涂层老化数值模拟与数据处理的研究进展

[目的]涂层老化的数值模拟研究取得了丰硕的成果。[方法]综述了研究涂层老化失效机理、寿命预测、在线监测的模拟分析与数据处理方法。[结果]对于涂层老化失效机理,可以就光氧老化、热氧老化、机械应力老化等微观或宏观特征进行模拟。对于涂层寿命预测,可以建立基于老化特征的模型或基于不确定性数学的模型。对于涂层老化的在线监测,电化学监测和老化特征监测是两个主要途径,所得数据可用于腐蚀数据库的建立及基于大数据的模型开发。[结论]引入人工智能是涂层老化数值模拟与数据处理的发展趋势。

Q235钢和热镀锌钢在棕壤土环境中的腐蚀行为研究

为研究接地网设备常用金属材料Q235钢和热镀锌钢在棕壤土环境中的初期土壤腐蚀行为,在湖北襄阳地区选取东津、乔营站内外共4个土壤腐蚀实验点进行实验,采用宏观形貌分析、微观形貌分析、腐蚀产物分析和电化学测试等手段进行试样分析。形貌分析结果表明,襄阳土壤环境中碳钢试样腐蚀1 a后表面为非均匀腐蚀,可见明显的麻坑状腐蚀坑,镀锌钢材料未见明显红锈且表面镀锌层未被破坏。腐蚀产物分析表明,襄阳地区棕壤土为高含水率的碱性土壤,Q235钢土壤埋地试样1 a后表面锈层的主要成分铁氧化物和微量的SiO_(2),镀锌钢表面腐蚀产物主要为锌氧化物和微量SiO_(2)。腐蚀速率与土壤理化性质相关性分析结果表明,在襄阳土壤环境中,2种试样土壤腐蚀速率与土壤理化性质均呈正相关,其中土壤pH值对土壤腐蚀速率影响最为显著。电化学结果表明,镀锌钢表面镀锌层为基材提供良好的保护性,镀锌钢的腐蚀电流密度较Q235钢小1~2个数量级。综上,在襄阳地区棕壤土环境中镀锌钢材料较Q235钢材料表现出更为优异的耐蚀性,值得注意的是,该地区土壤pH值显著影响镀锌钢材料的土壤腐蚀速率。

循环盐雾环境中碳纤维复合材料-6082铝合金螺栓连接结构中铝合金的腐蚀行为

采用循环盐雾加速腐蚀试验,通过腐蚀速率测试、腐蚀形貌观察和电化学方法研究了碳纤维复合材料-6082铝合金螺栓连接结构中6082铝合金的腐蚀行为。结果表明:与碳纤维复合材料连接后,6082铝合金的腐蚀速率是未连接试样的13倍,铝合金与裸露的碳纤维接触处的腐蚀最严重。随着腐蚀时间的延长,铝合金的腐蚀电位逐渐下降,腐蚀电流密度增大,耐蚀性减弱,铝合金表面的腐蚀产物逐渐形成致密和疏松的双层结构。

湖北电网金属材料土壤腐蚀等级分布图绘制

在湖北电网152个变电站土壤自然环境中开展碳钢、镀锌钢和铜的1年期埋藏试验,结合八指标法和运行管理数据,绘制了湖北电网金属材料土壤腐蚀等级分布图,为今后湖北电网接地装置选址、选材、差异化防腐设计和运维提供了关键性基础数据,为湖北电网的安全运行提供技术支持。

长效防腐蚀涂层体系热带海水环境中22年的腐蚀行为

钢结构在海洋环境中腐蚀严重,为了提供好的防护体系,对金属热喷涂涂层(Zn、Al、Al-Me-Re和Zn-Al)经封闭涂装处理的复合防护体系和以无机富锌为底涂层的重防腐蚀体系,在榆林海水环境下进行连续22a的长期曝露试验。结果表明:在全浸、潮差和飞溅区,Zn+聚氨酯有机涂层防腐蚀体系在海洋环境中的防腐蚀寿命小于4a;Al+有机涂层体系、Zn-Al+有机涂层体系和Al-Me-Re+有机涂层体系的防腐蚀寿命大于16a,尤其在榆林全浸区防腐蚀寿命大于22a;无机富锌+8401有机涂层体系,在全浸、潮差和飞溅区防腐蚀寿命可达16a。说明Al+有机涂层、Zn-Al+有机涂层和Al-Me-Re+有机涂层体系在海洋环境中具有优异的防腐蚀性能。

