PE防腐蚀涂层剥离照片

从表1中数据可以看出，3PE防腐蚀涂层剥离点处管道的阴保电位为-1.36～-0.97V，基本满足阴极保护电位范围（-1.20～-0.85V）的要求[8]；但是无论是在平原还是山地，涂层均存在破损点，如图2所示，地下水的侵蚀、扩散是造成涂层剥离的原因之一；在第二个测试点处，防腐蚀....

图3不同测试时间时在阴极保护下（-1.0V）涂层存在破损点的X60钢在3.5%NaCl溶液中的Nyquist图

第三阶段（168h），当试验进行到168h时，阻抗谱表现出明显的韦伯扩散过程（n≈0.5），并且双电层电容明显增大：在过保护条件下，根据IR降理论[15-16]，金属/涂层体系可能发生析氢反应，在金属表面形成氢吸附层，见式（4），表现为电荷转移电阻Rct减小，而双电层电容Cdl增....

表2图3中电化学阻抗谱的拟合结果

图3不同测试时间时在阴极保护下（-1.0V）涂层存在破损点的X60钢在3.5%NaCl溶液中的Nyquist图因此，在阴极保护条件下，界面上的电化学反应（氧的去极化和金属失去电子）为“不理想”的韦伯扩散，使涂层逐渐发生剥离形成腐蚀缝隙；当腐蚀缝隙形成后，整个体系以缝内为阴极、缝....

本文编号：3972743