為明確西南管道3PE防腐蝕涂層(有孔和無(wú)孔)剝離的原因,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研初步明確了涂層剝離的主要原因,并通過(guò)電化學(xué)測(cè)試分析了破損涂層下涂層/金屬界面上電解質(zhì)的擴(kuò)散過(guò)程,通過(guò)差示掃描量熱法分析了剝離涂層和未剝離涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。結(jié)果表明:當(dāng)涂層發(fā)生破損時(shí),電解質(zhì)在涂層/金屬界面上的擴(kuò)散是引起涂層剝離的主要原因,其擴(kuò)散過(guò)程分為腐蝕縫隙形成過(guò)程、氧濃差腐蝕過(guò)程和析氫腐蝕過(guò)程三個(gè)階段;當(dāng)涂層完好卻發(fā)生大面積剝離時(shí),這主要是由于環(huán)氧底層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度太低導(dǎo)致其與基體結(jié)合力不夠引起的。

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圖1陰極保護(hù)下涂層剝離過(guò)程中EIS測(cè)試的試驗(yàn)裝置

電化學(xué)阻抗譜（EIS）測(cè)試在PARSTAT2273電化學(xué)工作站上進(jìn)行，并采用三電極體系：輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極（SCE），工作電極為涂層存在破損點(diǎn)的X60鋼，如圖1所示[6]。工作電極加工過(guò)程：選取現(xiàn)場(chǎng)帶有3PE防腐蝕涂層管段，切割成150mm×150mm×壁厚....

圖2現(xiàn)場(chǎng)3PE防腐蝕涂層剝離照片

從表1中數(shù)據(jù)可以看出，3PE防腐蝕涂層剝離點(diǎn)處管道的陰保電位為-1.36～-0.97V，基本滿足陰極保護(hù)電位范圍（-1.20～-0.85V）的要求[8]；但是無(wú)論是在平原還是山地，涂層均存在破損點(diǎn)，如圖2所示，地下水的侵蝕、擴(kuò)散是造成涂層剝離的原因之一；在第二個(gè)測(cè)試點(diǎn)處，防腐蝕....

圖3不同測(cè)試時(shí)間時(shí)在陰極保護(hù)下（-1.0V）涂層存在破損點(diǎn)的X60鋼在3.5%NaCl溶液中的Nyquist圖

第三階段（168h），當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到168h時(shí)，阻抗譜表現(xiàn)出明顯的韋伯?dāng)U散過(guò)程（n≈0.5），并且雙電層電容明顯增大：在過(guò)保護(hù)條件下，根據(jù)IR降理論[15-16]，金屬/涂層體系可能發(fā)生析氫反應(yīng)，在金屬表面形成氫吸附層，見(jiàn)式（4），表現(xiàn)為電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct減小，而雙電層電容Cdl增....

表2圖3中電化學(xué)阻抗譜的擬合結(jié)果

圖3不同測(cè)試時(shí)間時(shí)在陰極保護(hù)下（-1.0V）涂層存在破損點(diǎn)的X60鋼在3.5%NaCl溶液中的Nyquist圖因此，在陰極保護(hù)條件下，界面上的電化學(xué)反應(yīng)（氧的去極化和金屬失去電子）為“不理想”的韋伯?dāng)U散，使涂層逐漸發(fā)生剝離形成腐蝕縫隙；當(dāng)腐蝕縫隙形成后，整個(gè)體系以縫內(nèi)為陰極、縫....

本文編號(hào)：3972743