腐蚀保护

腐蚀保护

本技术公报将考虑保护碳素钢管支撑部件免受腐蚀的四种方法;油漆,锌涂层,热浸镀锌,以及这些组合。当外观和颜色的选择很重要时,绘画就有了优势。现代绘画系统在某些环境下可能是适当的保护。油漆为金属表面提供“屏障”保护。除了屏障保护外,锌对碳钢提供阴极保护的能力是一个基本的优势。在大多数情况下,寿命周期成本的降低证明了镀锌的少量额外成本是合理的。事实上,油漆和镀锌一起可以提供协同效益,这在某些情况下可能是合理的。

锌和镀锌的使用有着悠久的历史。早期的热浸镀锌专利分别于1836年和1837年在法国和英国颁发。这项技术在19世纪后期被迅速采用并广泛应用。在美国,我们有超过100年历史的桥梁采用镀锌结构。此外,我们还有超过70年历史的输电塔和变电站。休斯顿附近一家石化厂的管道架在服役28年后进行了研究。通过对剩余锌层厚度的测量,可以预测该井还可以使用60年。纸浆和造纸厂在大多数关键环境中使用镀锌材料。重要的是要了解使这种“老”技术在如此广泛的应用中具有成本效益的基本原理。

锌和碳钢的电化学“,

腐蚀是当四种元素同时存在时发生的电化学过程;一个释放电子的阳极,一个接收电子的阴极,一个电解质(通常是酸、碱或盐的水溶液)和一个金属电流路径。腐蚀发生的速率取决于阳极和阴极区域之间的电势、电解质的pH值、温度以及化学反应可用的水和氧。

腐蚀对碳钢的影响
图1显示了腐蚀是如何破坏碳钢的。请注意,右边的凹坑区域是阳极的,会释放电子,而左边的阴极区域(空气中的水和氧气存在的地方)是生锈的地方。碳钢被削弱的凹坑区域并不是生锈的地方。
锌腐蚀 腐蚀对锌和碳钢的影响
锌比碳钢更容易失去电子,所以当两者都存在时,锌就变成了阳极,保护了碳钢。图2显示了锌失去电子并产生点蚀,而碳钢仍然完好无损。由此可见,锌涂层将通过“牺牲”自身来保护碳钢,直到锌被耗尽。当电解液的pH值在4 ~ 13之间时,锌的消耗速度相对较慢。

热浸镀锌比镀锌有两个优点。在镀锌过程中,熔融的锌与碳钢反应形成锌/铁合金层。图3为5层镀锌表面,最上面一层是100%锌,最下面一层是碳钢。合金层之间有增加的硬度,以提供机械(屏障)保护,因为他们的锌含量,他们也是阳极相对于碳钢。这些合金层的硬度提供了更多的保护,从划痕比油漆可以提供。这对于大多数管道支持应用程序都很重要。

碳钢镀锌表面的图片
  • Eta层100:zn70dpn硬度
  • Zeta层硬度94% Zn 6% Fe 179 DPN
  • 三角层硬度90% Zn 10% Fe 224 DPN
  • γ层75zn 25% Fe
  • 碳钢硬度为159 DPN

任何能阻挡空气中的水分和氧气的涂层都有助于保护碳钢不受腐蚀。正确涂漆的表面将提供一个屏障,但它会受到与硬物接触的划伤。图4说明了锈蚀是如何生长和破坏油漆表面的,因为油漆屏障被划伤。

锈蚀对钢表面的影响
图4

钢用镀锌层

图5说明了当镀锌表面被划伤时所提供的阴极保护。

双工系统通常需要镀锌。我们的一些客户指定了双工系统。这种方法比较昂贵,但对于某些腐蚀性环境或外观来说是合理的。美国镀锌协会建议以下“经验法则”来估计双工系统的使用寿命。

(双工系统使用寿命)= 1.5*(仅限HDG使用寿命)+(仅限油漆使用寿命)
* 1.5的增效倍数是基于涂料对镀锌表面的屏障保护。

在管道技术和产品公司,许多客户退回了油漆可变和恒定beplayapp下载弹簧支架,这些弹簧支架由于腐蚀而不能再工作。在确定管道支架涂层的规格时,必须考虑成本。设施的所有者和运营商应该考虑生命周期成本。在安装和运行发电厂、石化厂、造纸厂或其他主要设施的总成本中,管道支架通常占相对较小的比例。热镀锌钢管支架碳钢部件的少量额外成本通常是一项明智的投资。

欲了解更多信息,您可以联系以下组织:

美国镀锌协会
12200 E.伊利夫204号极光,CO 80014
ph值800-468-7732

国家腐蚀工程师协会
1440 S. Creek Dr. Houston,德克萨斯州77084
ph值713-492-0535

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