镀锌层耐腐蚀性能研究

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1、ScientificResearchThe6thChinaCorrosionConferenceCorrosionResistanceResearchofGalvanizationCoatingPeipengQIAO,FeihuaLIU,WanxiangZHAO,ShunchaoMIAO,GangSHENSuzhouNuclearPowerResearchInstitute,Suzhou,,ChinaEmail:aqiao1103@163.comAbstract:Corrosionmechanismandcommonproblemsofgalvanization

2、coatingareanalyzed.Inviewofthecorrosionfailurecases,preventionormitigationmeasuresareproposedconsideringthespecificcharacteristicsofconstructionstage.Keywords:Nuclearpowerplant;galvanizationcoating;corrosion镀锌层耐腐蚀性能研究乔培鹏，刘飞华，赵万祥，苗顺超，申罜苏州热工研究院寿命管理研究中心，苏州Email:aqiao1103@163.com摘要：分析了镀

3、锌层的耐腐蚀机理和常见的腐蚀问题，并结合核电站的腐蚀失效案例，针对工程建设阶段的具体特点，提出了相应的预防和缓解腐蚀的措施。关键词：核电站；镀锌层；腐蚀1367978-1--89-1©2011SciRes.ScientificResearchThe6thChinaCorrosionConference1367978-1--89-1©2011SciRes.ScientificResearchThe6thChinaCorrosionConference1引言镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌，起美观、防腐等作用的表面处理技术。镀锌层相对于防腐涂层来说有许

4、多优点，如不易老化、提供多层次保护、耐磨、施工质量更容易得到保证等。主要分为电镀锌和热浸镀锌两种工艺，电镀锌是采用电化学的方式，将锌锭作为阳极，钢基作为阴极，锌离子得到电子还原成锌原子沉积到钢基表面，形成镀层。热浸镀锌是将被镀金属材料经预处理后，浸入液态金属锌中，从而在金属表面镀覆上一层薄薄的具有防护性的锌镀层。热浸镀锌的生产效率较高、环境污染小，且具有电镀锌所无法相比拟的强耐蚀性，所以在金属防护中应用更为广泛。在核电站，常采用镀锌工艺进行防腐的设备主要有:通风设备和管道、电缆桥架、部分消防管道、紧固件、格栅和部分钢结构等。随着国内外核电站服役时间的增加和设计寿

5、期的延长，腐蚀老化问题越来越受到重视，并逐步延伸至工程建设阶段。核电站工程建设阶段的设计选材失误、安装或防腐施工不当等缺陷会对日后设备的腐蚀失效产生了重要的影响，所以在设计、制造、运输、仓储、安装、调试等各阶段均应有严格的防腐管理要求。本文以国内某核电站镀锌设备发生的腐蚀事件为例，结合核电站工程建设的具体特点和实际遇到的问题，针对镀锌设备提出了相应的防腐管理理念和预防腐蚀的措施。2防腐机理钢铁表面涂覆镀锌层的耐腐蚀机理主要有两个方面[1]：1)当镀锌表面完好时，镀锌层把钢件与腐蚀介质隔离开来，对钢铁基体起到物理屏障的保护作用。且镀锌层表面在腐蚀过程中生成的腐蚀产

6、物膜也能够阻止腐蚀的进一步进行，所以腐蚀速度非常慢，使用寿命是未镀锌钢件的15-30倍。2)锌比钢的电偶序更负，相对于钢铁是阳极，镀锌层对钢基可起到电化学保护作用。KarelBarton把镀锌层的防护过程主要分为以下三个阶段[2]:第一阶段，在使用初期，镀锌层表面形成保护性腐蚀产物层，此时存在长距离电化学保护。在较理想的条件下，这种防护距离可达到1~2mm。但当空气特别潮湿时，镀锌层表面会直接生成可溶性腐蚀产物，此时镀锌层的腐蚀非常快。第二阶段，延续时间相当长，此时镀锌层的大气腐蚀行为与纯锌相同，其大气腐蚀机理和动力学符合钝化机理及其过程动力学。由于锌的腐蚀产物

7、与周围环境互相作用，从而使镀锌层继续腐蚀，当镀锌层被腐蚀至钢铁基体裸露于大气中时，镀锌层的防护进入第三阶段。1367978-1--89-1©2011SciRes.ScientificResearchThe6thChinaCorrosionConference第三阶段，镀锌层的大气腐蚀机理类似于第一阶段，再次出现长距离电化学防护，锌作为牺牲阳极对钢铁基体进行电化学保护。3腐蚀特征3.1大气腐蚀在干燥的空气中，锌和氧气会发生化学反应生成氧化锌。而随着空气相对湿度的升高，氧化锌又转化为氢氧化锌。氢氧化锌和氧化锌进一步与二氧化碳反应，生成碱式碳酸锌形成腐蚀产物膜[3]。

8、碱式碳酸锌不易溶解，牢固