一種海洋大氣環(huán)境下鍍鋅鋼鍍層的腐蝕模擬方法和耐蝕性評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及錐鋒鋼的大氣腐蝕模擬和評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海洋大氣環(huán)境 下錐鋒鋼錐層的腐蝕模擬方法和耐蝕性評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬材料在使用和服役的過程中，由于其與環(huán)境發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)或物理作用，不 可避免的會(huì)發(fā)生腐蝕，如鋼鐵的生鎊。由于腐蝕的自發(fā)性和普遍性，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損 失。為了提高鋼鐵的耐蝕性和使用壽命，減小由于腐蝕帶來的損失，科研人員研發(fā)了多種提 高鋼鐵耐蝕性的方法。其中錐鋒防護(hù)方法，由于效果顯著、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)， 得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 鋒的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為-0. 736V，比鐵的電勢(shì)負(fù)，可W起到犧牲陽極保護(hù)鋼鐵的作 用。鋒-鐵組合成腐蝕電池時(shí)，鋒發(fā)生陽極溶解，將電子提供給鐵，使鐵避免腐蝕。同時(shí)錐鋒 層對(duì)鋼鐵基體還有隔離保護(hù)作用，隔離大氣中的腐蝕介質(zhì)與鋼鐵基體反應(yīng)。鋒在中性介質(zhì) 中容易純化，具有良好耐蝕性；在堿性介質(zhì)中也會(huì)形成保護(hù)性氧化膜，避免鋒受到腐蝕。在 大多數(shù)自然環(huán)境中，鋒的腐蝕速度只有鋼鐵的十分之一到百分之一。錐鋒鋼的獨(dú)特之處還 在于：當(dāng)錐層受到破壞而鋼鐵受到暴露時(shí)，鋒層與鋼鐵基體之間會(huì)形成電偶作用提供額外 的保護(hù)。根據(jù)錐層成分和生產(chǎn)方法，錐鋒可W分為許多種。根據(jù)生產(chǎn)方法可W分為熱浸、電 錐、機(jī)械壓接、滲鋒和熱噴涂等。其中熱浸和電錐工藝使用最廣。
[0004] 金屬材料在大氣中的腐蝕是一個(gè)復(fù)雜的過程。影響大氣腐蝕的因素很多，總體而 言包括材料自身的因素，如材料的種類、表面狀態(tài)、制備工藝等；還有環(huán)境因素，主要包括溫 度、相對(duì)濕度、表面潤(rùn)濕時(shí)間、污染物等。送些因素的組合影響導(dǎo)致不同地區(qū)材料腐蝕速度 差異很大。根據(jù)地域或者污染物類別的不同，可W把大氣分為鄉(xiāng)村大氣、城市大氣、工業(yè)大 氣、海洋大氣、海洋工業(yè)大氣等?？紤]海洋大氣環(huán)境的典型性和代表性W及腐蝕相對(duì)嚴(yán)重， 特別是當(dāng)沿海地區(qū)存在工業(yè)企業(yè)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域局部大氣中的微量元素發(fā)生變化，大 氣中除含有大量的海鹽粒子，還會(huì)含有一定量的工業(yè)污染物（如S〇2等）。因此，進(jìn)行金屬 材料在海洋大氣環(huán)境下的腐蝕研究，是現(xiàn)實(shí)的需要。
[0005] 大氣環(huán)境暴露試驗(yàn)是研究材料大氣腐蝕與評(píng)價(jià)材料耐大氣腐蝕性的最基本、最直 接、最常用的方法。其操作簡(jiǎn)單，試樣形狀尺寸不受限制；試驗(yàn)的環(huán)境和條件與實(shí)際使用環(huán) 境相同，可真實(shí)反映材料在某一環(huán)境下的腐蝕狀況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠；可W用來評(píng)估實(shí)際 環(huán)境下金屬的使用壽命，為材料選材、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。大環(huán)境暴露試驗(yàn)也存 在一些不足，如；（1)實(shí)驗(yàn)的周期太長(zhǎng)，不能滿足及時(shí)需求；（2)由于大氣環(huán)境千變?nèi)f化，試 驗(yàn)結(jié)果的平行性很差，難W進(jìn)行更深入的腐蝕機(jī)制研究；（3)大氣環(huán)境中的腐蝕因素多且 不可控，難于評(píng)估每個(gè)腐蝕因素所起的作用等。為快速評(píng)定材料的耐蝕性和預(yù)測(cè)其使用壽 命，科研工作者已廣泛開展了各種實(shí)驗(yàn)室模擬加速試驗(yàn)研究。
[0006] 我國(guó)錐鋒板帶生產(chǎn)需求一直旺盛，產(chǎn)能也極快擴(kuò)大。不同生產(chǎn)廠由于生產(chǎn)工藝的 差別，同一牌號(hào)錐鋒板耐蝕性相差很大；甚至同一生產(chǎn)廠不同批次的錐鋒板耐蝕性也存在 差別。多數(shù)鋼鐵企業(yè)遇到了錐鋒板的耐蝕性如何評(píng)價(jià)，及其防鎊包裝等問題。目前關(guān)于錐 鋒板的耐蝕性評(píng)價(jià)還沒有規(guī)范的、標(biāo)準(zhǔn)的方法，其表面耐蝕性的差異要求其在儲(chǔ)運(yùn)過程中 的防鎊包裝應(yīng)有所不同。因此，開展錐鋒板耐蝕性評(píng)價(jià)研究并建立規(guī)范的評(píng)價(jià)的方法，具有 重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種海洋大氣環(huán)境下錐鋒鋼錐層的腐蝕模擬方法和耐蝕 性評(píng)價(jià)方法。
