044 磷酸洗和铬酸盐处理对熔结环氧粉末涂层抗阴极剥离和附着力的作用.doc

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044 磷酸洗和铬酸盐处理对熔结环氧粉末涂层抗阴极剥离和附着力的作用

PAGE  PAGE 12 磷酸洗和铬酸盐处理对熔结环氧粉末涂层 抗阴极剥离和增强附着力的作用 Role of phosphoric acid wash and chromate treatment on cathodic disbondment and adhesion properties of fusion bonded epoxy coatings K Varughese与Edmondson, 美国杜邦粉末涂料公司 BHR集团2005年第16届国际管道防护会议 摘要: 本文讨论了在改善熔结环氧粉末(FBE)防腐层系统的附着力与抗阴极剥离性能中,磷酸与铬酸盐处理的作用。实验室试验往往得出不同的阴极剥离试验结果,这取决于试验条件、铬酸盐浓度、铬酸盐应用条件,以及采用铬酸盐处理的样品的熔结环氧粉末(FBE)防腐层配方。进行了详细的研究,了解这些参数对采用一种熔结环氧粉末(FBE)防腐层配方的阴极剥离性能的影响。这些试验是分别在25℃和80℃下进行的。根据试验结果提出了相关的结论。 引言 油气水的安全输送对现代生活是至关重要的。这些介质是要通过管道 输送与分配的。虽然水泥、塑料和铜材是制造管子普遍采用的材料,但是,碳钢是大流量高压输送管道的首选材料。然而,如果没有采取适宜的方法加以防护,碳钢管道会因为腐蚀而失效。 防腐涂层和阴极保护是防止管道腐蚀广泛采用的方法。正常情况下,这两种方法必须结合起来使用,从而对地下管道提供最有效的保护。 在阴极保护与防腐涂层结合应用的情况下,防腐涂层是主要防腐系统,而阴极保护是辅助防腐系统。防腐层的成功与否取决于其是否有能力在管道设计寿命内始终提供防腐保护。这和能力受防腐层固有的防腐特性的控制,特别是防腐层始终附着在钢管表面上的能力。虽然管道防腐层有许多性能指标,但从防腐层的附着而言,抗阴极剥离与附着力是最重要的性能。 追究大多数管道事故的起因,防腐层失去附着力是根本原因之一。因此,需要认真研究防腐层施工的所有步骤,努力改进防腐层的附着力与抗阴极剥离性能,确保在管道设计寿命内始终维护防腐层优良的防腐性能。 虽然附着力在很大程度上取决于防腐层的化学特性,但是,它也取决于管道表面状况,即钢管表面的清洁度和粗糙度。参考文献1列出了影响熔结环氧粉末(FBE)防腐层附着力性能的各种参数的详细研究结果。 要维持防腐层附着在钢管上,除去钢管表面所有可溶性盐分是很重要的。磷酸洗是管道防腐厂常用的方法。在磷酸洗过程中,钢管表面浸泡在磷酸中,然后用加压的去离子水把酸液冲洗干净。这个步骤能够除去所有水溶性盐分,同时,也除去了粉尘和磨料喷砂后残留在钢管表面的其他碎屑杂质,为防腐层的附着提供了一个活性表面。 改善防腐层附着力的另一种方法是用促进附着的化学剂处理钢管表面。铬酸盐就是这样的表面活性剂,推荐用于熔结环氧粉末(FBE)防腐层。虽然铬酸盐处理不像磷酸洗那样普遍采用,但是,期待改进防腐层附着力的工程师往往会规定这样的处理程序。最早这是上世纪八十年代后期引用到熔结环氧粉末(FBE)防腐层的钢管表面预处理工艺中的,现在,已经规定三层聚烯烃防腐层的钢管表面预处理要采用铬酸盐处理,用于改进防腐层的附着力与抗阴极剥离性能。 包括用磷酸洗改进防腐层的附着力的钢管表面预处理的作用是莫容置疑的。但是,就铬酸盐处理对改进防腐层的附着力与抗阴极剥离性能的作用多少还是有些争议的,因为用工厂涂敷的样品进行试验时偶尔也发生试验失败。虽然有关报告指出,用铬酸盐处理极好改善了熔结环氧粉末(FBE)防腐层的抗阴极剥离性能,但是也有尚未公开的报告指出,在某些条件下,铬酸盐处理反而对防腐层产生不利的影响。对这些结果仔细研究后,认为铬酸盐处理的效果可能取决于多个因素,包括应用温度、浓度、熔结环氧粉末(FBE)防腐层的厚度。也有报告指出,铬酸盐处理的效果也取决于熔结环氧粉末(FBE)的配方。而且,在美国,铬酸盐的使用是受到严格控制的。世界上许多管道防腐厂不情愿使用铬酸盐处理是因为其会产生有害的环境污染问题。 近年来,环氧树脂和固化剂性能都有很大改进,熔结环氧粉末(FBE)制造商也开发出新的熔结环氧粉末(FBE)防腐层,具有更好的性能,对涂敷要求更加宽松。虽然我们已经知道铬酸盐处理对早先的熔结环氧粉末(FBE)防腐层配方的影响,但是,还不了解其对新一代熔结环氧粉末(FBE)防腐层配方是否有什么影响。 为此,本项研究选用了一个新开发的熔结环氧粉末(FBE)防腐层系统。本项研究有写列目的: 确定铬酸盐处理对厚的与薄的熔结环氧粉末(FBE)防腐层抗阴极剥离性能的影响。 确定铬酸盐处理最佳应用温度。 评价在较高温度与较低温度下铬酸盐的性能。 确认在任何条件下,铬酸盐处理对防腐层抗阴极剥离性能是否有不利影响。 实验 热水附着力试

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