阴极保护

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防腐涂层对阴极保护的影响

 由于溶剂的挥发,针孔率较高,因此,新建管道不宜采用。同时,煤焦类涂料含苯丙花,是致癌物,发达国家逐步立法禁止使用。

  聚乙烯胶带聚乙烯胶带是在制成的聚乙烯带基材上,涂上压敏型粘合剂,成压敏型胶粘带(简称胶带)它的防腐作用主要靠聚乙烯基膜粘合剂只作为缠绕时的粘合。这是使用比较普遍的一种类型(还有一种自融型,防腐作用是粘合剂,基布只起挂胶作用)胶带分内带、外带,外带起保护作用。特点是防腐绝缘性好,吸水率低,理化和热稳定性较好。缺点是很难完全密封。要在钢管表面形成一个完整的密封防腐层,影响的因素太多(胶带的生产质量、预制时每卷胶带的首、末端防起皱、卷翅,要贴紧,管端预留长度,吊管时避免撞击,运输时发生撞伤,因而容易产生漏点,使整体绝缘层失效,形成阴极保护屏蔽,使阴极保护不起作用)这是50年代末期美国生产并用于工业管道防腐的涂层。其工艺特点是:将原材料制成粉末状,每一颗粉末都按比例混合了原材料所需的各种化学成份。经过专用设备对钢管严格的表面处理、加热,静电喷涂在管壁上熔化、流平,固化形成一个连续有效、完整的防腐蚀涂层。由于这种防腐方式效率高、质量好、成本低,四十年来,被广泛地应用于世界各国的管道建设及各种金属防腐,特别是发达国家,并被列入国际防腐蚀组织推荐的第一位的防腐方式。

  目前,熔结环氧涂层是世界上应用最广泛的已被历史证明的良好防腐体系。由于其优良的机械性能,热性能和防腐蚀耐老化性能,给阴极保护提供了良好的条件,阴极保护的有效性得到保证,广泛地在陆上、水下、海底、土壤等处采用。

  防腐涂层对阴极保护的影响在涂层和阴极保护联合防腐时,涂层的状况对阴极保护有着重要的影响。在选择防腐涂层时,不仅要考虑涂层本身的电性能、机械性能、老化性能(化学性能)和经济性,还要考虑涂层对阴极保护的影响。因为理想的涂层永远实现不了,一旦涂层上有针孔或破损,就会形成大阴极(涂层部分)、小阳极(针孔或破损部分)的腐蚀电池,由于这一电池的作甩使腐蚀集中在破损或针孔的局部,加速了管道的点蚀速率。腐蚀穿孔的危害比没有涂层还要可怕。在土壤腐蚀的条件下,影响阴极保护的涂层因素主要有以下几个方面。

  涂层电导率反映了涂层的致密性以及材料的绝缘性能。良好的致密性,低电导率,大大减小阴极保护的保护电流,延长阴极保护的使用寿命(对牺牲阳极的阴极保护而言)。从而减少维护费用,加大总体经济效益。另外涂层的电导率随时间变化尽可能小。是几种防腐层电导率随时间变化曲线。

  各防腐涂层电导率熔结环氧防腐涂层具有低的电导率,良好的致密性。

  保护电流密度保护电流密度也是涂层致密性的又一反映。根据涂层和阴极保护两者间的关系,在工程中往往根据阴极保护电流密度来作为判断涂层质量好坏的标准,保护电流密度越小,涂层质量越好。不同防腐涂层不同的阴极保护电流见表1.各防腐涂层阴极保护电流密度随使用时间的变化熔结环氧因其良好的抗老化能力,阴极保护电流密度始终很低5A/m2,远远低于其他防腐方式,随着使用时间的延长电流密3抗阴极剥离阴极剥离为当施加阴极电流时,防腐涂层与基体的粘结强度受到的破坏,涂层产生新漏点或在漏点处产生松脱,这种现象即为防腐涂层与金属保护体的剥离,致使涂层加速老化。涂层的绝缘性能越好,抗阴极剥离的性能就越好。在常用的土壤防腐涂层中,环氧煤浙青涂层抗阴极剥离性能较好,而熔结环氧粉未涂层因其热固性交联分子结构特点,固化是一种化学反应,形成牢固的化学键,涂层表面光滑抗剥离性能最优秀。

  阴极屏蔽作用所谓阴极保护屏蔽,就是当涂层与钢管间有空隙存在,或其粘接力不足以阻止腐蚀介质的渗入,并且涂层的透气性又很弱,这时腐蚀介质就通过防腐层与钢管的粘接处渗入,而阴极保护电流却不能透过防腐层对钢管起保护作用,这时就发生了阴极保护屏蔽。为阴极保护屏蔽现象示意。

  熔结环氧涂层与钢管极好的粘合作用,有效防止了腐蚀介质从涂层与钢管的粘接处渗入。熔结环氧涂层的粘结力高达433kg/cm2(ASTMD1002测试)在这样的粘结力下,没有阴极保护屏蔽现象发生。并且由于某种原因使涂层与钢管的粘接力降低时,涂层的致密性随之降低,致使透气性也增加,金属体仍可受到阴极电流的保护。

  防腐层种类及所需保护涂层种类保护电流密度mA/m2旧漆层旧沥青层石油沥青玻璃布7mm聚乙稀层3mm嫁结环氧层对于裸管,根据保护金属所处的介质流速和温度因素的影响,保护电流密度在10~ 300mA/m2,这使得在一些场合下,因保护电流过大,使得保护范围内耗电量过大而不经济,有时甚至是不可能的;在有涂层的条件下,保护电流密度变成10~300mA/m2,耗电量大为减少。显而易见,所需保护电流密度愈大的涂层对阴极保护愈不利,这在牺牲阳极的阴极保护中尤为重要。因为涂层的保护电流密度越大,所需要的牺牲阳极量就越大。

  反之在阳极数量一定即产生的电流一定的情况下,保护电流密度大的涂层,可能达不到保护电流密度,极化电位上不去,使被保护的金属仍以一定的速度在腐蚀,阴极保护的效果减弱。另外,阴极保护电流密度随使用时间变化而变小。为各种涂层阴极保护电流密度随使用时间的变化。

  叫防腐涂层和阴极保护的联合使用使腐蚀控制手段相互补充,是最经济合理、安全可靠的防腐措施,这已成为世界发达国家进行腐蚀防护共同遵守的规则。良好的防腐涂层是阴极保护成功的重要一步,不论采用什么方式制作涂层,不论是用什么材料,涂层都必须进行严格的机械性能检测和电绝缘性能检测。前者包括粘结力和抗土壤应力;后者包括抗阴极剥离和耐电压。防腐涂层不好或失败了,认为阴极保护可以弥补是不符合科学实践的。因为阴极保护只对一定量的漏点起作用,对于整体绝缘失败,保护电流过大,或存在阴极保护屏蔽,是无能为力的。只有良好的、现代化的防腐涂层,才能施加有效的阴极保护。也才能大大降低阴极保护的费用,加大总体经济效益。

  从防腐层的性能及对阴极保护的影响看,熔结环氧涂层是目前最好的与阴极保护配套使用的防腐涂层。

 

 

 

 

 

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