学参数进行分析，从而对不同试验 阶段、同一位置涂层进行定量监测，以跟踪涂层的变化情况； (2) 不同位置涂层监测：通过测试在不同试验阶段、不同位置的涂层电化学交流阻抗 谱，选用合适的等效电路拟合模型并选取合适的电化学参数进行分析，从而对不同位置涂 层进行定量监测，以跟踪阴极剥离的发展趋势； (3) 阴极剥离监测：综合不同试验阶段、不同位置涂层的电化学交流阻抗谱变化情况， 监测并预测防腐涂层阴极剥离发展趋势及试验结果。
[0016] 本发明的具体实施例如下： 试验条件： 试验样板：喷砂钢板，样板尺寸为200mmX400mmX3mm，喷砂至粗糙度3〇Mm-5〇Mm、清洁 度Sa2y2,涂装环氧防腐涂层2道，厚度为250Mm。待涂层完全固化后，在测试样板3中心制 备一个直径为3_的漏涂孔4,直至露出底材。采用外加电流法或牺牲阳极法进行阴极剥离 试验。
[0017] 电化学交流阻抗谱试验（EIS): 将阵列测试池安装在测试样板3的涂层面上，使三个溶液池1距离测试样板3上漏涂 孔4的距离分别为0mm, 3mm, 6mm，然后往每个溶液池1内加入人工海水或天然海水，将溶液 池1上的参比电极6和铂丝对电极7连接电化学工作站，进行电化学阻抗谱测试，测试频率 范围为0. 01~lOOKHz，正弦波信号振幅为10mv，开路电位下进行测量，三电极体系，复合涂 层/钢板为工作电极，对电极为不锈钢，参比电极为Ag/AgCl电极，测试介质为人工海水。
[0018] 不同试验阶段涂层监测： 在阴极剥离试验期间，分别在1个月，2个月，3个月，4个月，5个月试验周期对涂层样 板同一位置进行电化学交流阻抗谱测试，采用等效电路模型进行分析。电化学阻抗谱测试 结果见图4和图5，涂层数据见表1。
[0019] 表1 距人工漏涂孔3-6_处涂层不同试验阶段的电化学数据
从表1可以看出，随着阴极剥离试验时间的不断进行，在钢板底材与防腐涂层界面上， 反映界面性质的界面双电层电容不断增大，这是由于阴极产物及腐蚀介质不断渗入界面， 从而引起界面溶胀。这与阴极剥离原理是一致的。
[0020] 不同测试位置涂层监测： 在同一试验周期(如第5个月），分别在距离漏涂孔4的2_~8_处，选择3~6个位 置，进行电化学交流阻抗谱测试，采用等效电路模型进行分析。测试结果见图6及图7,涂层 数据见表2。
[0021] 表2 试验5个月、距人工漏涂孔不同距离的涂层电化学数据
从表2可以看出，随着阴极剥离试验时间的不断进行，不同位置的涂层，其反映界面性 质的界面双电层电容显著不同，靠近漏涂孔4位置的涂层双电层电容比完好涂层的要大许 多，这与阴极剥离随时间逐渐扩大的原理是一致的。
[0022] 试验结果综合分析： 对不同试验阶段一位置以及同一试验阶段不同测试位置的涂层，其电化学测试结果特 别是双电容电容的变化趋势进行综合分析，从而预测阴极剥离试验的剥离结果。预测结果 及实际剥尚结果，见表3。
[0023] 表3 阴极剥离预测结果及实际剥离结果
从表3可以看出，阴极剥离预测结果与实际剥离结果准确性较高，说明本发明的可行 性。
[0024] 本发明可用于监测不同试验周期、不同位置的涂层防护性能变化的测试方法；可 以满足对涂层阴极剥离进行无损监测的迫切需求，为不同试验周期、不同位置的涂层的耐 腐蚀性能评价提供技术保障，从而缩短涂料研发周期、提高检测效率并且用于实船、海洋工 程等防腐蚀监检测，具有重要的现实意义。
[0025] 本发明未详述部分为现有技术。
[0026] 为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了 解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
【主权项】
1. 一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法，其特征是：首先将阵列测试池安 装在测试样板（3)上，使阵列测试池上的溶液池（1)距离测试样板（3)上漏涂孔（4)的距离 为O~14mm，在溶液池（1)中加入溶液，然后将溶液池（1)上的参比电极（6)和铂丝对电极 (7)连接电化学工作站，涂层钢板作为工作电极，采用电化学交流阻抗谱法测试阵列测试池 下测试样板（3)涂层的交流阻抗谱，并采用等效电路进行模拟，从而得出测试样板（3)上的 涂层信息。2. 根据权利要求1所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法，其特征是：所 述电化学交流阻抗谱法的测试频率范围为〇?Ol~lOOKHz，正弦波信号振幅为5mv-20mv，在 开路电位下进行测量。3. 根据权利要求1所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法，其特征是：所 述阵列测试池包括溶液池（1)和磁铁圈（2)，所述磁铁圈（2)设置在测试样板（3)的涂层面 上，在磁铁圈（2 )内设有至少三个溶液池（1 )，所述三个溶液池（1)距离设置在测试样板（3 ) 上的漏涂孔（4)距离不等，溶液池（1)内通过橡胶圈（5)分别设有参比电极（6)和铂丝对电 极（7)，所述参比电极（6)和铂丝对电极（7)分别通过导线连接电化学工作站，溶液池（1)的 底部设有通孔。4. 根据权利要求3所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法，其特征是：所 述阵列测试池中的溶液池（1)设置为三个，三个溶液池（1)呈三角形设置。5. 根据权利要求3所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法，其特征是：所 述磁铁圈（2)的外围设有护圈（8)。6. 根据权利要求1所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法，其特征是：所 述溶液为人工海水或天然海水。
【专利摘要】一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法，本发明利用电化学交流阻抗谱法对涂层阴极剥离试验进行无损测试，本发明所施加的扰动信号很小，不会对样品体系的性质造成不可逆影响，可原位测量涂层电容、涂层电阻，涂层/金属界面双电层电容、反应电阻等与涂层体系性能及涂层失效过程有关的电化学参数，本发明可用于监测实船、海洋工程、输油管道等阴极区涂层性能或在实验室监测阴极剥离试验，用于腐蚀过程研究，缩短涂料研发周期、提高研发效率。
【IPC分类】G01N27/26
【公开号】CN104897745
【申请号】CN201510211551
【发明人】陶乃旺, 陈小亭, 曾登峰
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二五研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月29日