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外加电流保护电位过负,涂层会起泡剥离

外加电流保护电位过负,涂层会起泡剥离
作者:云获客 来源: 技术分享 19 次浏览

外加电流保护电位过负时,金属表面析氢,涂层下碱性升高,结合面起泡剥离。电位不足时不会走出这条路径。

外加电流保护电位过负,涂层会起泡剥离

外加电流保护靠外部电源把被保护金属推向更负的电位,使它成为阴极。电位只要负到腐蚀停止即可。再往负推,阴极上就会大量析出氢气,涂层和金属之间的碱性急剧升高。气体把涂层顶起,碱把结合面破坏,于是出现起泡和剥离。这是电位过负的结果,不是涂层偶然黏不牢。

过负时涂层下面在析氢

电位不够负时,钢仍在生锈,涂层下是锈而不是气泡。电位过负以后,裸露处和涂层微孔处变成强烈的阴极,水被还原成氢和氢氧根。氢气聚在结合面强度最弱的地方,把涂层拱成泡;氢氧根使泡内液体呈碱性,涂层与钢的附着力被碱破坏,泡破裂后便成片剥离。碱性越强,结合面失效越快,泡也就连成片。电位只要回到不再析氢的区间,新泡就不应再成批出现。

起泡多从原有针孔、机械划伤和边角开始,因为电流从这些路径进入涂层下面。泡内若能收集到液体,液体发滑、呈碱性,周围钢面往往没有新鲜红锈,说明这里一直处在过保护而不是欠保护。只看到泡、不看泡内是碱还是锈,就会把过保护和涂层本身的渗透混在一起。泡液发滑、能使酚酞一类指示剂变色时,才能说明碱已经在涂层下面积聚。

析氢还会向高强度钢内部渗氢,造成氢脆,这是电位过负的另一后果。涂层起泡发生在表面,氢脆发生在应力高的内部,两者可以同时出现,也可以只有起泡。检查涂层时不要漏掉已经变脆的螺栓和高强零件。把电位调回到不析氢的区间,新的起泡应停止,已经拱起的涂层不会自行贴回去。

起泡不一定都是电位造成的

涂层吸水产生的渗透泡,里面多是近乎中性的水,钢面可能有轻微锈点,而且在没有外加电流时也会出现。这种泡的分布跟着涂层厚度和孔隙走,不跟着电位最负的区域走。外加电流造成的泡则集中在电位过负的部位,泡液发碱,往往在电位被调得更负之后才成批出现。

施工时溶剂没有挥发完、表面有油,也会在投用前就起泡,与保护电位无关。这类泡在通电之前的检查里已经存在。通电以后新出现的、而且只出现在电位最负区域的泡,才要回到整流器的给定值上找原因。把施工泡通电后再归因于电位,会把本来该返工的涂层当成保护参数问题。

电位不足时的损坏是锈蚀和涂层下的阳极剥离,锈从破口向周围扩展,破口处金属减薄。电位过负时破口处金属不减薄,剥离由阴极碱液和氢气引起,破口周围的涂层失去附着力,钢面仍然光亮。看破口中心是锈坑还是光亮金属,就能判断电流是给少了还是给过了。

阳极布置过近、屏蔽不良时,靠近阳极的区域电位特别负,远处仍然保护不足。于是近处涂层起泡剥离,远处照样生锈。只在一处测电位,会误以为整台设备都过负或都不够。应沿表面多点测量,起泡区与电位过负区应当重合。重合了,才降低该区的电流,而不是把总电流一刀切断。

涂层一旦剥离,裸露面积增大,维持原来电位所需的电流会上升,操作上容易再把电流加大,电位更负,剥离更快。这是过保护自己扩大自己的过程。发现起泡后应先把电位拉回到不析氢的范围,再修补已经剥离的涂层。边起泡边加大电流,裸露面积会越来越大。电流加大以后电位更负,析氢更猛,新的泡会沿旧泡边缘继续拱起。

钙质沉积层是阴极上正常的水垢状薄膜,附在钢面上,不是把涂层顶起来的气泡。它说明阴极反应在进行,不一定说明电位已经过负。过负的标志是涂层拱起、泡液发碱、伴随析氢。只有一层硬的钙质壳、涂层仍然贴牢,应另作判断,不要按剥离去返工。

外加电流的保护电位有一个够用的区间。低于这个区间,钢继续腐蚀;高于这个区间的负向,涂层起泡剥离。调整的依据是实测电位和泡的性质,不是电流表的读数越大越安全。电位过负时,先减电流、再修涂层,顺序不能颠倒。