專(zhuān)利名稱(chēng)：一種填埋條件下加速腐蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，該方法尤其適用于金屬材料及其防腐涂層在填埋環(huán)境下的加速腐蝕，效果極佳。
背景技術(shù)：
開(kāi)展16MnR鋼容器及其防腐涂層與填埋材料的相容性研究，需要對(duì)密封容器及其防腐涂層在填埋條件下的腐蝕規(guī)律和腐蝕機(jī)理開(kāi)展研究；容器被填埋后處于“多重屏障(工程屏障(防腐涂層+輕集料混凝土 +膨潤(rùn)土)/地質(zhì)屏障)”保護(hù)下，其腐蝕速率很慢，因此對(duì)腐蝕研究方法提出了很高的要求。文獻(xiàn)對(duì)洞室環(huán)境中金屬腐蝕的加速腐蝕實(shí)驗(yàn)研究，特別是洞室環(huán)境中金屬被填埋后腐蝕的加速腐蝕實(shí)驗(yàn)及其方法研究報(bào)導(dǎo)極少，因此開(kāi)展了特殊填埋條件下的加速腐蝕實(shí)驗(yàn)研究，具有重要的前瞻性與實(shí)用性的意義。本發(fā)明兼顧相關(guān)性和加速效果，利用填埋現(xiàn)場(chǎng)相同的填埋材料和類(lèi)似的填埋工藝制備埋有試片的結(jié)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)對(duì)填埋場(chǎng)景的近似模擬；依據(jù)16MnR鋼基體腐蝕機(jī)理和涂層破壞機(jī)制，周期性采用強(qiáng)化介質(zhì)法和干濕交替法實(shí)現(xiàn)16MnR鋼在填埋場(chǎng)景中的多重加速腐蝕，以開(kāi)展16MnR鋼容器及其防腐涂層與填埋材料的相容性研究、各涂層在條件下的防腐性能對(duì)比研究，在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)各涂層的防護(hù)效果做出評(píng)價(jià)，產(chǎn)生積極的實(shí)驗(yàn)效果，具有極強(qiáng)的使用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供的填埋條件下的加速腐蝕實(shí)驗(yàn)方法，具有較高加速比和較好相關(guān)性，減少了人力、物力耗費(fèi)及對(duì)周邊土壤、環(huán)境的污染等。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種填埋條件下加速腐蝕的方法，以16MnR鋼容器為例，采用強(qiáng)化介質(zhì)法和干濕交替法，實(shí)現(xiàn)加速的腐蝕效果；步驟I強(qiáng)化介質(zhì)法:強(qiáng)化介質(zhì)溶液的配制:配置3.5%NaCl溶液，加入HCl或H2SO4或NaHCO3,使Cl-、S042_和HCO3-等陰離子含量于現(xiàn)場(chǎng)裂隙水相同，并加入NaHO中和，使溶液的pH值為7 ;步驟2干濕交替法:包裹塊制備:取200目膨潤(rùn)土與步驟I配制的強(qiáng)化介質(zhì)溶液混合均勻，使其含水率為26%,制成28-35mm厚膨潤(rùn)土包裹塊，即外包裹使用；泡沫混凝土與步驟I配制的強(qiáng)化介質(zhì)溶液混合均勻，制成厚度為28-35mm厚包裹塊,即內(nèi)包裹使用；其該包裹塊壓實(shí)密度為
1.30-1.55g/cm3 ；包裹腐蝕片:試片尺寸為100mmX60mmX6mm，試片置于包裹塊中，試片表面包裹厚度為25-35mm ；包裹塊的干濕交替:將包裹塊全部浸泡在去離子水中70-75小時(shí)，取出后放置室溫下干燥，時(shí)間95-100小時(shí)，加速腐蝕周期為175-190天。所述方法，其特征在于:選用的膨潤(rùn)土由新疆托克遜膨潤(rùn)土廠生產(chǎn)，泡沫混凝土由新疆天山水泥廠生產(chǎn)。本發(fā)明的作用機(jī)理:確認(rèn)防腐涂層和密封容器在填埋條件下的腐蝕機(jī)理和破壞機(jī)制包括:①填埋材料(輕集料混凝土和膨潤(rùn)土)作為屏蔽阻擋層，裂隙水及其中的腐蝕性離子遷移通過(guò)填埋材料層才能擴(kuò)散至容器表面。②填埋材料與自由水發(fā)生離子交換，腐蝕性離子被浸出并擴(kuò)散遷移至容器表面。③膨潤(rùn)土吸水膨脹和混凝土硬化收縮，導(dǎo)致與之粘附的涂層承受應(yīng)力作用。④混凝土硬化升溫，導(dǎo)致涂層可能經(jīng)受熱老化過(guò)程。⑤混凝土可以在一定時(shí)間內(nèi)提供高堿性環(huán)境，有助于鈍化層保持相對(duì)穩(wěn)定。本發(fā)明方法兼顧相關(guān)性和加速比，依據(jù)16MnR鋼基體腐蝕機(jī)理和涂層破壞機(jī)制，采用兩種方法實(shí)現(xiàn)多重加速腐蝕，采用的強(qiáng)化介質(zhì)法與干濕交替法，效果極佳，彰顯技術(shù)進(jìn)
止/J/ O
以下結(jié)合附圖
