分析热镀锌钢盐雾腐蚀行为

通过研究中性盐雾腐蚀研究热镀锌钢的腐蚀行为.明确不同时间周期下热镀锌钢的腐蚀过程及腐蚀机理.模拟中性盐雾加速试验，通过失重法、SEM、XRD以及拉曼光谱等分析方法，对比不同腐蚀周期对热镀锌钢腐蚀行为的影响。结果表明:随着腐蚀周期的增长，热镀锌钢的腐蚀速度呈现出逐步增大并最终趋于平稳的状态，腐蚀过程中，腐蚀表面首先出现白色和浅黄色锈迹.随着腐蚀的加剧，腐蚀表面逐渐出现褐红色以及黑色锈迹,腐蚀层也逐渐由较为致密转变为蓬松、开裂、剥落，腐蚀产物主要以ZnCl2、Zn'为主.热镀锌钢30天的腐蚀过程主要可以分为三个阶段，分别为:镀锌层的保护阶段，镀锌层的破损阶段以及镀锌层的失效阶段。其中，以镀锌层的破损阶段腐蚀速率为最高，该阶段腐蚀产物以黄锈(Y- FeOOH)和红褐色锈(FeO、Fe(oH), )为主，腐蚀产物蓬松，且出现裂纹，为下一步的腐蚀提供通道.随着腐蚀周期的增加，碳钢基体逐渐暴露，此时腐蚀速率下降且趋于平稳，腐蚀产物以红褐色锈及黑锈(peo. )为主，腐蚀产物蓬松易脱落。

热镀锌钢具有良好的焊接性能、外观条件、涂装性能以及耐蚀性能已被广泛地应用于汽车、家电、建筑等行业(4-5].尤其是,对于输电杆塔的应用.起到了重要的防腐作用。.在内陆空气干燥、纯净.的环境下.防腐寿命一般长达十几年,然而,沿海城市空气中的盐分以及水蒸气含量较高,易造成热镀锌钢材料的腐蚀而影响输电塔杆的服役寿命.给输电网络造成安全隐患.倪清钊以开展电力金属材料的腐蚀研究时指出,钢构架、铝导线、设备外壳、触头等金属材料极易在湿热海洋和工业污染大气环境下发生腐蚀，影响输电网络的安全性.李子杰等叫指出长期的高温、高湿高盐度对设备中的金属材料的腐蚀具有十分显著的促进作用.陈云翔等叫认为,电力设备中的输电塔杆长期处于大气环境.更易发生大气腐蚀.并且尹奇(10]研究发现大气中C1的腐蚀会给金属带来更严重的腐蚀损伤甚至影响服役寿命。

金属材料的中性盐雾腐蚀试验是在室内进行的加速模拟大气中CI的腐蚀效应,可以快速得到金属材料的腐蚀特征和数据. Dnevall ]叫对锌进行户外暴晒试验分析,结果表明锌在大气中的腐蚀产物主要是ZnsCl2(OH)8H2O,其层结构由氯离子与水介质相互连接, Zhang x. G等21认为镀锌钢在大气环境下的腐蚀,主要表现为在干湿交替的作用下,表面形成薄液膜导致基体发生腐蚀. Fe-lius等对世界不同区域的大气进行研究,通过气象及污染物因素预测大气腐蚀速率,由此得出sO2与cI是影响锌大气腐蚀的主要污染物质.冯利军等开展了镀锌钢板的中性盐雾腐蚀试验，发现CI在Zn表面的沉降和溶解增强介质的导电性能，加剧了镀锌表面的腐蚀.Jermain等5和QingQu等叫亦进行了热镀锌钢的中性盐雾腐蚀试验,指出大气环境中CI的存在加速热镀锌的腐蚀速率.黎敏等川对汽车用镀锌钢板进行盐雾腐蚀试验时发现腐蚀产物Zns(OH)。Cl2 . H2O在腐蚀性能中起着重要作用.贾慧淑1L8研究认为,在盐雾试验条件下,镀锌钢耐腐蚀性能的影响因素主要为钝化膜种类,钝化膜厚度、钝化膜均匀性、基板质量以及试验条件等.总的来说.大气环境中的CI对热镀锌钢板的防腐性能影响较大,可以通过中性盐雾腐蚀试验加速得到腐蚀特征及相关数据.但腐蚀机理尚不够明确。

为了进一步完善热镀锌钢在大气环境下的防腐性能数据,深人探讨大气中c1对热镀锌的腐蚀机理.本文依据GB/T 10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾腐蚀》,解析了输电塔杆用热镀锌钢的耐盐雾腐蚀性能.明确了腐蚀增重、失重与时间的相关性.并对热镀锌钢的盐雾腐蚀机理展开探讨.进而为优化输电塔杆的防腐策略添砖加瓦。

结论

(1)热镀锌钢在中性盐雾条件下,在1天的时间下,腐蚀速度达到为0.670 54 g/m'h；当腐蚀时间到达4~-7天以后.此时腐蚀速度逐渐升高，最高腐蚀速度为0.893 45 g/m'h；当腐蚀时间到30天以后时，腐蚀速度逐渐趋于平稳,腐蚀速率较之前降低至0.727 63 g/m'h。

(2)腐蚀后的镀锌钢,首先出现白锈(ZnCl).黑斑(ZnCO:)和浅黄色锈(/-FeOOH);在腐蚀周期到4天至7天时,镀锌钢出现了浅黄色锈(YFeOOH)和红褐色锈(Fe2O3、Fe(OH)a);腐蚀周期到达10天及以上时,出现了红褐色锈(FeO3、Fe(OH):)和黑锈(FesO.)。

(3)分析认为，腐蚀初期是镀锌层对基体保护的腐蚀阶段，锈层为致密团聚物；随着腐蚀的加剧，镀锌层破损，此时碳钢基体已初步暴露，锈层开始转变为蓬松状；伴随着进步的腐蚀，锈层开始出现裂缝。此时碳钢基体已基本暴露，镀锌层的保护已然失效。