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  2. 國(guó)產(chǎn)鍍鋅鋼在不同水環(huán)境中的腐蝕行為:II反滲透水和調(diào)質(zhì)水
    2021-03-03 11:46:36 作者:曹京宜 方志剛 馮亞菲 李亮 楊延格 壽海明 王興奇 臧勃林 來(lái)源:中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào) 分享至:

    摘要

    利用開(kāi)路電位測(cè)量、電化學(xué)阻抗譜測(cè)試技術(shù),結(jié)合微觀形貌觀察,對(duì)比研究了國(guó)產(chǎn)鍍鋅鋼板在不同反滲透水中的腐蝕行為,鍍鋅鋼在不同進(jìn)水鹽度所得的反滲透水中的腐蝕失效表現(xiàn)出了相似的電化學(xué)特征,通過(guò)CaCl2、NaCl和NaHCO3等對(duì)反滲透水的水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整,改變了鍍鋅鋼的腐蝕失效歷程,這可能與腐蝕產(chǎn)物膜的脫落和附著密切相關(guān)。


    關(guān)鍵詞: 鍍鋅鋼; 腐蝕; 電化學(xué)阻抗譜; 反滲透水


    鍍鋅鋼板廣泛應(yīng)用于民用和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域,能夠?qū)︿摶w起到有效的保護(hù)作用[1,2],鍍鋅鋼在大氣[3-10]和含Cl-的鹽溶液[11-14]等不同環(huán)境下服役時(shí),腐蝕影響因素不同,腐蝕環(huán)境會(huì)改變表面腐蝕產(chǎn)物的組成和形態(tài),進(jìn)而影響其耐腐蝕性能。劉栓等[15]報(bào)道了鍍鋅鋼在大氣環(huán)境、海水環(huán)境和鋼筋混凝土中的腐蝕行為的研究進(jìn)展。大氣中的Cl-、CO2及腐蝕性的SO2、NO2等是影響鍍鋅層防護(hù)性能的重要因素,同時(shí)會(huì)引發(fā)氫析出、氫滲透和腐蝕開(kāi)裂等嚴(yán)重的問(wèn)題。海水環(huán)境中Cl-對(duì)鍍鋅層的腐蝕破壞最為嚴(yán)重,同時(shí)鍍鋅層在海洋大氣區(qū)、潮差區(qū)、浪花飛濺區(qū)、全浸區(qū)、海泥區(qū)等不同的腐蝕帶,腐蝕規(guī)律和耐蝕性能有較大差異。鋼筋混凝土是建筑工程的主要結(jié)構(gòu)材料,鍍鋅處理已成為鋼筋防銹的重要技術(shù)手段,在服役的過(guò)程中pH和Cl-是影響其壽命的重要因素。


    當(dāng)前鍍鋅鋼腐蝕行為的研究主要集中在大氣環(huán)境、海水環(huán)境或者其他含有Cl-的環(huán)境,對(duì)于鍍鋅鋼在淡水環(huán)境中的腐蝕鮮有報(bào)道。海水淡化是保障艦船淡水供應(yīng)的重要技術(shù)手段,不同海域的海水具有不同的pH、鹽度、離子濃度等,海水淡化處理后所獲得的水質(zhì)環(huán)境也不盡相同,對(duì)于鍍鋅鋼在海水淡化處理后的淡水環(huán)境中的腐蝕行為仍然是未知的。本文選取3種利用海水淡化裝置處理后不同種類的二級(jí)反滲透水作為腐蝕介質(zhì),研究鍍鋅鋼在不同反滲透水中的腐蝕行為,同時(shí)為了調(diào)整水質(zhì)達(dá)到適合飲用的目的,在反滲透水的基礎(chǔ)上添加不同含量的Mg2+、Ca2+和HCO3-,研究其在調(diào)質(zhì)水中的腐蝕特征。


