专利名称：一种填埋条件下加速腐蚀的方法
技术领域：
本发明涉及材料腐蚀与防护技术领域，该方法尤其适用于金属材料及其防腐涂层在填埋环境下的加速腐蚀，效果极佳。
背景技术：
开展16MnR钢容器及其防腐涂层与填埋材料的相容性研究，需要对密封容器及其防腐涂层在填埋条件下的腐蚀规律和腐蚀机理开展研究；容器被填埋后处于“多重屏障(工程屏障(防腐涂层+轻集料混凝土 +膨润土)/地质屏障)”保护下，其腐蚀速率很慢，因此对腐蚀研究方法提出了很高的要求。文献对洞室环境中金属腐蚀的加速腐蚀实验研究，特别是洞室环境中金属被填埋后腐蚀的加速腐蚀实验及其方法研究报导极少，因此开展了特殊填埋条件下的加速腐蚀实验研究，具有重要的前瞻性与实用性的意义。本发明兼顾相关性和加速效果，利用填埋现场相同的填埋材料和类似的填埋工艺制备埋有试片的结构件，实现对填埋场景的近似模拟；依据16MnR钢基体腐蚀机理和涂层破坏机制，周期性采用强化介质法和干湿交替法实现16MnR钢在填埋场景中的多重加速腐蚀，以开展16MnR钢容器及其防腐涂层与填埋材料的相容性研究、各涂层在条件下的防腐性能对比研究，在较短时间内对各涂层的防护效果做出评价，产生积极的实验效果，具有极强的使用价值。
发明内容
本发明的目的在于:提供的填埋条件下的加速腐蚀实验方法，具有较高加速比和较好相关性，减少了人力、物力耗费及对周边土壤、环境的污染等。本发明的目的是这样实现的:一种填埋条件下加速腐蚀的方法，以16MnR钢容器为例，采用强化介质法和干湿交替法，实现加速的腐蚀效果；步骤I强化介质法:强化介质溶液的配制:配置3.5%NaCl溶液，加入HCl或H2SO4或NaHCO3,使Cl-、S042_和HCO3-等阴离子含量于现场裂隙水相同，并加入NaHO中和，使溶液的pH值为7 ;步骤2干湿交替法:包裹块制备:取200目膨润土与步骤I配制的强化介质溶液混合均匀，使其含水率为26%,制成28-35mm厚膨润土包裹块，即外包裹使用；泡沫混凝土与步骤I配制的强化介质溶液混合均匀，制成厚度为28-35mm厚包裹块,即内包裹使用；其该包裹块压实密度为
1.30-1.55g/cm3 ；包裹腐蚀片:试片尺寸为100mmX60mmX6mm，试片置于包裹块中，试片表面包裹厚度为25-35mm ；包裹块的干湿交替:将包裹块全部浸泡在去离子水中70-75小时，取出后放置室温下干燥，时间95-100小时，加速腐蚀周期为175-190天。所述方法，其特征在于:选用的膨润土由新疆托克逊膨润土厂生产，泡沫混凝土由新疆天山水泥厂生产。本发明的作用机理:确认防腐涂层和密封容器在填埋条件下的腐蚀机理和破坏机制包括:①填埋材料(轻集料混凝土和膨润土)作为屏蔽阻挡层，裂隙水及其中的腐蚀性离子迁移通过填埋材料层才能扩散至容器表面。②填埋材料与自由水发生离子交换，腐蚀性离子被浸出并扩散迁移至容器表面。③膨润土吸水膨胀和混凝土硬化收缩，导致与之粘附的涂层承受应力作用。④混凝土硬化升温，导致涂层可能经受热老化过程。⑤混凝土可以在一定时间内提供高碱性环境，有助于钝化层保持相对稳定。本发明方法兼顾相关性和加速比，依据16MnR钢基体腐蚀机理和涂层破坏机制，采用两种方法实现多重加速腐蚀，采用的强化介质法与干湿交替法，效果极佳，彰显技术进
止/J/ O
以下结合附图
对发明作进一步说明。附图为加速试验方法检测示意图；如图所示:1_强化介质，2-填埋包裹块，3-试片焊接导线，4-电化学测试仪，5-电脑；对16MnR钢及其防腐涂层在特殊填埋条件下采用周期性强化介质法加干湿交替法开展的加速腐蚀实验研究。