金属喷涂层在海水中的腐蚀研究

对火焰喷涂Zn、Al和Zn -Al涂层 ,在青岛进行海水腐蚀试验的结果表明 ,4年试验后 ,喷Al和喷Zn -Al涂层没有发生明显的腐蚀 ,喷Zn涂层腐蚀严重 ,15 0 μm厚的涂层寿命不足 3年 ;盐雾 -光照复合加速试验 ,结果表明 ,喷Al和喷Zn -Al涂层耐蚀性优良 ,而喷Zn涂层耐蚀性较差 ,同户外暴晒结果一致 .

渗锌和达克罗涂层在我国水环境中耐蚀性能研究

通过实际环境腐蚀试验和电化学测试,研究了粉末渗锌涂层和达克罗涂层在不同水环境中的耐蚀性能。结果表明,在海洋环境中2种涂层腐蚀严重,在淡水和盐湖水环境中,达克罗耐蚀性较好,渗锌涂层腐蚀严重,钝化处理可以提高达克罗涂层的耐蚀性。

聚苯硫醚塑料防蚀覆层材料的开发应用

系统地研究了聚苯硫醚耐蚀涂层的配方、成膜工艺，并与Ｆ４６改性配套，研制了ＰＺ－９５ＰＰＳ涂膜，应用结果表明它能耐高温强酸、强碱腐蚀。

氟碳涂层体系在我国水环境中防腐性能研究

通过现场曝露试验,获得氟碳涂层体系在我国淡水、海水和盐湖水环境中4年腐蚀结果,总结了它们的腐蚀行为。无论是在自然环境下的曝露试验,还是实验室条件下的盐雾试验和紫外光老化试验结果,都表明氟碳涂层具有优异的耐候性和耐水性;水气渗透性试验也表明氟碳涂层具有较低的渗水率;氟碳涂层虽具有低的表面能,但在淡水和海水环境中,其抗水生物附着性能仍不理想。

黑色金属材料在长江淡水中的腐蚀行为

通过现场暴露试验,获得了2种碳钢、3种不锈钢及1种不锈钢与碳钢复合板材料在武汉长江淡水中的4年腐蚀试验结果,总结了它们的腐蚀行为。结果表明,Q235和16Mn碳钢在武汉长江中有较高的腐蚀率和明显的点蚀,稳定腐蚀率为0.055 mm/a;暴露4 a,奥氏体不锈钢304和316L没有明显腐蚀,而马氏体不锈钢430有较明显的点蚀和缝隙腐蚀;马氏体不锈钢0Cr13Ni5Mo与Q345C复合钢板在长江淡水中使用4 a后,0Cr13Ni5Mo发生严重的点蚀,说明马氏体不锈钢在淡水中的应用应慎重。

阳极金属喷涂层在海水中的电化学性能

采用电化学方法,研究了喷涂用锌丝、锌铝合金丝和铝丝及其喷涂层在海水环境中的电化学性能和阴极保护性能;测试了3种喷涂层经实海曝露4年后的极化曲线。结果表明,3种喷涂层材料对碳钢在海水环境中均具有阴极保护效果,但喷锌涂层腐蚀较快,喷铝和喷锌铝合金涂层表面生成氧化膜,腐蚀较小。

纯锌在水环境中腐蚀行为

在淡水和海水环境中对纯锌进行实际曝露试验。结果表明,在淡水环境中,锌腐蚀率较小,腐蚀速率随时间延长而减小,生成的腐蚀产物具有一定的保护性能;在海洋环境,锌腐蚀严重,在全浸区1年试样就已腐蚀穿孔,其腐蚀速率随时间延长而减小,但在飞溅区却相反,腐蚀速率随时间延长而增加。