    1 實(shí)驗(yàn)方法


    本工作選取國(guó)產(chǎn)熱浸鍍鋅鋼板,共選用了6種淡水水樣,其中1#~3#水樣為不同鹽度的海水經(jīng)淡化處理后所得的反滲透二級(jí)水,在海水淡化處理前的鹽度分別為25000、35000和45000 mg/L。4#~6#是在2#反滲透水的基礎(chǔ)上通過(guò)加入MgCl2、CaCl2和NaHCO3所得的調(diào)質(zhì)水,具體的含義為4#水為2#水+(20 mg/L MgCl2、15 mg/L CaCl2、90 mg/L NaHCO3),5#水為2#水+(50 mg/L MgCl2、35 mg/L CaCl2、90 mg/L NaHCO3),6#水為2#水+(50 mg/L MgCl2、35 mg/L CaCl2、70 mg/L NaHCO3)。所選不同淡水的性質(zhì)如表1所示。


    表1   不同淡水的性質(zhì)

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    利用VersaSTAT V3F電化學(xué)工作站對(duì)浸泡不同時(shí)間的鍍鋅鋼板進(jìn)行了開(kāi)路電位 (OCP) 和電化學(xué)阻抗譜 (EIS) 測(cè)試,整個(gè)測(cè)試周期為720 h,其中待測(cè)樣品為工作電極,鉑片為對(duì)電極,飽和甘汞電極為參比電極。電化學(xué)阻抗譜測(cè)試前先進(jìn)行10 min的開(kāi)路電位掃描,待電位穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)試,頻率測(cè)試范圍105~10-2 Hz,正弦波擾動(dòng)振幅為10 mV。采用Zsim Demo對(duì)EIS數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合。利用MIRA 3掃描電鏡 (SEM) 及自帶的能量色散X射線光譜 (EDS) 對(duì)在不同水環(huán)境中浸泡720 h后鍍鋅鋼板的顯微形貌進(jìn)行了觀察。


    2 結(jié)果與討論


    2.1 鍍鋅鋼在不同反滲透水中的電化學(xué)特征


    鍍鋅鋼在1#~3#反滲透水中浸泡720 h的開(kāi)路電位如圖1所示。可以看出,鍍鋅鋼在3種反滲透水中的開(kāi)路電位變化主要分為快速上升階段、波動(dòng)式變化階段和后期反彈上升階段。從整體上看,鍍鋅鋼在3種反滲透中開(kāi)路電位的高低為:2#>1#>3#,即鍍鋅鋼在進(jìn)水鹽度為35000 mg/L的海水淡化處理后所得的反滲透二級(jí)水中的開(kāi)路電位最高。

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    圖1   鍍鋅鋼在不同反滲透水中開(kāi)路電位隨時(shí)間的變化


    為了更進(jìn)一步揭示鍍鋅鋼在整個(gè)720 h浸泡時(shí)間內(nèi)的失效機(jī)制,對(duì)鍍鋅鋼在3種水環(huán)境中浸泡不同時(shí)間的電化學(xué)阻抗譜進(jìn)行了測(cè)試,浸泡開(kāi)始時(shí)的Nyquist圖如圖2所示。由圖可見(jiàn),鍍鋅鋼在3種反滲透中的阻抗譜均由兩個(gè)容抗弧組成,第一個(gè)容抗弧與X軸的交點(diǎn)即為該溶液體系下的溶液電阻,由于3種反滲透水中的離子濃度不盡相同,所測(cè)的溶液電阻不同,且溶液電阻隨浸泡時(shí)間的變化而變化。第二個(gè)容抗弧代表了鍍鋅鋼腐蝕過(guò)程中的信息,可以看出鍍鋅鋼在2#水樣中的容抗弧半徑較大,其次是1#水樣和3#水樣,這與圖1中開(kāi)路電位的測(cè)試結(jié)果相符,預(yù)示著鍍鋅鋼在2#水樣中可能具有最低的腐蝕速率。考慮到第一個(gè)容抗弧沒(méi)有實(shí)際的物理意義,只是反映了溶液電阻的信息,為了便于比較,對(duì)鍍鋅鋼在所有反滲透中的電化學(xué)阻抗譜進(jìn)行了歸一化處理,將所得的實(shí)部阻抗均減去測(cè)試時(shí)的溶液電阻。

