一种快速评价镀锌钢耐蚀性能的光度分析法.pdf
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1、收稿日期:.基金项目:国网浙江省电力有限公司科技项目(D S D).作者简介:胡家元(),男,高级工程师,博士.E m a i l:j i a y u a n h u y e a h n e t.胡家元,柳森,祝郦伟一种快速评价镀锌钢耐蚀性能的光度分析法J南昌大学学报(理科版),():HUJY,L I US,Z HUL W Ap h o t o m e t r i cm e t h o df o r r a p i de v a l u a t i o no f c o r r o s i o nr e s i s t a n c eo fg a l v a n i z e ds t e e
2、lJJ o u r n a l o fN a n c h a n gU n i v e r s i t y(N a t u r a lS c i e n c e),():一种快速评价镀锌钢耐蚀性能的光度分析法胡家元,柳森,祝郦伟(国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,浙江 杭州 )摘要:报道了一种以强氧化剂和酸性腐蚀溶液为浸泡液快速评价镀锌钢耐腐蚀性能的新方法.以硫氰酸钾为显色剂,利用分光光度法检测腐蚀溶液中铁离子,对腐蚀溶液的吸光度达某一定值所需时长进行比较,时间越长则表示镀锌层对钢基底保护性能越好.本方法针对目前市场常用镀锌钢,可以在内能够完成一个测试周期.利用显微观察法和盐雾试验验证了此
3、方法的可靠性.本方法操作简单,且大大缩短了腐蚀测试时长,可以实现镀锌钢耐蚀性能的快速评价.关键词:镀锌钢;耐蚀性;强腐蚀性溶液;光度分析;快速评价中图分类号:T G 文献标志码:A文章编号:()Ap h o t o m e t r i cm e t h o df o r r a p i de v a l u a t i o no fc o r r o s i o nr e s i s t a n c eo f g a l v a n i z e ds t e e lHUJ i a y u a n,L I US e n,Z HUL i w e i(S t a t eG r i dZ h e j
4、i a n gE l e c t r i cP o w e rC o r p o r a t i o nR e s e a r c hI n s t i t u t e,H a n g z h o u ,C h i n a)A b s t r a c t:An e wp h o t o m e t r i cm e t h o d i sp r e s e n t e db yu s i n gs t r o n go x i d a n ta n da c i dc o r r o s i o ns o l u t i o na s i mm e r s i o ns o l u t i o
5、 n U s i n gp o t a s s i u mt h i o c y a n a t ea sc h r o m o g e n i ca g e n t,t h ec o n c e n t r a t i o no f i r o ni o ni nc o r r o s i o ns o l u t i o nw a st e s t e db ys p e c t r o p h o t o m e t r y W e i n v e s t i g a t e dt h el e n g t ho ft i m er e q u i r e dt or e a c hac
6、 e r t a i nv a l u eo ft h ea b s o r b a n c ef o rd i f f e r e n tg a l v a n i z e ds t e e l T h e l o n g e r t h e t i m ew a s,t h eb e t t e r t h ep r o t e c t i v ep e r f o r m a n c eo fg a l v a n i z e d l a y e ro ns t e e l s u b s t r a t ew a s At e s t c y c l ec a nb ec o m p
7、l e t e dw i t h i nh o u r sb yu s i n gt h i sm e t h o df o r c o mm e n l yg a l v a n i z e ds t e e l i nt h em a r k e t T h er e l i a b i l i t yo f t h em e t h o dw a sv e r i f i e db ym i c r o s c o p i co b s e r v a t i o na n ds a l t s p r a yt e s t T h i sm e t h o dss i m p l et
