6thChinaCorrosionConferenceScientificResearch978-1-935068-89-12011SciRes.1364CorrosionResistanceResearchGalvanizationCoatingPeipengQIAO,FeihuaLIU,WanxiangZHAO,ShunchaoMIAO,GangSHENSuzhouNuclearPowerResearchInstitute,Suzhou,215004,ChinaEmail:osionmechanismcommonproblemsgalvanizationcoatingcorrosionfailurecases,preventionmitigationmeasuresproposedconsideringspecificcharacteristicsconstructionstage.Keywords:Nuclearpowerplant;galvanizationcoating;corrosion镀锌层耐腐蚀性能研究苏州热工研究院寿命管理研究中心，苏州215004Email:aqiao1103@163摘要：分析了镀锌层的耐腐蚀机理和常见的腐蚀问题，并结合核电站的腐蚀失效案例，针对工程建阶段的具体特点，提出了相应的预防和缓解腐蚀的措施。关键词：核电站；镀锌层；腐蚀引言镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌，起美观、防腐等作用的表面处理技术。镀锌层相对将锌锭作为阳极，钢基开云 开云体育作为阴极，锌离子得到电子还原成锌原子沉积到钢基表面，形成镀层。热浸镀锌是将被镀金属材料经预处理后，浸入液态金属锌中，从而锌的生产效率较高、环境污染小，且具有电镀锌所无法相比拟的强耐蚀性，所以在金属防护中应用更为广在核电站，常采用镀锌工艺进行防腐的设备主要有:通风设备和管道、电缆桥架、部分消防管道、紧固件、格栅和部分钢结构等。随着国内外核电站服役时间的增加和设计寿期的或防腐施工不当等缺陷会对日后设备的腐蚀失效产生了重要的影响，所以在设计、制造、运输、仓储、安调试等各阶段均应有严格的防腐管理要求。本文以国内某核电站镀锌设备发生的腐蚀事件为例，结合核电防腐机理钢铁表面涂覆镀锌层的耐腐蚀机理主要有两个方离开来，对钢铁基体起到物理屏障的保护作用。且镀锌层表面在腐蚀过程中生成的腐蚀产物膜也能够阻止腐蚀的进一步进行，所以腐蚀速度非常开云 开云体育平台慢，使用寿层对钢基可起到电化学保护作用。KarelBarton把镀锌层的防护过程主要分为以下件下，这种防护距离可达到1~2mm。但当空气特别潮湿时，镀锌层表面会直接生成可溶性腐蚀产物，此时镀锌层的腐蚀非常快。第二阶段，延续时间相当长，此时镀锌层的大气蚀行为与纯锌相同，其大气腐蚀机理和动力学符合钝化机理及其过程动力学。由于锌的腐蚀产物与周围环境互相作用，从而使镀锌层继续腐蚀，当镀锌层被腐蚀至钢铁基体于大气中时，镀锌层的防护进入第三阶段。第三阶段，镀锌层的大气腐蚀机理类似于第一阶再次出现长距离电化学防护，锌作为牺牲阳极对钢铁基ScientificResearch6thChinaCorrosionConference1365978-1-935068-89-12011SciRes.体进行电化学保护。腐蚀特征3.1大气腐蚀在干燥的空气中，锌和氧气会发生化学反应生成。碱式碳酸锌不易溶解，牢固地附着在镀件表面，阻止锌的继续腐蚀。镀锌层厚度越大，镀锌钢的耐腐蚀寿命越长；通常86^m厚镀层的热镀锌钢在大气中的使用寿命不低于20年。相同镀层厚度下，镀锌钢在工业大气及海洋环境中的使用寿命较城乡大气环境下更短，这是由于在工业及海洋大气环境存，使镀锌层在较低的大气相对湿度下即可发生电化学腐蚀，且不易形成难溶的、可抑制腐蚀进行的腐蚀产物膜。镀锌钢在大气中的腐蚀寿命还受大气环境中的多种类和密度、干湿循环周期等等。在室内环境下，镀锌钢的使用寿命约为室外的2~33.2液体腐蚀锌是两性金属，它在pH小于6或大于12.5这是因为当锌处于pH为6.0-12.5溶液中时，面会形成一层很薄的腐蚀产物保护膜，从而使锌与腐蚀介质隔离，使锌的腐蚀速率大大降低。由于大多数液体的pH都在6.0-12.之间，所以镀锌钢可作为容器用于储存和运输溶液。