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    圖2   鍍鋅鋼在不同反滲透水中浸泡0 h時(shí)的電化學(xué)阻抗譜


    從圖1鍍鋅鋼板在3種反滲透水中開(kāi)路電位的變化,可以將其腐蝕歷程分成3個(gè)階段:第一階段,開(kāi)路電位快速上升期,時(shí)間節(jié)點(diǎn)約為0~48 h;第二階段開(kāi)路電位波動(dòng)期,時(shí)間節(jié)點(diǎn)約為48~480 h;第三階段開(kāi)路電位反彈上升期,時(shí)間節(jié)點(diǎn)約為480~720 h。鍍鋅鋼在1#反滲透水中浸泡4~48 h的電化學(xué)阻抗譜如圖3a~c所示,從Nyquist圖中 (圖3a) 可以看出,浸泡初期4 h時(shí),鍍鋅板阻抗表現(xiàn)出單一容抗弧和低頻感抗的特征,隨著浸泡時(shí)間的增加,24和48 h時(shí)都表現(xiàn)出雙容抗弧的特征,且容抗弧的半徑隨浸泡時(shí)間的增加快速降低。從Bode圖的阻抗模值變化來(lái)看 (圖3b),鍍鋅板的低頻阻抗模值由4 h時(shí)的7.19×104 Ω·cm2逐漸下降至48 h時(shí)4.48×104 Ω·cm2,從Bode圖的相位角變化判斷,鍍鋅鋼在1#反滲透水中的相位角整體偏低,多在10o以下,且隨浸泡時(shí)間的增加,相位角進(jìn)一步降低,由一個(gè)寬化的時(shí)間常數(shù)特征峰向兩個(gè)峰轉(zhuǎn)變。鍍鋅鋼浸泡72~720 h的電化學(xué)阻抗譜如圖3d和e所示,從阻抗模值的變化來(lái)看 (圖3d),鍍鋅鋼在浸泡72~480 h的過(guò)程中,阻抗模值持續(xù)降低,在600~720 h范圍內(nèi),出現(xiàn)了明顯的上升,從相位角的變化判斷,鍍鋅鋼在72~720 h整個(gè)浸泡過(guò)程中,相位角均表現(xiàn)出兩個(gè)時(shí)間常數(shù)特征峰。

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    圖3   鍍鋅鋼在1#反滲透水中浸泡不同時(shí)間的電化學(xué)阻抗譜


    鍍鋅鋼在2#反滲透水中浸泡4~48 h和72~720 h的電化學(xué)阻抗譜如圖4所示。可以看出,隨著浸泡時(shí)間由4 h增加至48 h,鍍鋅鋼阻抗由單一容抗弧+低頻感抗向雙容抗弧轉(zhuǎn)變,容抗弧的半徑明顯減小 (圖4a),低頻阻抗模值由4 h時(shí)的2.0×105 Ω·cm2逐漸下降至48 h時(shí)6.7×104 Ω·cm2 (圖4b),時(shí)間常數(shù)特征峰由一個(gè)寬化的峰向兩個(gè)峰轉(zhuǎn)變。鍍鋅鋼在浸泡72~480 h的過(guò)程中,阻抗模值持續(xù)降低,在600~720 h范圍內(nèi),出現(xiàn)了明顯的上升 (圖4d),相位角在72~720 h的浸泡時(shí)間內(nèi)均表現(xiàn)出兩個(gè)時(shí)間常數(shù)特征峰 (圖4e),這與在1#反滲透水中的變化趨勢(shì)完全一樣。鍍鋅鋼在3#反滲透水中浸泡4~48 h和72~720 h的電化學(xué)阻抗譜如圖5所示,阻抗變化特征和趨勢(shì)與其在1#、2#反滲透水中基本一致,這里不再贅述。

