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技術文章  
防腐環氧粉末塗料的保護作用
發布時間:2014-09-18
陰極保護和防腐層的聯合應用,可使地下或水下金屬結構獲得最經濟和有效保護。通常在使用前塗覆防護塗層,以便將金屬與電介質環境電絕緣隔離,良好的防腐層可以保護構築物99%以上的外表麵不受腐蝕。管道的防腐層在生產、運輸與施工中,無法絕對保證不受到任何損壞(補口處塗層、塗層致密度、塗層針孔等),因此不可能將管道與腐蝕環境完全隔離。而且用於防腐絕緣層的各種材料,都不同程度上具有吸水和透氣性,因此埋地後會逐步吸水。要維持有效的防腐,就必需同時采取陰極保護即聯合保護。管道聯合保護時對厚塗層(厚度>1mm),應選取保護電位-1.10~-1.15V(CSE),對薄塗層(厚度≤1mm)取保護電位-1.05~-1.10V(CSE)。同時考慮土壤成分、濕度、溫度、塗層種類、塗敷質量以及微生物等,適當調整保護電位,既保護了管道又不破壞防腐塗層。采用極化電流評價不同環境的腐蝕更為有效。“保護”在這裏是一個重要概念,哪麽防腐環氧粉末塗料有何“保護”?這位專家作了詳細解答。

    塗層陰極剝離對塗層有破壞性作用,實際埋地鋼質管道運行中最佳保護電位如何選定,陰極保護防腐層(3PE防腐層,底層是熔結環氧粉末)脫落原因值得探討。關於最佳保護電位。國外學者研究腐蝕和陰極保護情形下的電流一電位曲線,發現劇烈放氫反應電位為-1.15V。據查馬來西亞、勞埃德船級社、殼牌公司都規定最大保護電位-1.1V極限值取-1.15V;德國標準DIN30676-19853.1節規定:在薄塗層(厚度<1mm)被用於腐蝕防護的情況下,由於極化會產生相反影響例如水泡的形成,為了使影響減至最小,應把保護電位範圍限定為塗層的函數,如使用最大保護電位-1.00~-1.20V(相對CSE)。國外專著提到造成塗層破壞的電位受許多因素的影響,包括土壤成分、濕度、溫度、塗層種類、塗敷質量以及微生物等,工業上普遍認為應避免斷電電位負於-1.05~-1.10V(CSE)(注:美國普遍使用熔結環氧粉末塗層)。還介紹了陰極過保護導致防腐層(3PE防腐層,底層是熔結環氧粉末)脫落的機理。

    塗層種類、濕度、溫度等決定著塗層吸水率,在同等條件下塗層厚度與塗層的抗滲透能力成函數關係。有研究表明交聯的環氧樹脂會形成一定量的孔道,這些孔道為水分子進入環氧樹脂提供了渠道。溶液從孔道進入到達塗層/金屬界麵,在界麵處與金屬反應生成腐蝕產物膜,這層腐蝕產物膜阻止了金屬與溶液的反應,所以塗層電阻逐漸減小。隨著越來越多的腐蝕性離子到達界麵,這層腐蝕產物膜逐漸被破壞、腐蝕加劇,最終導致環氧塗層剝離起鼓。熔結環氧粉末塗料固化物仍含有豐富的醚基和羥基,這些活性官能團與管道麵層由化學鍵牢固地粘結在一起形成防腐塗層。由於塗層補口、致密性或針孔等原因,塗層都不同程度的具有吸水和透氣性,如果陰極保護過度,產生陰極析氫,隨著活潑氫原子的累積,到一定程度,氫會與醚基和羥基反應,從而破壞了塗層與鋼管的粘結力,導致粘結力消失。結果是塗層從鋼管脫落。

     
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