分析熱鍍鋅鋼鹽霧腐蝕行為

通過研究中性鹽霧腐蝕研究熱鍍鋅鋼的腐蝕行為.明確不同時間周期下熱鍍鋅鋼的腐蝕過程及腐蝕機理.模擬中性鹽霧加速試驗，通過失重法、SEM、XRD以及拉曼光譜等分析方法，對比不同腐蝕周期對熱鍍鋅鋼腐蝕行為的影響。結果表明:隨著腐蝕周期的增長，熱鍍鋅鋼的腐蝕速度呈現出逐步增大并最終趨于平穩的狀態，腐蝕過程中，腐蝕表面首先出現白色和淺黃色銹跡.隨著腐蝕的加劇，腐蝕表面逐漸出現褐紅色以及黑色銹跡,腐蝕層也逐漸由較為致密轉變為蓬松、開裂、剝落，腐蝕產物主要以ZnCl2、Zn'為主.熱鍍鋅鋼30天的腐蝕過程主要可以分為三個階段，分別為:鍍鋅層的保護階段，鍍鋅層的破損階段以及鍍鋅層的失效階段。其中，以鍍鋅層的破損階段腐蝕速率為最高，該階段腐蝕產物以黃銹(Y- FeOOH)和紅褐色銹(FeO、Fe(oH), )為主，腐蝕產物蓬松，且出現裂紋，為下一步的腐蝕提供通道.隨著腐蝕周期的增加，碳鋼基體逐漸暴露，此時腐蝕速率下降且趨于平穩，腐蝕產物以紅褐色銹及黑銹(peo. )為主，腐蝕產物蓬松易脫落。

熱鍍鋅鋼具有良好的焊接性能、外觀條件、涂裝性能以及耐蝕性能已被廣泛地應用于汽車、家電、建筑等行業(4-5].尤其是,對于輸電桿塔的應用.起到了重要的防腐作用。.在內陸空氣干燥、純凈.的環境下.防腐壽命一般長達十幾年,然而,沿海城市空氣中的鹽分以及水蒸氣含量較高,易造成熱鍍鋅鋼材料的腐蝕而影響輸電塔桿的服役壽命.給輸電網絡造成安全隱患.倪清釗以開展電力金屬材料的腐蝕研究時指出,鋼構架、鋁導線、設備外殼、觸頭等金屬材料極易在濕熱海洋和工業污染大氣環境下發生腐蝕，影響輸電網絡的安全性.李子杰等叫指出長期的高溫、高濕高鹽度對設備中的金屬材料的腐蝕具有十分顯著的促進作用.陳云翔等叫認為,電力設備中的輸電塔桿長期處于大氣環境.更易發生大氣腐蝕.并且尹奇(10]研究發現大氣中C1的腐蝕會給金屬帶來更嚴重的腐蝕損傷甚至影響服役壽命。

金屬材料的中性鹽霧腐蝕試驗是在室內進行的加速模擬大氣中CI的腐蝕效應,可以快速得到金屬材料的腐蝕特征和數據. Dnevall ]叫對鋅進行戶外暴曬試驗分析,結果表明鋅在大氣中的腐蝕產物主要是ZnsCl2(OH)8H2O,其層結構由氯離子與水介質相互連接, Zhang x. G等21認為鍍鋅鋼在大氣環境下的腐蝕,主要表現為在干濕交替的作用下,表面形成薄液膜導致基體發生腐蝕. Fe-lius等對世界不同區域的大氣進行研究,通過氣象及污染物因素預測大氣腐蝕速率,由此得出sO2與cI是影響鋅大氣腐蝕的主要污染物質.馮利軍等開展了鍍鋅鋼板的中性鹽霧腐蝕試驗，發現CI在Zn表面的沉降和溶解增強介質的導電性能，加劇了鍍鋅表面的腐蝕.Jermain等5和QingQu等叫亦進行了熱鍍鋅鋼的中性鹽霧腐蝕試驗,指出大氣環境中CI的存在加速熱鍍鋅的腐蝕速率.黎敏等川對汽車用鍍鋅鋼板進行鹽霧腐蝕試驗時發現腐蝕產物Zns(OH)。Cl2 . H2O在腐蝕性能中起著重要作用.賈慧淑1L8研究認為,在鹽霧試驗條件下,鍍鋅鋼耐腐蝕性能的影響因素主要為鈍化膜種類,鈍化膜厚度、鈍化膜均勻性、基板質量以及試驗條件等.總的來說.大氣環境中的CI對熱鍍鋅鋼板的防腐性能影響較大,可以通過中性鹽霧腐蝕試驗加速得到腐蝕特征及相關數據.但腐蝕機理尚不夠明確。

為了進一步完善熱鍍鋅鋼在大氣環境下的防腐性能數據,深人探討大氣中c1對熱鍍鋅的腐蝕機理.本文依據GB/T 10125-1997《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧腐蝕》,解析了輸電塔桿用熱鍍鋅鋼的耐鹽霧腐蝕性能.明確了腐蝕增重、失重與時間的相關性.并對熱鍍鋅鋼的鹽霧腐蝕機理展開探討.進而為優化輸電塔桿的防腐策略添磚加瓦。

結論

(1)熱鍍鋅鋼在中性鹽霧條件下,在1天的時間下,腐蝕速度達到為0.670 54 g/m'h；當腐蝕時間到達4~-7天以后.此時腐蝕速度逐漸升高，最高腐蝕速度為0.893 45 g/m'h；當腐蝕時間到30天以后時，腐蝕速度逐漸趨于平穩,腐蝕速率較之前降低至0.727 63 g/m'h。

(2)腐蝕后的鍍鋅鋼,首先出現白銹(ZnCl).黑斑(ZnCO:)和淺黃色銹(/-FeOOH);在腐蝕周期到4天至7天時,鍍鋅鋼出現了淺黃色銹(YFeOOH)和紅褐色銹(Fe2O3、Fe(OH)a);腐蝕周期到達10天及以上時,出現了紅褐色銹(FeO3、Fe(OH):)和黑銹(FesO.)。

(3)分析認為，腐蝕初期是鍍鋅層對基體保護的腐蝕階段，銹層為致密團聚物；隨著腐蝕的加劇，鍍鋅層破損，此時碳鋼基體已初步暴露，銹層開始轉變為蓬松狀；伴隨著進步的腐蝕，銹層開始出現裂縫。此時碳鋼基體已基本暴露，鍍鋅層的保護已然失效。