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    圖4   鍍鋅鋼在2#反滲透水中浸泡不同時(shí)間的電化學(xué)阻抗譜

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    圖5   鍍鋅鋼在3#反滲透水中浸泡不同時(shí)間的電化學(xué)阻抗譜


    鍍鋅鋼在1#~3#反滲透水中電化學(xué)阻抗譜低頻模值隨時(shí)間的變化如圖6a所示,低頻模值的高低在一定程度上可以反映出體系腐蝕速率的變化,可以看出鍍鋅鋼在2#反滲透水中表現(xiàn)出最低的腐蝕速率,其次是1#水樣和3#水樣。進(jìn)一步分析每一種反滲透水中低頻模值的變化可以發(fā)現(xiàn),鍍鋅鋼低頻模值隨時(shí)間的變化同樣可分為3個(gè)階段:0~48 h,低頻模值的快速下降;48~384 h,低頻模值緩慢下降;384~720 h,低頻模值表現(xiàn)出一定程度的上升。根據(jù)圖3~5鍍鋅鋼在3種反滲透水中電化學(xué)阻抗譜的特征,選用如圖6b所示的等效電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,其中Rs為溶液電阻,CPEdl為雙電層電容,Rt為電荷轉(zhuǎn)移電阻,CPEf為表面膜電容,Rf為表面膜電阻,鍍鋅鋼在不同反滲透水中電化學(xué)阻抗譜的擬合結(jié)果見(jiàn)表2~4。

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    圖6   鍍鋅鋼在不同反滲透水中電化學(xué)阻抗譜低頻模值隨時(shí)間的變化及其等效電路


    表2   鍍鋅鋼在1#反滲透水中電化學(xué)阻抗譜擬合結(jié)果

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    表3   鍍鋅鋼在2#反滲透水中電化學(xué)阻抗譜擬合結(jié)果

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    表4   鍍鋅鋼在3#反滲透水中電化學(xué)阻抗譜擬合結(jié)果

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    根據(jù)表2~4的擬合結(jié)果,繪制了鍍鋅鋼表面膜電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻隨時(shí)間的變化,如圖7所示。表面膜電阻越大,表明腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)基體的保護(hù)作用越強(qiáng),電荷轉(zhuǎn)移電阻越大說(shuō)明該水環(huán)境體系下,電化學(xué)反應(yīng)越難發(fā)生。從兩個(gè)圖中可以看出,鍍鋅鋼表面膜電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻在3種反滲透水中的變化趨勢(shì)大體一致,剛開(kāi)始時(shí)由于鋅的快速溶解表面膜電阻持續(xù)降低,同時(shí)伴隨著電荷轉(zhuǎn)移電阻的減小,在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn),膜電阻開(kāi)始增加,1#~3# 3種反滲透水中膜電阻開(kāi)始上升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別在200、300和400 h附近。從整體上判斷,鍍鋅鋼在2#反滲透水中仍然表現(xiàn)出最大的膜電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻,其次是1#反滲透水和3#反滲透水。

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    圖7   鍍鋅鋼在不同反滲透水中腐蝕產(chǎn)物膜電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻隨時(shí)間的變化