底涂层在水环境中防腐性能研究

选择了5种常用的防腐底涂层,通过性能测试和在水环境中的耐蚀性,研究了它们的防护性能,结果表明:环氧底涂层和高氯化底涂层有一定的耐水性,醇酸底涂层耐水性较差,富锌涂层具有阴极保护效果,耐水性较好;在盐湖水介质中有机涂层耐蚀性较好。

玻璃鳞片含量对环氧类重防蚀涂层抗蚀性能的影响

通过测试环氧类玻璃鳞片涂层的吸水率和腐蚀电化学参数 ,研究了鳞片含量对环氧类重防蚀涂层抗渗透性能的影响。研究结果表明 :当玻璃鳞片质量分数小于 3 0 % ,涂层的抗渗透性能随鳞片含量的增加而增强 ;当玻璃鳞片质量分数为 3 0 %时 ,涂层的抗渗透性能最强 ;当玻璃鳞片质量分数超过 3 5%时 ,涂层的抗渗透性能随鳞片含量的增加而降低。

白铜B10和B30冲刷腐蚀对比研究

分别在3.5%NaCl水溶液、5%石英砂+自来水以及3.5%NaCl+5%石英砂3种介质中对白铜B10和B30进行冲刷腐蚀试验,用电化学方法和失重法评价了2种材料的冲刷腐蚀性能。结果表明,B30的耐腐蚀和耐冲刷性能均优于B10,冲刷试验中B10和B30在含砂介质中的失重远大于在纯液相中的失重。2者在纯液相中的冲刷性能良好,但对含砂介质的冲刷非常敏感。

石油化工业钢结构的大气腐蚀与防护措施

化工大气环境中含有较多的腐蚀性介质,对钢结构腐蚀严重。为了评价石油化工大气环境的腐蚀性,采用4种标准金属材料进行石油化工大气环境现场暴露试验,对石油化工大气环境腐蚀性进行评级;同时选用8种防腐蚀体系试样进行暴露试验,以评价其防护效果。结果表明:石油化工大气环境中含有较高浓度的二氧化硫、硫化氢等腐蚀介质,腐蚀等级属C4～C5级;保护层体系中,由喷铝或富锌底漆、环氧云铁中间漆、氟碳树脂(或丙烯酸聚氨酯)面漆组成的防护体系的综合耐蚀性和耐候性较好。

降低热喷涂涂层孔隙率的工艺技术

简述解决热喷涂涂层多孔率问题的几种途径 :热喷涂工艺的改进、重熔处理、新热喷涂材料的开发和封孔处理等 ,介绍了这些工艺技术的发展状况和应用上的优缺点 。

混凝土保护涂层抗氯离子渗透性研究

在NaCl溶液中对混凝土保护涂层进行干/湿循环加速腐蚀实验,用电化学循环极化法和高压渗水法对混凝土保护涂层的防护效果进行了研究,并将两种方法研究结果进行对比.结果表明:氯盐环境中,混凝土保护涂层可以有效提高混凝土的抗渗性,降低氯盐对钢筋的腐蚀破坏;循环极化测试法可用于研究钢筋钝化膜的溶解特性和钢筋的锈蚀趋势.

Q235碳钢在石化大气环境中初期腐蚀行为

在武汉石化厂区内对Q235碳钢进行了半年的化工大气环境下的暴晒试验,测量了钢的初期腐蚀速率;利用扫描电镜、XRD观察分析了暴晒后样品的锈层特征;对带锈试样进行了交流阻抗测量。结果显示,Q235碳钢暴晒半年后腐蚀产物主要有Fe2(SO43).nH2O,FeSO4.nH2O,FeOOH,Fe(OH)(SO4)(H2O),腐蚀初期形成的锈层对腐蚀的发展具有一定的阻碍作用。

热镀锌板表面硅烷处理耐蚀性能的研究

将镀锌钢板经表面处理后涂覆硅烷,研究成膜后的耐蚀性能。在3.5%NaCl溶液中的电化学极化曲线测试和交流阻抗表明,涂覆硅烷膜后,硅烷膜的存在能够明显地抑制腐蚀过程中的阴极和阳极反应,使电荷转移阻力大增,显著降低了锌的腐蚀速率,耐蚀效果较好。初步讨论了硅烷膜的成膜及耐蚀机理。