一种防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法技术

本发明专利技术属于防腐涂层失效的模拟方法技术领域，具体涉及一种防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法。该方法包括以下步骤：1)在完整防腐涂层体系试样表面沿对角线划叉，形成防腐涂层缺陷处；2)将NaHSO3、NaCl、NaOH组成的混合盐溶液沉积在步骤1)处理过的试样表面，然后放入紫外老化试验箱内，按照先紫外辐照、再暗箱冷凝的顺序每六小时进行一次模拟沿海工业大气环境干湿交替试验，其中，紫外老化试验箱中的设置条件根据当地的紫外辐照量实测平均值来设置。本发明专利技术可以模拟防腐涂层同时受Cl

【技术实现步骤摘要】
一种防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法


[0001]本专利技术属于防腐涂层失效的模拟方法
，具体涉及一种防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法。

技术介绍

[0002]随着石油天然气使用的日益增加，油气的储藏和运输变得至关重要。油库的建立则是为了方便油气的储运，在众多的运输途径中，海上运输是最为便利、高效和低成本的一种运输方式，因此我国油库大部分临海而建。通常情况下，沿海地区由于处在海洋大气环境中，含有较高浓度的Cl
‑
，同时所属区域为港口码头，附近的工业污染处于工业海洋性大气腐蚀环境中，其大气环境腐蚀因素不但包括了海洋性大气中的高浓度Cl
‑
，而且还包含工业大气的高SO
42
‑
因素。有研究表明：通过实验室加速手段在高湿状态下分别研究了NaCl和SO2对钢的腐蚀影响发现，在腐蚀初期协同作用的效果大于两种腐蚀因素的简单相加。因此，对于在此大气环境中大量使用的金属材料的防腐工作成了重中之重。防腐涂层体系是在金属表面形成一层屏蔽涂层，阻止水和氧与金属表面接触。但有大量研究表明，涂层总有一定的透气性和渗水性，涂料透水和氧的速度往往高于裸露钢铁表面腐蚀消耗水和氧的速度，涂层不可能达到完全屏蔽作用。涂料的防腐蚀作用是因为导电度降低而阻止腐蚀的进行，虽然导电度高的涂料，防腐蚀能力确实不好，但导电度低的涂层，其导电率和防腐蚀性能并没有明确的关系，所以涂料与钢铁表面的湿附着力对防腐蚀起着重要的防腐作用。因此，模拟研究大气环境中Cl
‑
>、SO2和紫外辐照量三种腐蚀因子对防腐涂层体系失效行为的影响有着重要意义。
[0003]目前，防腐涂层体系在海洋工业大气中的腐蚀失效最基本、最直接、最常用方法为户外暴露试验，但该方法由于大气环境具有复杂性和多变性的特点，一般是很多腐蚀因素共同作用的结果，不利于探讨单一因子或几种因子对金属大气腐蚀的影响，并且实验周期长，不利于深入研究。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法。
[0005]本专利技术所提供的技术方案如下：
[0006]一种防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法，包括以下步骤：
[0007]1)在完整防腐涂层体系试样表面沿对角线划叉，形成防腐涂层缺陷处；
[0008]2)将NaHSO3、NaCl、NaOH组成的混合盐溶液沉积在步骤1)处理过的试样表面，然后放入紫外老化试验箱内，按照先紫外辐照、再暗箱冷凝的顺序每六小时进行一次模拟沿海工业大气环境干湿交替试验，其中，紫外老化试验箱中的设置条件根据当地的紫外辐照量实测平均值来设置。
[0009]上述技术方案可以模拟防腐涂层同时受Cl
‑
、SO2和紫外辐照三种腐蚀因子影响失
效的行为。并且较户外曝晒试验时间可以缩短将近80％。
[0010]具体的，步骤2)中，所述紫外辐照量为湛江市实测平均值5W/m2，紫外辐照试验温度为60℃、暗箱冷凝温度30℃，紫外辐照和暗箱冷凝过程分别为4h和2h，试验周期分别为：8天、16天、32天和64天。
[0011]具体的，步骤2)中，按照如下方法确定NaCl、NaHSO3和NaOH的用量：
[0012]a.获取东海区域沿海工业大气环境实测大气污染物Cl
‑
和SO2的浓度年平均值，东海区域：C
Cl
‑
＝114.54g/m3，C
SO2
＝0.0245mg/m3；
[0013]b1.根据公式(Ⅰ)计算出1L混合溶液中NaCl含量为35g；
[0014]C(NaCl)＝ m
Cl
‑
×
M
NaCl
×
k/(V
×
M
Cl
‑
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(Ⅰ)
[0015]其中，V取1L；k为0.2。
[0016]b2.根据公式(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)、(
Ⅴ
)和(
Ⅵ