    2.2 鍍鋅鋼在不同反滲透水中的顯微形貌特征


    從以上鍍鋅鋼在不同反滲透水中的電化學(xué)特征可以總結(jié)出,其在反滲透水中的腐蝕失效可以分成3個(gè)階段,第一個(gè)階段由于表面鋅的快速溶解,體系的阻抗模值迅速降低;第二階段,隨著腐蝕產(chǎn)物的生成,阻抗模值的下降速度明顯減小;第三階段,鍍鋅鋼表面腐蝕產(chǎn)物膜不斷增厚,對(duì)基體起到了一定的保護(hù)作用,體系的阻抗模值略有上升。鍍鋅鋼在3種反滲透水中浸泡720 h后的微觀形貌如圖8所示,可以看出,鍍鋅鋼在不同的反滲透水中浸泡后呈現(xiàn)出不同的形貌特征,1#反滲透水中的形貌特征主要以球狀產(chǎn)物為主,2#反滲透水中的形貌特征主要以塊狀腐蝕產(chǎn)物為主,3#反滲透水中的形貌特征主要以尺寸較小的球狀產(chǎn)物形成的大的團(tuán)簇為主。鍍鋅鋼在以上3種反滲透水中腐蝕產(chǎn)物膜的化學(xué)成分如表5所示,可見(jiàn)3種溶液中腐蝕產(chǎn)物膜的主要成分是C、O、Na、Zn,其中以2#反滲透水中生成腐蝕產(chǎn)物膜的O含量最高,3#反滲透水中生成腐蝕產(chǎn)物膜的Zn含量最高,可以推測(cè)其產(chǎn)物主要是鋅的氧化物、氫氧化物和堿式碳酸鋅等,主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理如下:

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    圖8   鍍鋅鋼在不同反滲透水中浸泡720 h后的微觀形貌


    表5   鍍鋅鋼在3種反滲透水中腐蝕產(chǎn)物膜的化學(xué)成分


    陽(yáng)極反應(yīng):

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    陰極反應(yīng):

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    Zn的氫氧化物和氧化物的生成反應(yīng):

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    堿式碳酸鋅的生成反應(yīng):

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    2.3 鍍鋅鋼在不同調(diào)質(zhì)水中的電化學(xué)特征


    在2#反滲透水中通過(guò)加入不同濃度的MgCl2、CaCl2和NaHCO3,得到了4#~6#不同的調(diào)質(zhì)水,4#調(diào)質(zhì)水和5#調(diào)質(zhì)水比較可以得出MgCl2和CaCl2濃度對(duì)鍍鋅鋼腐蝕的影響,5#調(diào)質(zhì)水和6#調(diào)質(zhì)水對(duì)比可以得出碳酸氫鈉含量對(duì)鍍鋅鋼腐蝕的影響。鍍鋅鋼在此3種調(diào)質(zhì)水中開(kāi)路電位隨時(shí)間的變化如圖9所示。從中可以看出,隨著浸泡時(shí)間的增加,鍍鋅鋼在3種水溶液中的開(kāi)路電位呈現(xiàn)相似的變化特征,主要可以分成兩個(gè)階段:第一階段0~192 h,開(kāi)路電位呈波浪式上升后在192 h處達(dá)到一個(gè)頂點(diǎn);第二階段192~720 h,開(kāi)路電位先下降后上升。

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    圖9   鍍鋅鋼在不同調(diào)質(zhì)水中開(kāi)路電位隨時(shí)間的變化