镀锌钢在水中的腐蚀是一个复杂的过程，主要受气体，溶解的钙盐、镁盐、其它盐类及悬浮微粒等物质，以及水的开云 开云体育pH、温度、流动情况等因素都会影响锌表面腐蚀产物的成分和结构，从而影响镀锌层的腐蚀速率。高温条件下锌和水反应能够生成氧化锌和氢气。料中锌颗粒较小，反应活性较镀锌结构高，在相同事故情况下，镀层与涂料相比，镀层中的锌致氢分离的速度较慢。3.3与其他金属接触时的腐蚀锌与其它金属相接触时，会形成一个电偶电池，多情况下具有被腐蚀的趋势，腐蚀的程度取决于该金属在金属活性序列中的位置。与铜接触镀锌钢与铜在潮湿的环境中接触时，会导致镀锌必须采取措施防止两种金属间的直接接触，结合点要用非导电材料衬垫，如采用绝缘垫片连结。另外，设计上应保证开云 开云体育平台水从镀锌钢表面流向铜表面，而不能相反。因为水中溶解的铜也会导致镀锌钢的加快腐蚀。与铝、不锈钢接触在中等潮湿到轻度潮湿的大气环境条件下，锌镀与铝或不锈钢的接触不太可能加速腐蚀。但是，在极端潮湿的条件下，镀锌钢表面在安装前需要通过涂用绝缘垫片等方法，才能与铝或不锈钢接触，以防止产生电化学腐蚀。与未镀锌钢接触镀锌钢与未镀锌钢连接时，可在一定范围内对未制了锌层对未镀锌钢发挥牺牲阳极保护作用。故只要镀锌钢的镀层有足够的厚度，能够维持到这层腐蚀物保护层形成，则镀锌钢与未镀锌钢接触基本无影响。腐蚀案例4.1氢气贮存棚钢屋架更换该核电站LZB氢气贮存棚靠近进水渠，为四面敞自电站投运以来，未进行过防腐施工维修，钢结构出现了严重的腐蚀现象，如图1所示，后对其进行了更换处4.2消防除盐水箱焊缝腐蚀核岛消防系统（JPI)的作用是扑灭可能发生在核辅助厂房。该电站JPI上充泵消防除盐水箱材料为锌碳钢，介质为除盐水。两个机组6个除盐水箱在内部检查时发现焊缝锈蚀，见图2。ScientificResearch978-1-935068-89-12011SciRes.13666thChinaCorrosionConference4.3消防管道腐蚀失效核岛消防水管道使用了大量的碳钢内外镀锌材且外部镀锌层表开云 开云体育平台面进行了涂层防腐。另外，核岛消防水管道及相关设备使用的材料除了碳钢还有大量不锈钢、黄铜等，并且一些垫片使用了银质材料。不锈钢、黄铜、银与镀锌碳钢使用于同一溶液内构成腐成镀锌层腐蚀，最终导致碳钢腐蚀。在消防水环境中容易滋生铁细菌、硫酸盐还原菌微生物，微生物的大量繁衍易引发微生物腐蚀、氧浓差腐蚀。一旦表面镀锌层受到破坏，则微生物腐蚀 氧浓差腐蚀作用极易造成管道内结瘤、堵塞管道、管壁 减薄，甚至导致管道穿孔，管道内部结瘤形貌见 工程阶段验收问题工程建设阶段的缺陷通常会是设备腐蚀问题的根 设计、制造、施工留下的问题皆会暴露出来，在此阶段 做好设备的验收则是非常重要的一个环节。下 面以国内 某在建电站为例，简述镀锌件在验收过程中 出现的缺 件表面经常会有油状异物污染或漏镀现象，不满足电站 的验收要求，表面油污见图 4(a)。2010 管预制过程中，发现两根不锈钢管内部存在严重锈蚀， 见图 4(b)。后对剩余管道进行了检查，发现大 部分管道 内部存在此类现象。后经调查发现，该管道 设计要求采 用内外镀锌处理的工艺进行防腐，但该生 产商为了节约 成本，偷工减料，内部未做镀锌施工， 造成内部管道大 量出现严重锈蚀，后来全部返厂。 Fi gure Corrosionmorphologies LZBsteel structure 图1.氢气贮存棚钢结构腐蚀 Fi gure Weldcorrosion morphology demineralizedwater tank 图2.除盐水罐内部焊缝腐蚀 Fi gure inside fi re water tube nuclearisland 图3.核岛消防水管道内部结癟 Scientific Research 6thChina Corrosion Conference 1367 978-1-935068-89-1 2011SciRes. 总结和建议镀锌件在电站使用量大，且范围广。根据全寿期 选材与施工方案需配套；镀层的工艺及厚度需满足使用 环境和寿命要求；结构设计需合理，不能直接与 高电位 金属接触，或是在液体介质条件下，镀锌件不 能位于高 电位金属的下游方向。 控制点；施工完成后对其表面质量、镀层厚度进行检验。 境中；对于海运的设备，需严格控制其包装质量，避免

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