)计算出1L混合溶液中NaHSO3含量为0.7g；
[0017]SO2+H2O＝H2SO3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(Ⅱ)
[0018]2H2SO3+O2＝2H2SO4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(Ⅲ)
[0019]NaHSO3＝Na
+
+HSO3‑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(Ⅳ)
[0020][0021]C(NaHSO3)＝m
SO2
×
M NaHSO3
×
k/(V
×
M
SO2
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(
Ⅵ
)
[0022]其中，V取1L；k为388.76；
[0023]c.按照计算量加入NaCl和NaHSO3后，最后利用NaOH将混合溶液pH值调整至7.0。
[0024]具体的，步骤1)中，以Q235钢作为基材，防腐涂层体系为：90
‑
110μm的环氧富锌底漆、100
‑
120μm的云铁中间漆和65
‑
75μm的聚氨酯面漆，并在完整防腐涂层体系试样表面沿对角线划叉，形成防腐涂层缺陷处，缺陷处宽为0.4
‑
0.6mm，保持划叉交叉处无涂成破损。
[0025]具体的，步骤2)中，混合盐溶液沉积在试样表面是以液滴形式存在，液滴直径为20～50μm。
[0026]具体的，该模拟试验的效果可等效4
‑
5倍时间的户外曝晒试验。
[0027]具体的，划叉处起泡时间与户外曝晒试验一致，防腐涂层体系对碳钢腐蚀的保护性缺失为划叉处发生起泡行为。
[0028]与现有技术方案相比，本专利技术具有以下优点：
[0029]1)本专利技术在同时模拟沿海工业大气环境中Cl
‑
、SO2和紫外辐照量三种腐蚀因子的情况下，通过划叉处两侧防腐涂层体系开始起泡的时间及起泡扩展方式(如起泡处钢材发生锈蚀)来衡量防腐体系的失效行为，从而快速地准确判断三种腐蚀因子对防腐涂层体系耐蚀性的影响；
[0030]2)本专利技术模拟方法中的腐蚀因子协同作用造成防腐涂层失效周期变化规律与户外暴露试验的变化规律相一致；
[0031]3)本专利技术耗时短，且具有模拟性、加速性和重现性，可用于研究各种防腐涂层体系在类似大气环境下的失效行为，以此来推测户外长期暴露试验结果，从而对各种防腐涂层体系在沿海工业大气环境中的耐蚀性进行快速并且准确分析，为该大气环境中针对钢材选用合适的涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在完整防腐涂层体系试样表面沿对角线划叉，形成防腐涂层缺陷处；2)将NaHSO3、NaCl、NaOH组成的混合盐溶液沉积在步骤1)处理过的试样表面，然后放入紫外老化试验箱内，按照先紫外辐照、再暗箱冷凝的顺序每六小时进行一次模拟沿海工业大气环境干湿交替试验，其中，紫外老化试验箱中的设置条件根据当地的紫外辐照量实测平均值来设置。2.根据权利要求1所述的防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法，其特征在于：步骤2)中，所述紫外辐照量为湛江市实测平均值5W/m2，紫外辐照试验温度为60℃、暗箱冷凝温度30℃，紫外辐照和暗箱冷凝过程分别为4h和2h，试验周期分别为：8天、16天、32天和64天。3.根据权利要求1所述的防腐涂层受多种腐蚀因子影响失效行为的模拟方法，其特征在于：步骤2)中，按照如下方法确定NaCl、NaHSO3和NaOH的用量：a.获取东海区域沿海工业大气环境实测大气污染物Cl
‑
和SO2的浓度年平均值，东海区域：C
Cl
‑
＝114.54g/m3，C
SO2
＝0.0245mg/m3；b1.根据公式(Ⅰ)计算出1L混合溶液中NaCl含量为35g；C(NaCl)＝m
Cl
‑
×
M
NaCl
×
k/(V
×
M
Cl
‑
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(Ⅰ)其中，V取1L；k为0.2。b2.根据公式(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)、(
Ⅴ
)和(
Ⅵ
)计算出1L混合溶液中NaHSO3含量为0.7g；SO2+H2O＝H2SO3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(Ⅱ)2H2SO3+O2＝2H2SO4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ...

【专利技术属性】
技术研发人员：淦邦，曹旦夫，彭云超，毛俊辉，贾文宝，马凯军，齐峰，王萌萌，倪广地，耿云鹏，
申请(专利权)人：国家管网集团东部原油储运有限公司徐州金桥石化管道输送技术有限公司，
类型：发明
国别省市：