    鍍鋅鋼在4#~6#調(diào)質(zhì)水中浸泡720 h的電化學(xué)阻抗譜如圖10所示,可以看出鍍鋅鋼在3種調(diào)質(zhì)水中的阻抗譜具有相似的特征,均表現(xiàn)出高頻容抗和低頻感抗的特征,根據(jù)開(kāi)路電位和阻抗譜的變化特征,將鍍鋅鋼在3種調(diào)質(zhì)水中的腐蝕歷程分成兩個(gè)階段:第一階段0~192 h和第二階段192~720 h。圖10顯示,鍍鋅鋼在4#調(diào)質(zhì)水中浸泡的第一階段0~192 h,容抗弧的半徑呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì) (圖10a);在第二階段192~720 h,容抗弧的半徑先降低而后增加,在600 h時(shí)降至最低 (圖10b)。圖10c和d顯示,鍍鋅鋼在5#調(diào)質(zhì)水中浸泡的第一階段0~192 h,容抗弧的半徑由0~48 h逐漸減小,在48 h時(shí)降至最低,隨著浸泡時(shí)間的進(jìn)一步增加,72~96 h出現(xiàn)短暫的波動(dòng)后,容抗弧的半徑不斷增大,在192 h時(shí)增至最大 (圖10c);第二階段192~720 h,容抗弧的半徑變化趨勢(shì)與4#調(diào)質(zhì)水中相似,表現(xiàn)出先減小后增大的特征,在600 h降至最低 (圖10d)。圖10e和f顯示,鍍鋅鋼在6#調(diào)質(zhì)水中浸泡第一階段0~192 h阻抗譜的變化特征與其在5#調(diào)質(zhì)水中的行為完全一致,容抗弧的半徑由0~48 h逐漸減小,在48 h時(shí)降至最低,隨著浸泡時(shí)間的進(jìn)一步增加,72~96 h出現(xiàn)短暫的波動(dòng)后,容抗弧的半徑不斷增大,在192 h時(shí)增至最大 (圖10e);浸泡第二階段192~720 h阻抗譜的變化特征與其在4#、5#調(diào)質(zhì)水中的特征一致,容抗弧表現(xiàn)出先減小后增大的特征,在600 h降至最低 (圖10f)。

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    圖10   鍍鋅鋼在4#~6#調(diào)質(zhì)水中浸泡720 h的電化學(xué)阻抗譜


    鍍鋅鋼在4#~6#溶液中電化學(xué)阻抗譜低頻模值隨時(shí)間的變化如圖11所示。鍍鋅鋼低頻阻抗模值在3種調(diào)質(zhì)水中表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律,在4#和5#溶液中表現(xiàn)出先波浪式上升而后下降的趨勢(shì),而在6#溶液中則表現(xiàn)為先降低后上升的特征,尤其是鍍鋅鋼低頻阻抗模值在6#調(diào)質(zhì)水中后期的升高,已明顯超過(guò)其在4#和5#調(diào)質(zhì)水中的表現(xiàn),但從整體上看,鍍鋅鋼在5#調(diào)質(zhì)水中表現(xiàn)出最高的阻抗模值,預(yù)示著最低的腐蝕速率,其次是6#和4#調(diào)質(zhì)水。也就是說(shuō),增加反滲透水中氯化鎂和氯化鈣的濃度,鍍鋅鋼的腐蝕速率降低,進(jìn)一步降低水溶液中碳酸氫鈉的濃度,鍍鋅鋼的腐蝕速率有所增加。

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    圖11   鍍鋅鋼在4#~6#調(diào)質(zhì)水中電化學(xué)阻抗譜低頻模值隨時(shí)間的變化


    2.4 鍍鋅鋼在不同調(diào)質(zhì)水中的顯微形貌特征


    總結(jié)鍍鋅鋼在4#~6#調(diào)質(zhì)水中的電化學(xué)阻抗譜規(guī)律可以得出以下共性特征:第一,在腐蝕歷程的第一階段0~192 h,鍍鋅鋼在4#溶液中的阻抗譜呈現(xiàn)不斷增大的趨勢(shì),而在5#和6#調(diào)質(zhì)水中則表現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì),均在48 h時(shí)表現(xiàn)出最差的耐蝕性能,其中的原因可能是相比于4#調(diào)質(zhì)水,5#調(diào)質(zhì)水中有更高的Cl-濃度,6#溶液不僅具有高的Cl-濃度,pH稍低于4#調(diào)質(zhì)水,腐蝕的初期,高的Cl-濃度和低的pH更容易造成鍍鋅層的溶解,造成體系阻抗的降低,隨著浸泡時(shí)間的增加,表面Zn的腐蝕產(chǎn)物不斷生成,對(duì)表面起到了明顯的保護(hù)作用,造成了體系阻抗的升高;第二,在腐蝕歷程的第二階段192~720 h,鍍鋅鋼在3種溶液中均表現(xiàn)為先減小后增大的趨勢(shì),在600 h降至最低,體系阻抗的減小可能是由于表面疏松腐蝕產(chǎn)物膜的脫落造成的,待新的腐蝕產(chǎn)物不斷生成在表面沉積,體系的阻抗再次升高。


