土壤模拟液中三种涂层的腐蚀电化学行为研究

发布时间：2017-08-30 18:36

  本文关键词：土壤模拟液中三种涂层的腐蚀电化学行为研究

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【摘要】：无溶剂环氧煤焦沥青涂层具有较强的附着力、较高的强度、耐水热、耐腐蚀性等特点,被广泛应用于水下和地下管道及金属构筑物的防腐。由于对无溶剂环氧煤沥青涂层的保护作用缺乏系统研究,导致工程设计和管道寿命评估不够精准,也使涂层的推广应用受到限制。因此,研究涂层的耐蚀性能和使用寿命尤为重要。本文通过对无溶剂环氧煤焦沥青涂层(通用型,以下简称YS涂层)、无溶剂环氧煤焦沥青(冬用型,以下简称MD涂层)和无溶剂环氧石油沥青涂层(以下简称SYLQ涂层)在滨海氯盐土、盐碱土、中性草甸土和酸性红壤土四种土壤模拟液中耐蚀性能进行研究。结果表明,涂覆200μm YS涂层、MD涂层、SYLQ涂层的Q235碳钢在滨海氯盐土、盐碱土、中性草甸土和酸性红壤土模拟液中浸泡240d的平均开路电位为-0.40V、-0.38V和-0.38V,正于-0.65V的Q235钢开路电位；开路电位随着涂层厚度的增厚而正移,说明涂层厚度的增加提高了侵蚀性溶液的屏蔽阻挡能力。三种涂层在土壤模拟液中浸泡240d内,交流阻抗谱图显示单容抗弧特征,阻抗值大于8×108Ω·cm2,表明涂层形成了高电阻、低电容的有效屏蔽层,涂层符合浸泡初期的规律,涂层结构比较致密、侵蚀性介质没有渗透到涂层／金属基体界面处,对Q235碳钢基体起到有效地防护作用。在土壤模拟液中浸泡达240d时,YS涂层、MD涂层、SYLQ涂层三种涂层的特征频率尚未超过20Hz,发现提高了涂层的抗渗透能力,说明此时涂层的缺陷面积较小,抗介质渗透能力较好。涂层厚度越厚,涂层特征频率值越小。三种涂层在土壤模拟液中浸泡240d后涂层截面和涂层剥离后金属表面的观察结果,断面涂层的颜色变浅、但截面涂层与碳钢基体附着牢固,没有观察到碳钢基体腐蚀的迹象。剥离涂层后金属表面的X-射线衍射分析表明,基底金属表面主要由单质Fe和C相所组成,并没有观察到Fe3O4、Fe2O3、FeSO4、FeSO3、FeCl2等腐蚀产物相。利用GM(1,1)建立了涂层腐蚀寿命的预测公式利用该公式可得到厚度为200μm的YS涂层在滨海氯盐土和酸性红壤土模拟液中的涂层预测寿命时间t=781d和418d,涂层从浸泡初期进入中期阶段。
【关键词】：无溶剂环氧煤焦沥青涂层 土壤模拟液 电化学行为 电化学阻抗谱
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 引言11-12
• 第一章 文献综述12-25
• 1.1 无溶剂环氧煤焦沥青涂层12-14
• 1.1.1 环氧涂料12-13
• 1.1.2 环氧煤焦沥青涂层13
• 1.1.3 无溶剂环氧煤焦沥青涂层13-14
• 1.2. 涂层下金属的腐蚀及涂层的防护机制14-17
• 1.2.1 涂层下金属的腐蚀14-16
• 1.2.2 有机涂层的防护机制16-17
• 1.3 环氧煤焦沥青涂层耐蚀性能的研究17-18
• 1.4 涂层金属腐蚀的研究方法18-24
• 1.4.1 涂层的电化学测试方法18-21
• 1.4.2 其他测试方法21-22
• 1.4.3 介质在涂层中的扩散22-23
• 1.4.4 基于灰色系统理论预测涂层寿命23-24
• 1.5. 本论文的研究目的及内容24-25
• 第二章 实验方法25-29
• 2.1 实验材料25
• 2.2 实验仪器25-26
• 2.3 试样制备26-27
• 2.4 实验介质27
• 2.5 电化学测试方法27-28
• 2.5.1 开路电位测试27
• 2.5.2 交流阻抗测试27-28
• 2.6 物理表征28-29
• 2.6.1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)28
• 2.6.2 场发射扫描电子显微镜(SEM)28
• 2.6.3 X-射线衍射分析(XRD)28-29
• 第三章 在滨海氯盐土土壤模拟液中三种有机涂层的电化学行为29-55
• 3.1 三种有机涂层的红外光谱分析结果29-31
• 3.2 三种涂层在滨海氯盐土模拟液中的电化学行为31-46
• 3.2.1 开路电位31-33
• 3.2.2 交流阻抗测试结果33-46
• 3.3 涂层断面腐蚀形貌46-49
• 3.4 涂层/金属界面腐蚀产物分析49-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第四章 盐碱土、中性草甸土、酸性红壤土模拟液中三种有机涂层的电化学行为55-87
• 4.1 涂层在三种模拟土壤溶液中的红外光谱分析结果55-58
• 4.2 涂层在盐碱土、中性草甸土、酸性红壤土壤模拟液中的电化学行为58-74
• 4.2.1 开路电位58-61
• 4.2.2 交流阻抗测试技术61-74
• 4.3 三种涂层断面腐蚀形貌74-77
• 4.4 涂层/金属界面腐蚀产物分析77-85
• 4.5 本章小结85-87
• 第五章 基于灰色理论预测涂层寿命87-96
• 5.1 涂层剩余寿命预测基本思路87
• 5.2 利用灰色理论建立数学模型87-90
• 5.2.1 GM(1,1)灰色数学模型的建立88-89
• 5.2.2 GM(1,1)模型的精度检验89-90
• 5.3 利用灰色理论进行YS涂层寿命预测90-96
• 5.3.1 滨海氯盐土模拟液环境中YS涂层的寿命预测90-93
• 5.3.2 酸性红壤土模拟液环境中YS涂层的寿命预测93-96
• 第六章 结论96-97
• 参考文献97-102
• 攻读学位期间公开发表论文102-103
• 致谢103-104
• 作者简介104

【参考文献】

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1 章妮;孙志华;张琦;蔡建平;;局部阻抗测试技术在评定有机涂层环境失效中的应用[J];装备环境工程;2007年01期

2 谢德明,童少平,胡吉明,郑奕,王建明,张鉴清;多道富锌基涂层在NaCl溶液中的电化学行为研究[J];金属学报;2004年07期

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本文编号：760944