阴极保护与涂层

一、涂层检测方法

常规检测方法，一般是将涂层试样或实际储罐放置在一定的腐蚀条件下，经过一段时间后，用目测的方式检查涂层对腐蚀介质所表现出来的反应，如锈蚀、气泡、脱落等，并根据此反应分析评价涂层耐腐蚀性能。根据不同的试验方法和试验条件，常规检测主要包括物理性能测试、机械性能测试、化学浸演加速试验等多种方法。

物理性能测试主要是研宄涂层的物理性能，包括外观、粘度、细度、固体分含量等。机械性能测试主要研究涂层力学性能的变化规律，指标参数包括硬度、附着力、柔韧性、冲击强度等。根据相关国家标准测定漆膜的机械性能，参照标准有：《漆膜硬度测定法》，《漆膜附着力测定方法》，《漆膜耐冲击性测定法》及《漆膜柔钥性测定法》等化学浸渍加速试验是将涂层试样放置在一定的腐蚀条件下，经过一段时间后，观察涂层对腐独介质的反应，如绣蚀、起泡、剥离等，常规的化学浸渍加速试验包括耐盐雾试验、耐湿热试验、浸泡试验等。耐盐雾试验是将试样放置在盐雾条件的试验箱中，设置温度为35±2°，试验箱中喷雾浓度为5%Nacl溶液，定期检查涂层基体的腐蚀、涂层起泡情况。参照标准：《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测试》。盐雾试验的咸湿环境能够很好地模拟沿海设备、船舰等腐蚀，该试验结果对涂层耐腐蚀性能的评价和预测设备的使用

寿命具有十分重要的意义。耐湿热试验是将试样放置在湿热箱中，一般设置温度为（47±1）℃，湿度为96±2%定期观察涂层表面失光、起泡、脱落等基本腐蚀情况，根据国家标准《漆膜耐湿热测定法》判定涂层在一定时间的失效等级，用此粗略评价涂层耐腐蚀性能的好坏。浸泡试验是在一定试验条件下，将试样直接浸泡在腐蚀介质中，浸泡一段时间后，观察涂层表面是否有失光、变色、起泡等形态，并检验涂层破坏所需的腐蚀时间，根据腐蚀时间及试样表面腐蚀形态对涂层进行评价。浸泡试验分为耐酸碱试验、耐水试验以及各种有机溶液试验，参照标准有《色漆和清漆耐液体介质测定》。

交流阻抗谱法（因只施加很小的扰动信号，不会对试样体系造成不可逆的影响，并可以测量涂层电容，电阻，涂层与金属界面双电层电容、反应电阻等有关电化学参数，因此，交流阻抗谱法是研宄金属涂层体系主要方法之一。

涂层的硬度是指涂层抵抗压力而引起涂层表面层塑性变形的能力实质上，硬度是用来反映涂层表面层抗刻划性、耐磨性及抗压的能力。涂层硬度两种指标为

摆杆硬度和铅笔硬度。摆杆硬度用玻璃硬度作参比，铅笔硬度宜接在涂层表面刻

划。本文研宄拟采用摆杆硬度测试法。

涂层的附着力，又称涂层的粘附力。实质上，附着力是

漆膜与金属基材之间的结合力的量度，该力受金属基体的表面粗糙度、材质、化学性质等影响，它是涂层与金属基体之间表面物质的分子间作用力大小的体现。涂层的附着力包括涂层与金属之间的粘附力和涂层内部自身的凝聚力。这两方面的作用力是涂层防护体系中必不可少的。附着力测定一般采用圆滚线划痕法。

涂层的抗冲击性，又称冲击强度，是指涂层受外界冲击负荷时吸收能量的能

力。实质上是涂层在高速重力作用下发生快速变形而不出现幵裂或涂层从金属基体上脱落的能力。抗冲击性测定是以一定重量的小球落在涂层试样上，涂层没有破坏的最大高度，通常表示为kg²cm。该值越大，说明其抗冲击强度越高。

环氧玻璃麟片底漆和环氧富梓底漆。

二、阴极保护与涂层

阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理

是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等）与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。后者是将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，从而使腐蚀得到抑制。不论是牺牲阳极法还是外加电流法，其有效合理的设计应用都可以获得良好的保护效果。阴极保护和涂覆层的联合应用，可以使地下或水下金属结构物获得最经济和有效的保护。良好的涂覆层可以保护构筑物99%以上的外表面不受腐蚀，地下或水下的金属结构物通常在使用前涂覆防护涂层用以将金属与电介质环境电绝缘隔离。如果金属构筑物能够做到完全电绝缘隔离，金属在电介质中的腐蚀电池的形成将受到抑制，腐蚀电流将无法产生，从而防止金属的腐蚀。然而，完全理想的涂覆层是不存在的，由于施工过程中的运输、安装及补口，热应力及土壤应力、涂层的老化及涂层微小针孔的存在，金属结构物的外涂层总会存在一些缺陷，而这些缺陷最终将导致金属的局部腐蚀产生。阴极保护技术和涂层联合应用则可以有效解决这一问题。一方面阴极保护可有效地防止涂层破损

处产生的腐蚀，延长涂层使用寿命，另一方面涂层又可大大减少保护电流的需要量，改善保护电流分布，增大保护半径，使阴极保护变得更为经济有效，对于裸露或防腐涂层很差的地下或水下金属构筑物，阴极保护甚至是腐蚀防护的唯一可选择的手段。阴极保护的费用通常只占被保护金属结构物造价的1%～5%，而结构物的使用寿命则可因此而成倍甚至几十倍地延长，因此，这项技术得到人们的普遍认可，并已在船舶、港工设施、海洋工程、石化、电力、市政等领域得到越来越广泛的应用，前景十分广阔。

涂层一般涂覆大气区、浪溅区、潮差区，全浸区和海泥区一般用阴极保护（牺牲阳极或外加电流）。原因是阴极保护的效果足够好（海水的电导率很高，如果保护土壤中的管道，常常是涂料结合阴极保护）。当然，业主或设计单位要求全部涂，可以把涂料延伸到全浸区和海泥区（没有标准说一定不能或能把涂料使用在这些区域）。

阴极保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。阴极保护的电压是可以调节的，使用的电源负荷较大。它把交流220 V电源通过变压器和整流电路变成直流，将负电极接至金属外皮，正电极接地，确保线缆外皮对地保持适当的负电位，这样线缆的金属外皮就不容易受到腐蚀了。

阴极保护设备如果不用交流电，也可以用直流电池供