雅砻江流域水电站金属结构防腐蚀涂层配套体系试验研究

论文摘要

水电站有大量金属结构构件长期裸露在水中或暴露在大气环境中,受到氧气、水、水生物大气等各种环境因素的腐蚀,必须对其中的金属结构进行防腐蚀保护。受二滩水电站开发有限公司委托,武汉材料保护研究所于2005年12月承接了雅砻江流域梯形水电站金属结构设备防蚀涂层配套体系试验研究项目。针对雅砻江流域水电站工程项目所处地理位置、环境条件以及钢结构设备所处工况的环境特点,进行钢结构防蚀涂层配套体系的专项研究,以期满足雅砻江流域梯形水电站工程的设计使用寿命要求,确保电站结构的可靠性和耐久性。本文通过大气暴露及江水环境挂样试验研究了金属结构防蚀体系在不同大气及淡水环境中的耐蚀性及腐蚀规律。对有机涂层体系在不同大气环境下的装饰性及保护性、淡水环境下的防护性进行了腐蚀等级评价。通过失重法获得了喷锌、喷铝、A3钢及16Mn钢的在自然环境中年腐蚀速率,并对腐蚀的机制进行初步探讨。测得不同涂层在不同大气环境下的失光率,同时通过红外光谱初步探讨了失光较大的丙烯酸聚氨酯涂层和失光最小的氟碳涂层的失效机制。尽管自然环境（大气、水）下材料的暴露腐蚀试验是一种研究与评价材料腐蚀行为的可靠方法,其结果真实、可信,然而试验所需时间长,难以满足工程建设设计急需为满足工程设计需要。本文还通过室内加速腐蚀试验研究了防蚀材料的耐蚀性能;通过电化学测试,得到了金属热喷涂层的电化学保护性能;通过中性盐雾试验快速得到了金属热喷涂层的封闭+涂装复合体系的耐蚀性;研究了室内紫外/冷凝加速气候老化试验下氟碳涂层耐候性;并研究了几种耐磨涂层在高流速与中流速下的耐冲蚀性能。本文通过试验,积累了典型自然环境中钢结构防蚀涂层体系中的环境腐蚀数据;研究了防蚀涂层体系系统腐蚀破坏失效规律和防护机理及性能,为雅砻江流域即将开展的梯形电站建设提供了可靠、安全的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 金属结构防蚀涂层大气腐蚀研究背景及意义
• 1.1.1 腐蚀的危害
• 1.1.2 研究背景及内容
• 1.1.3 研究方法、试验方案
• 1.2 金属结构防蚀涂层大气腐蚀研究现状
• 1.2.1 金属结构防蚀有机涂层失效的主要因素
• 1.2.2 金属防蚀有机涂层老化机理
• 1.2.3 研究金属防蚀涂层老化试验方法
• 1.3 金属喷涂层失效研究
• 1.4 复合防护涂层的寿命评估
• 1.5 本章小结
• 第二章 二滩、武汉大气试验站环境比较分析
• 2.1 二滩、武汉两地大气、水环境因素比较
• 2.2 二滩、武汉大气环境大气腐蚀严酷性比较
• 第三章 材料及防护涂装体系的户外大气暴露腐蚀试验研究
• 3.1 试验仪器及试样制备
• 3.1.1 试验仪器、设备
• 3.1.2 试样制备及防护体系
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 户外大气暴露试验
• 3.2.2 检测光泽度
• 3.2.3 试验老化评级
• 3.2.4 腐蚀速率测定
• 3.2.5 红外检测
• 3.3 试验结果及分析
• 3.3.1 试样老化评级
• 3.3.2 红外分析
• 3.3.3 金属喷涂层试验后腐蚀失重结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 材料及防护涂装体系的淡水环境暴露试验研究
• 4.1 试验仪器及试样制备
• 4.1.1 试验仪器、设备
• 4.1.2 试样制备及防护体系
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 淡水环境现场挂样试验
• 4.2.2 试样保护性评级
• 4.2.3 腐蚀速率测定
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 涂层体系表观观察及保护性评级
• 4.3.2 金属喷涂层体系腐蚀速率测定及表观观察
• 4.3.3 黑色金属材料腐蚀速率测定
• 4.4 本章小结
• 第五章 防护涂层及涂装体系防护性能实验室研究
• 5.1 金属喷涂层及其封闭-涂装联合防护体系
• 5.1.1 概况
• 5.1.2 金属喷涂层及其复合防护体系的中性盐雾加速腐蚀试验研究
• 5.1.3 金属热喷涂层在淡水中的腐蚀电位测量与比较
• 5.1.4 金属喷涂层及其复合防护体系的防护寿命调查
• 5.2 氟碳、丙烯酸聚氨酯面涂层耐候性研究
• 5.2.1 试验
• 5.2.2 试验结果
• 5.2.3 讨论
• 5.2.4 氟碳涂层室内紫外/冷凝加速老化试验研究
• 5.2.5 氟碳涂料其他性能研究
• 5.3 富锌底涂层的电化学保护性研究
• 5.4 涂层抗含泥砂高流速水的冲蚀作用
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录:作者在攻读硕士学位期间发表和完成的论文
• 致谢