    鍍鋅鋼在4#~6# 3種溶液中浸泡720 h的顯微形貌如圖12所示。可以看出,鍍鋅鋼在3種溶液中的顯微形貌并無(wú)本質(zhì)上的差別,均是由球狀腐蝕產(chǎn)物堆垛而成,球與球之間會(huì)相互合并形成大的團(tuán)簇,增強(qiáng)腐蝕產(chǎn)物膜的致密性。鍍鋅鋼在以上3種溶液中腐蝕產(chǎn)物膜的化學(xué)成分如表6所示,與1#~3#溶液中腐蝕產(chǎn)物膜的成分相似,4#~6#溶液中腐蝕產(chǎn)物膜的主要成分依然是C、O、Na、Zn,其中以5#溶液中生成腐蝕產(chǎn)物膜的O含量最高,6#溶液中生成腐蝕產(chǎn)物膜的Zn含量最高,可以推測(cè)其產(chǎn)物主要是Zn的氧化物、氫氧化物和堿式碳酸鋅等,主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與1#~3#溶液中的反應(yīng)機(jī)理相似,這里不再贅述,所不同的是由于溶液中添加了碳酸氫鈉,堿式碳酸鋅的反應(yīng)路徑除了上述反應(yīng)式外,還可能通過(guò)以下路徑,促進(jìn)了腐蝕產(chǎn)物膜的生成:

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    圖12   鍍鋅鋼在4#~6# 3種調(diào)質(zhì)水中浸泡720 h的顯微形貌


    表6   鍍鋅鋼在3種調(diào)質(zhì)水中腐蝕產(chǎn)物膜的化學(xué)成分

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    3 結(jié)論


    (1) 鍍鋅鋼在不同鹽度海水獲得的反滲透水中表現(xiàn)出了相似的電化學(xué)特征,第一階段,阻抗模值迅速下降,對(duì)應(yīng)著表面鋅的快速溶解;第二階段,阻抗模值緩慢降低,預(yù)示著表面腐蝕產(chǎn)物對(duì)腐蝕的抑制作用;第三階段,阻抗模值略有升高,腐蝕產(chǎn)物的不斷生成對(duì)基體起到了一定的保護(hù)作用。相對(duì)于進(jìn)水鹽度為25000和45000 mg/L,當(dāng)進(jìn)水鹽度為35000 mg/L時(shí),鍍鋅鋼在對(duì)應(yīng)的反滲透水中表現(xiàn)出最低的腐蝕速率。


    (2) 在反滲透水中增加CaCl2、MgCl2和NaHCO3改變了鍍鋅鋼的腐蝕失效歷程和表面形貌特征,其中增加反滲透水中MgCl2和CaCl2的濃度,鍍鋅鋼的腐蝕速率降低,進(jìn)一步降低水溶液中碳酸氫鈉的濃度,鍍鋅鋼的腐蝕速率有所增加,鍍鋅鋼表面不同電化學(xué)性質(zhì)的表現(xiàn)與其表面腐蝕產(chǎn)物膜的附著和脫落密切相關(guān)。

     

    參考文獻(xiàn)

    1 Marder A R. The metallurgy of zinc-coated steel [J]. Prog. Mater. Sci., 2000, 45: 191

    2 Wang Y B. Investigation on interfacial microstructures and properties of hot-dip galvanizing coating [D]. Xi'an: Northwestern Polytechnical University, 2016