具体实施例方式以下结合实施例对发明作进一步说明。实施例实验兼顾相关性和加速比，利用现场所用膨润土和填埋工艺，制备膨润土结构件，实现现场填埋环境的近似模拟；采用强化介质溶液搅拌膨润土，将带涂层试块填埋于膨润土中，膨润土包裹厚度为30mm,压实干密度为1.46g/cm3 ;并依据16MnR钢基体腐蚀机理和涂层破坏机制，采用两种方法实现多重加速:①强化介质法:以现场环境参数为依据，向结构件预喷洒含Cl的设计盐溶液，改变结构件中填埋材料的含水率、含盐率、电阻率等，提高其自身的腐蚀性；强化介质溶液以
3.5%NaCl溶液(以分析纯NaCl溶质和去离子水溶液配置)为基础，按照现场水中阴离子含量添加HC1、H2S04、NaHCO3,加入NaOH使溶液pH值为7。②干湿交替法:采用干湿交替法对包裹块进行周期加速腐蚀实验，将包裹块浸泡在去离子水中72小时后，取出干燥放置96小时，完成实验周期时长180天，使土壤具有一定湿度，然后干燥，使之处于湿润一干燥的循环过程，利用干湿交替法加强水、氧和腐蚀性离子扩散作用，加强其腐蚀性。本方法通过180d加速腐蚀实验检测对比了 Al涂层、纳米有机涂层、Zn/A1-300/100复合涂层、Zn-Al合金涂层、Ζη/Α1_100/300复合涂层和Zn涂层在特殊填埋条件下的耐腐蚀性能，将400 μ m厚以上6种涂层的在真实填埋场景中的防腐寿命不低于252a，加速腐蚀实验与现场实验数据对比表明，设计的环境模拟加速腐蚀实验具有较高的加速t匕，与现场腐蚀实验的相关性较好。
权利要求
1.一种填埋条件下加速腐蚀的方法，其特征在于:以16MnR钢容器为例，采用强化介质法和干湿交替法，实现加速的腐蚀效果； 步骤I强化介质法: 强化介质溶液的配制:配置3.5%NaCl溶液，加入HCl或H2SO4或NaHCO3,使C1_、S042_和HCO3-等阴离子含量于现场裂隙水相同，并加入NaHO中和，使溶液的pH值为7 ; 步骤2干湿交替法: 包裹块制备:取200目膨润土与步骤I配制的强化介质溶液混合均匀，使其含水率为26%,制成28-35mm厚膨润土包裹块，即外包裹使用；泡沫混凝土与步骤I配制的强化介质溶液混合均匀，制成厚度为28-35mm厚包裹块，即内包裹使用；其该包裹块压实密度为1.30-1.55g/cm3 ； 包裹腐蚀片:试片尺寸为100mmX60mmX6mm,试片置于包裹块中，试片表面包裹厚度为 25_35mm ； 包裹块的干湿交替:将包裹块全部浸泡在去离子水中70-75小时，取出后放置室温下干燥，时间95-100小时，加速腐蚀周期为175-190天。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于:选用的膨润土由新疆托克逊膨润土厂生产，泡沫混凝土由新疆天山水泥厂生产。
全文摘要
本发明提供的一种填埋条件下加速腐蚀的方法，以16MnR钢容器为例，采用步骤1强化介质法强化介质溶液的配制配置3.5%NaCl溶液，加入HCl或H2SO4或NaHCO3，使Cl-、SO42-和HCO3-等阴离子含量于现场裂隙水相同，并加入NaHO中和，使溶液的pH值为7；步骤2干湿交替法包裹块的干湿交替将包裹块全部浸泡在去离子水中70-75小时，取出后放置室温下干燥，时间95-100小时，加速腐蚀周期为175-190天。
文档编号G01N17/00GK103115861SQ20121057510
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者不公告发明人 申请人:中国人民解放军63653部队