8、 oo p e r a t eg r e a t l ys h o r t e nt h ec o r r o s i o nt e s tt i m e,t h er a p i de v a l u a t i o no f c o r r o s i o nr e s i s t a n c eo fd i f f e r e n tg a l v a n i z e ds t e e lm a t e r i a l s K e yW o r d s:g a l v a n i z e ds t e e l;c o r r o s i o nr e s i s t a n c e;s
9、t r o n g l yc o r r o s i v es o l u t i o n;p h o t o m e t r i ca n a l y s i s;r a p i de v a l u a t i o n据统计,我国每年由于材料腐蚀而产生的经济损失约占国内生产总值的.电力铁塔、接地材料等腐蚀易造成设备性能降低,可能导致坍塌、泄漏等重大安全事故.由于锌的腐蚀电位低(V),且在空气中易生成氧化锌或碱式氯化锌等比较致密的物质,因此钢表面镀锌是目前比较盛行的防腐措施.尽 管 如 此,在 潮 湿、高 温 及C l、NO和O等腐蚀环境下,锌层易被氧化腐蚀而失去防护作用,导致钢基体失去其原
10、有抗压等性能.目前镀锌钢耐腐蚀性能的测试方法主要有现场埋片或挂片试验法、标准盐雾试验法、土壤腐蚀加速法、电化学法和模拟溶液试验法等.现场埋片或挂片试验法是直接在材料所在环境下进行腐蚀测试,分析结果可信度最高.然而该法通常需要年才能完成一个腐蚀评价周期,耗时长且很难按需要来改变试验条件.盐雾试验是在盐雾试验箱内,人工模拟盐雾环境加速腐蚀的一种标准评价材料耐腐蚀性能的方法,通过评级法、称重法、肉眼或借助显微镜观察腐蚀物出现法、腐蚀数据统计分析法来判断腐蚀程度.在自然环境中材料腐蚀时间可能需要一年甚至几年,而在人工盐雾环境中,可能仅需要几天.电化学阻抗和极化技术可以快测试材料的腐蚀速率,如张仁坤、闫
11、爱军、杨亮等人采用电化学技术,研究了镀锌钢等材料在不同溶液中的第 卷第期 年月南昌大学学报(理科版)J o u r n a l o fN a n c h a n gU n i v e r s i t y(N a t u r a lS c i e n c e)V o l N o J u n 腐蚀行为.然而该方法适用于腐蚀初期材料表面电子转移行为的研究,具有一定的局限性.腐蚀溶液浸泡试验法可以灵活调节腐蚀液成分,操作简单,易于观察试验现象,可以缩短试验周期.裴锋、刘雨薇、安百钢、邱妮 等人研究了多种环境模拟溶液且考察了各种腐蚀因素,如p H值、C l等对镀锌钢的腐蚀影响.杨培燕 利用水泥水化产物C
12、 a(OH)和酸蚀产物C a C l模拟混凝土溶液,考察镀锌钢在水泥中的耐腐蚀性能.刘栓 研究了海水中Z n(OH)对镀锌钢腐蚀行为的影响.查方林 采用灰色关联度法,分析了土壤中常见阴离子和p H对热镀锌钢在土壤浸出液中腐蚀速率影响程度.这些方法大多数是研究腐蚀因子对材料耐蚀性能的影响,而关于对材料耐蚀性能的快速测试方法的报道比较少.本文以强腐蚀溶液为浸泡液,研究一种快速评价镀锌钢耐腐蚀性能的光度分析方法.此法操作简单,大大缩短了腐蚀测试所需时长,对镀锌钢耐蚀性能的快速评价具有非常明显的优势.实验部分实验材料和试剂、仪器实验材料为种市售和一系列定制的不同镀锌厚度(、m)的镀锌钢.种市售镀锌钢编
13、号分别为市售、,其镀锌厚度分别为、m.所用化学试剂为氯化钠、醋酸、过硫酸钠、硝酸钠、硫酸氢钠、丙酮、乙醇、盐酸、氯化钾,试剂等级皆为分析纯.实验仪器:U n i c oK UV v i sA n a l y s t 分光光度计、DM P r o显微镜、深圳中正仪器厂MH 盐雾试验箱.浸泡腐蚀试验腐蚀溶液的选择配制一系列腐蚀溶液,具体成分如表所示.将 m镀锌钢片用无水乙醇擦拭表面后,平放在平底反应皿中,加入表中的腐蚀溶液至刚好浸没试片.将反应皿置于恒温 的摇床中,在 rm i n震荡条件下进行反应(如图,其中a为俯视图;b为侧面图),考察镀锌钢片不同溶液中的腐蚀情况.镀锌钢耐腐蚀性能比较选择表中
14、腐蚀性能较强的G溶液作为腐蚀溶液,将各种型号的镀锌钢分别放置在平底玻璃反应皿中,每个反应皿中只放置一片镀锌钢进行浸泡反应.平行份实验.表腐蚀溶液编号T a b C o r r o s i o ns o l u t i o nn u m b e r编号腐蚀溶液N a C l N a NON a C lHA c N a C lN aSON a C lHA c N a NON a C lHA c N aSON a C lHA c N a NON aSON a C la 俯视图b 侧面图图浸泡腐蚀试验F i g Mm e r s i o nc o r r o s i o nt e s t显微形貌观察将
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