    2 王友彬. 熱浸鍍鋅鍍層界面結(jié)構(gòu)與性能研究 [D]. 西安: 西北工業(yè)大學(xué), 2016

    3 Cui Z Y, Li X G, Xiao K, et al. Corrosion behavior of field-exposed zinc in a tropical marine atmosphere [J]. Corrosion, 2019, 70: 731

    4 De La Fuente D, Castaño J G, Morcillo M. Long-term atmospheric corrosion of zinc [J]. Corros. Sci., 2007, 49: 1420

    5 Chung S C, Lin A S, Chang J R, et al. EXAFS study of atmospheric corrosion products on zinc at the initial stage [J]. Corros. Sci., 2000, 42: 1599

    6 Yang H Y, Ding G Q, Huang G Q, et al. Corrosion behavior of galvanized steels in different atmospheric environments [J]. Corros. Prot., 2017, 38: 369

    6 楊海洋, 丁國(guó)清, 黃桂橋等. 鍍鋅鋼在不同大氣環(huán)境中的腐蝕行為 [J]. 腐蝕與防護(hù), 2017, 38: 369

    7 Zhong X Z, Wang Z Y, Liu Y J, et al. Corrosion behavior of galvanized steel in simulated ocean atmosphere [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2015, 35: 151

    7 鐘西舟, 王振堯, 劉艷潔等. 鍍鋅鋼在模擬海洋大氣環(huán)境下的腐蝕行為 [J]. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào), 2015, 35: 151

    8 Wang X D, Gao L Y, Chen X P, et al. Corrosion resistance of domestic galvanized steel sheet [J]. Mater. Prot., 2002, 35(10): 12

    8 王向東, 高令遠(yuǎn), 陳小平等. 國(guó)產(chǎn)鍍鋅鋼板的耐蝕性研究 [J]. 材料保護(hù), 2002, 35(10): 12

    9 Granese S L, Rosales B M, Fernandez A. Behavior of Zn in atmospheres containing sulfur dioxide and chloride ions [A]. 11th International Corrosion Congress [C]. Florence, 2009

    10 Svensson J E, Johansson L G. A Laboratory study of the initial stages of the atmospheric corrosion of zinc in the presence of NaCl; Influence of SO2 and NO2 [J]. Corros. Sci., 1993, 34(5): 721

    11 Meng Y, Liu L J, Zhang D W, et al. Initial formation of corrosion products on pure zinc in saline solution [J]. Bioact. Mater., 2019, 4: 87

    12 Yadav A P, Katayama H, Noda K, et al. Effect of Fe-Zn alloy layer on the corrosion resistance of galvanized steel in chloride containing environments [J]. Corros. Sci., 2007, 49: 3716

    13 Ning L J, Du A L, Xu L K, et al. Corrosion behavior of galvanized steel in NaCl solution [J]. Corros. Sci. Prot. Technol., 2012, 24: 291

    13 寧麗君, 杜愛(ài)玲, 許立坤等. 鍍鋅層在NaCl溶液中的腐蝕行為研究 [J]. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù), 2012, 24: 291

    14 Liu S, Sun H Y, Sun L J, et al. Effect of Zn(OH)2 on corrosion behavior of galvanized steel in seawater [J]. Mater. Eng., 2013, (8): 60

    14 劉栓, 孫虎元, 孫立娟等. 海水中Zn(OH)2對(duì)鍍鋅鋼腐蝕行為的影響 [J]. 材料工程, 2013, (8): 60

    15 Liu S, Sun H Y, Fan H J, et al. Progress of research on corrosion behavior of galvanized steel [J]. Mater. Prot., 2012, 45(12): 42

    15 劉栓, 孫虎元, 范匯吉等. 鍍鋅鋼腐蝕行為的研究進(jìn)展 [J]. 材料保護(hù), 2012, 45(12): 42

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