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阴极保护对破损有机涂层防护作用的研究

作　者: 李玉楠
导　师: 王佳
学　校: 中国海洋大学
专　业: 应用化学
关键词: 有机涂层阴极保护破损阴极剥离碱性
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

有机涂层防护经济、方便,是金属构件防腐蚀增加服役寿命最为有效的方法之一。在实际情况中,涂层防护作为单一的防护手段是不够的,而是与阴极保护联合使用,当涂层存在缺陷时会对阴极保护的效果产生一定的影响。阴极保护时产生的阴极极化也会对涂层稳定性有一定的影响,不同的保护电位会对涂层寿命有不同的影响。对于完好涂层,目前最常使用的电位规范是-850mv (vs. Cu/CuSO4)。但是对于破损涂层,-850mv (vs. Cu/CuSO4)的电位规范却不一定适用。选择最佳保护电位范围是保证阴极保护效果的一项重要内容。本文的主要研究工作包括：(1)应用电化学阻抗谱技术,并且结合自腐蚀电位和金属表面腐蚀形貌等参数研究了-850mv (vs. SCE)、-950mv (vs. SCE)、-1030mv (vs. SCE)以及-1200mv (vs. SCE)阴极保护电位下破损面积比1%的涂层试样的阴极保护效果。研究发现,对于涂层表面存在小面积破损的情况下,涂层防护与阴极保护协同作用的电位范围应该在-1030mv(vs. SCE)至-950mv(vs. SCE)之间。即-1100mv (vs.Cu/CuSO4)至-1020mv (vs. Cu/CuSO4)。即完好涂层的-850mv (vs. Cu/CuSO4)保护准则对破损涂层是不适用的。对于破损涂层,由于涂层缺陷的静电屏蔽作用和较高的涂层IR电压降,如果继续按照完好涂层的-850mv (vs. Cu/CuSO4)准则实施,将无法实现对金属的保护。为了阴极保护能够发挥正常的作用,应该将保护电位负移,使实际保护电位达到所要求的阴极保护电位。(2)应用电化学阻抗谱技术,研究了-1030mv (vs. SCE)保护电位下,破损面积比分别为4%、7%对阴极保护效果的影响。研究发现,随着破损面积比的增大,涂层/金属界面剥离率也随之增大。尽管随着破损面积比的变大涂层缺陷的静电屏蔽作用和较高的涂层IR电压降作用减弱,使涂层下金属获得更好的保护效果,但是破损面积变大会导致更为严重的涂层剥离,涂层反而更快失去保护作用。(3)研究了破损面积比4%的涂层试样在不同pH值碱性条件下的劣化行为。研究发现,与自然浸泡以及阴极极化条件下破损涂层的劣化不同的是,碱性条件下破损涂层试样裸露金属会在发生钝化生成一层钝化膜,钝化膜的稳定程度跟pH有关,pH越高,钝化效果越好,钝化膜越稳定。当钝化膜溶解后,腐蚀反应同时在破损处与电极表面的其他位置发生。主要原因是阴极极化条件下产生的OH-与涂层反应,破坏了涂层与金属之间的结合。

阴极保护对破损有机涂层防护作用的研究

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