[000引本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] -種海洋大氣環(huán)境下錐鋒鋼錐層的腐蝕模擬方法，該方法W錐鋒鋼為試驗(yàn)材料， 采用噴霧/干燥循環(huán)腐蝕的方式模擬海洋大氣腐蝕過程；一個(gè)循環(huán)周期為12h，其中噴霧 她，干燥地，循環(huán)周期的數(shù)量根據(jù)試驗(yàn)需要確定，即錐鋒鋼錐層上出現(xiàn)紅鎊前結(jié)束試驗(yàn)或者 出現(xiàn)紅鎊后結(jié)束試驗(yàn)。
[0010] 噴霧和干燥的溫度為35°c，噴霧過程的相對(duì)濕度為100%，干燥過程的相對(duì)濕度 為20%W下。
[0011] 噴霧過程所用模擬海洋大氣腐蝕介質(zhì)的噴霧液組成為；化C150g/1，Na2S〇35g/L， NaN〇32g/l，H2SO4O.21111/1，其余為蒸傭水。
[0012] 一種海洋大氣環(huán)境下錐鋒鋼錐層的耐蝕性評(píng)價(jià)方法，該方法評(píng)價(jià)原則為；錐層表 面未出現(xiàn)紅鎊階段，W錐鋒層的腐蝕速率判斷錐層的耐蝕性，腐蝕速率越大，耐蝕性越差； 當(dāng)錐鋒鋼出現(xiàn)紅鎊時(shí)，則W紅鎊出現(xiàn)的時(shí)間來判斷鋒錐層的保護(hù)作用，紅鎊出現(xiàn)時(shí)間越早， 紅鎊面積越大，錐鋒鋼的錐層保護(hù)作用越差。當(dāng)錐鋒鋼在同一時(shí)間出現(xiàn)紅鎊時(shí)，W紅鎊面積 大小來判斷鋒錐層的保護(hù)作用。
[0013] W錐鋒層的腐蝕速率判斷錐層耐蝕性時(shí)，所述腐蝕速率獲得過程如下：
[0014] 首先計(jì)算錐鋒鋼樣不同時(shí)間的腐蝕失重（至少Η組數(shù)據(jù)），然后對(duì)腐蝕失重ΔΙ與 腐蝕時(shí)間t按ΔW=A+Bt公式進(jìn)行線性擬合，ΔW為腐蝕失重（g/m2)，t為腐蝕時(shí)間化our)， A、B為與試驗(yàn)材料和試驗(yàn)環(huán)境有關(guān)的常數(shù)，由擬合結(jié)果獲得。W腐蝕時(shí)間為橫坐標(biāo)，腐蝕失 重為縱坐標(biāo)繪制圖形，擬合直線的斜率即為腐蝕速率。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：
[0016] 本發(fā)明可用來模擬海洋大氣腐蝕過程，具有模擬性、加速性和重現(xiàn)性，可用于快速 評(píng)價(jià)錐鋒層在海洋大氣環(huán)境下的耐蝕性，為合理選用錐鋒防護(hù)W及預(yù)測(cè)其保護(hù)壽命提供依 據(jù)。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中E、I和J組中錐鋒鋼的腐蝕失重與腐蝕時(shí)間的關(guān)系曲 線；其中；(a化組；化）1組；（c)J組。
[0018] 圖2為己鋼廠不同錐鋒鋼腐蝕后的宏觀形貌照片，從左到右腐蝕時(shí)間依次為： 4化、9化、144K19化、216h。
[0019] 圖3為甲鋼廠不同錐鋒鋼腐蝕后的宏觀形貌照片，從左到右腐蝕時(shí)間依次為： 4化、9化、14地。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明首先對(duì)海洋大氣環(huán)境下錐鋒鋼錐層的腐蝕進(jìn)行模擬，然后建立了一種快速 評(píng)價(jià)錐鋒鋼錐層在海洋大氣環(huán)境下耐蝕性的試驗(yàn)方法?？舍槍?duì)不同生產(chǎn)廠的錐鋒板、或同 一生產(chǎn)廠的不同批次的錐鋒板或不同表面處理的錐鋒板等，快速評(píng)價(jià)錐鋒層在海洋大氣環(huán) 境下耐蝕性和保護(hù)壽命。根據(jù)海洋大氣環(huán)境特點(diǎn)，復(fù)合腐蝕溶液W NaCl為主，同時(shí)加少量 化2SO3、NaN〇3和H2SO4,通過噴霧/干燥循環(huán)模擬海洋大氣腐蝕過程，其中；一個(gè)循環(huán)周期 為12h，其中噴霧化，干燥4h ;噴霧和干燥的溫度為35°C，噴霧過程的相對(duì)濕度為100%， 干燥過程的相對(duì)濕度為20%W下；噴霧過程所用模擬海洋大氣腐蝕介質(zhì)的噴霧液組成為： 化C150g/L，NazSOsSg/L，NaN〇32g/L，H2SO4O. 2ml/L，其余為蒸傭水。
[0021] 對(duì)試樣腐蝕結(jié)果，利用腐蝕速率分析和宏觀形貌分析，快速評(píng)價(jià)錐鋒層的耐蝕性 和保護(hù)作用。評(píng)價(jià)的原則為：未出現(xiàn)紅鎊階段，W錐鋒層的腐蝕速率判斷錐層的耐蝕性，腐 蝕速率越大，耐蝕性越差；當(dāng)錐鋒鋼出現(xiàn)紅鎊時(shí)，則W出現(xiàn)的時(shí)間來判斷鋒錐層的保護(hù)作 用，同一時(shí)間出現(xiàn)紅鎊W紅鎊面積大小來判斷。紅鎊出現(xiàn)時(shí)間越早，紅鎊面積越大，錐鋒鋼 的錐層保護(hù)作用越差