對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖為加速試驗(yàn)方法檢測(cè)示意圖；如圖所示:1_強(qiáng)化介質(zhì)，2-填埋包裹塊，3-試片焊接導(dǎo)線(xiàn)，4-電化學(xué)測(cè)試儀，5-電腦；對(duì)16MnR鋼及其防腐涂層在特殊填埋條件下采用周期性強(qiáng)化介質(zhì)法加干濕交替法開(kāi)展的加速腐蝕實(shí)驗(yàn)研究。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例實(shí)驗(yàn)兼顧相關(guān)性和加速比，利用現(xiàn)場(chǎng)所用膨潤(rùn)土和填埋工藝，制備膨潤(rùn)土結(jié)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)填埋環(huán)境的近似模擬；采用強(qiáng)化介質(zhì)溶液攪拌膨潤(rùn)土，將帶涂層試塊填埋于膨潤(rùn)土中，膨潤(rùn)土包裹厚度為30mm,壓實(shí)干密度為1.46g/cm3 ;并依據(jù)16MnR鋼基體腐蝕機(jī)理和涂層破壞機(jī)制，采用兩種方法實(shí)現(xiàn)多重加速:①?gòu)?qiáng)化介質(zhì)法:以現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)為依據(jù)，向結(jié)構(gòu)件預(yù)噴灑含Cl的設(shè)計(jì)鹽溶液，改變結(jié)構(gòu)件中填埋材料的含水率、含鹽率、電阻率等，提高其自身的腐蝕性；強(qiáng)化介質(zhì)溶液以
3.5%NaCl溶液(以分析純NaCl溶質(zhì)和去離子水溶液配置)為基礎(chǔ)，按照現(xiàn)場(chǎng)水中陰離子含量添加HC1、H2S04、NaHCO3,加入NaOH使溶液pH值為7。②干濕交替法:采用干濕交替法對(duì)包裹塊進(jìn)行周期加速腐蝕實(shí)驗(yàn)，將包裹塊浸泡在去離子水中72小時(shí)后，取出干燥放置96小時(shí)，完成實(shí)驗(yàn)周期時(shí)長(zhǎng)180天，使土壤具有一定濕度，然后干燥，使之處于濕潤(rùn)一干燥的循環(huán)過(guò)程，利用干濕交替法加強(qiáng)水、氧和腐蝕性離子擴(kuò)散作用，加強(qiáng)其腐蝕性。本方法通過(guò)180d加速腐蝕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)對(duì)比了 Al涂層、納米有機(jī)涂層、Zn/A1-300/100復(fù)合涂層、Zn-Al合金涂層、Ζη/Α1_100/300復(fù)合涂層和Zn涂層在特殊填埋條件下的耐腐蝕性能，將400 μ m厚以上6種涂層的在真實(shí)填埋場(chǎng)景中的防腐壽命不低于252a，加速腐蝕實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表明，設(shè)計(jì)的環(huán)境模擬加速腐蝕實(shí)驗(yàn)具有較高的加速t匕，與現(xiàn)場(chǎng)腐蝕實(shí)驗(yàn)的相關(guān)性較好。
權(quán)利要求
1.一種填埋條件下加速腐蝕的方法，其特征在于:以16MnR鋼容器為例，采用強(qiáng)化介質(zhì)法和干濕交替法，實(shí)現(xiàn)加速的腐蝕效果； 步驟I強(qiáng)化介質(zhì)法: 強(qiáng)化介質(zhì)溶液的配制:配置3.5%NaCl溶液，加入HCl或H2SO4或NaHCO3,使C1_、S042_和HCO3-等陰離子含量于現(xiàn)場(chǎng)裂隙水相同，并加入NaHO中和，使溶液的pH值為7 ; 步驟2干濕交替法: 包裹塊制備:取200目膨潤(rùn)土與步驟I配制的強(qiáng)化介質(zhì)溶液混合均勻，使其含水率為26%,制成28-35mm厚膨潤(rùn)土包裹塊，即外包裹使用；泡沫混凝土與步驟I配制的強(qiáng)化介質(zhì)溶液混合均勻，制成厚度為28-35mm厚包裹塊，即內(nèi)包裹使用；其該包裹塊壓實(shí)密度為1.30-1.55g/cm3 ； 包裹腐蝕片:試片尺寸為100mmX60mmX6mm,試片置于包裹塊中，試片表面包裹厚度為 25_35mm ； 包裹塊的干濕交替:將包裹塊全部浸泡在去離子水中70-75小時(shí)，取出后放置室溫下干燥，時(shí)間95-100小時(shí)，加速腐蝕周期為175-190天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:選用的膨潤(rùn)土由新疆托克遜膨潤(rùn)土廠生產(chǎn)，泡沫混凝土由新疆天山水泥廠生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種填埋條件下加速腐蝕的方法，以16MnR鋼容器為例，采用步驟1強(qiáng)化介質(zhì)法強(qiáng)化介質(zhì)溶液的配制配置3.5%NaCl溶液，加入HCl或H2SO4或NaHCO3，使Cl-、SO42-和HCO3-等陰離子含量于現(xiàn)場(chǎng)裂隙水相同，并加入NaHO中和，使溶液的pH值為7；步驟2干濕交替法包裹塊的干濕交替將包裹塊全部浸泡在去離子水中70-75小時(shí)，取出后放置室溫下干燥，時(shí)間95-100小時(shí)，加速腐蝕周期為175-190天。
文檔編號(hào)G01N17/00GK103115861SQ20121057510
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍63653部隊(duì)