Старіння покриття Zinga в атмосферних умовах та електрохімічна оцінка покриття Zinga

Результати попередньої оцінки Zinga, проведеної для Galvateh Limited [1], показали, що гальванічний захист, запропонований для сталі покриттям Zinga, можна порівняти з захистом, що забезпечується гальванічним цинкуванням.

1. Введення
Результати попередньої оцінки Zinga, проведеної для Galvateh Limited [1], показали, що гальванічний захист, запропонований для сталі покриття Sing, порівнянна з тією, що виконується гальванічним цинкуванням. Ці результати були підтверджені електрохімічними випробуваннями, наведеними нижче, які показали, що Singa забезпечує хороший гальванічний захист сталі, але має меншу швидкість корозії, ніж покриття, що виконується гарячим цинкуванням.
 
2. Обґрунтування
Zinga є захисним покриттям, що містить 98% цинку і призначене для сталі. Початковий тест на соляний туман [1] показав, що в дуже агресивному середовищі покриття Zinga роз'їдається і захищає сталь, подібну до гальванічних цинкових покриттів. Метою цього дослідження є обробка цих результатів шляхом безпосереднього порівняння гальванічного захисту, наданого Zinga зі звичайними гальванічними покриттями на сталі шляхом  вимірювання внутрішньої корозійної швидкості покриття Zinga і звичайного гальванічного покриття по сталі.
 
Для проведення цього порівняльного аналізу було використано електрохімічне вимірювання в розведеному хлоридно-сульфатному середовищі, а також проведено випробування атмосферного впливу в морських та промислових умовах. Електрохімічні випробування були завершені, про що детально йдеться в цьому звіті.
 
3. Випробовування
Стандартні електрохімічні випробування проводилися в розведеному (0,01 моль) розчині сульфату і хлориду натрію при рН 6,0±0,2. Відкрита напруга і гальванічний струм між Zinga і неізольованою сталлю вимірювалися в межах співвідношення середовища. Ці результати порівнювалися з результатами аналогічних випробувань, в яких покриття Zinga було замінено покриттям, виготовленим методом гарячого цинкування.
 
Швидкість корозії вимірювалася шляхом визначення лінійної поляризації і повного супротиву до змінного струму. Нефаррадичний опір електрохімічної системи при дослідженні було отримано на основі характеристики повного опору на змінний струм і було віднято від вимірюваного значення опору лінійної поляризації зразка для отримання опору переданого заряду. Швидкість внутрішньої корозії визначалася виходячи з наступного співвідношення:
 

Значення В приймається рівним 30 мВ. Швидкість корозії була отримана шляхом перетворення корозійного струму в величину втрат металу в мм/рік за законом Фаррадея, взявши пористість покриття за нуль.
 
 
4. Результати
Результати електрохімічного тесту наведені в таблицях 1 і 2 і на рисунках від 1 до 3. З таблиці 1 видно, що потенціал пари м'якої сталі/оцинкованої сталі дещо збільшився (тобто став більш позитивним) зі збільшенням часу витримки та зменшенням співвідношення захисного покриття-сталі.
 
Потенціал покриття стали варіювався від -1062 мВ до -1015 мВ, більш позитивний потенціал був отриманий при співвідношенні оцинкованої сталі до м'якої сталі 1:1 після 168 годин витримки. З таблиці 2 видно, що потенціал пари м'яка сталь/оцинкована сталь також дещо збільшився зі збільшенням часу витримки та зменшенням співвідношення захисного покриття до сталі. Вимірюваний потенціал коливався в межах від -1073 мВ до -971 мВ.
 
Більшість електронегативних потенціалів як для Zinga, так і для гальванічних сталевих покриттів були отримані з використанням пар зразок/м'яка сталь; це означає, що при нанесенні захисного покриття в тандемі зі зразками м'якої сталі активується реакція анодного розчинення цинку.
Таблиці 1 і 2 показують, що гальванічний захист, передбачений для м'якої сталі покриттям Zingа, дуже схожий на звичайне гальванічне покриття, хоча в цілому менше, ніж забезпечується гальванічним покриттям. Цей результат відповідає результатам, отриманим раніше.
 
5. Обговорення
Швидкість корозії зразків з Zinga після 7 днів впливу становила 0,035 мм/рік, при грубому наближенні ця швидкість становить 1/3 від швидкості корозії гальванічних пластин за аналогічних умов (0,11 мм/рік). У випробуваннях, де покриття Zinga і гальванічні пластини були поєднані зі зразками м'якої сталі, потенціал спарених електродів завжди залишався нижче -800 мВ SCE, що означає, що і покриття Zinga, і гальванічне покриття забезпечують хороший гальванічний захист сталі. Однак, гальванічний захист Zinga була трохи меншим, ніж у гальванічного цинкування. На практиці це означає, що пластини з Zinga зможуть забезпечити гальванічний захист сталі на більш тривалий період часу, ніж оцинкована сталь на грам розміщеного цинку. (Підвищення гальванічного захисту вище мінімального значення в разі витратного захисту не має значення для корозійної реакції на поверхні сталі - єдиним результатом є збільшення швидкості розчинення покриття і відновлення кисню з гідроксиду на поверхні сталі). Потенціал пари Zinga/сталь з часом ставав все більш позитивним для кожного досліджуваного співвідношення Zinga/м'якa сталm, але це не є суттєвим, оскільки отриманий потенціал зменшився в межах потенціалу, необхідного для захисту сталі (приблизно 800 мВ SCE). Гальванічний струм між сталлю і покриттям Zinga становив не менше 25% еквівалентного захисту, що забезпечується гальванічним покриттям.
 
Можливою причиною отримання чудової корозійної стійкості і захисних гальванічних характеристик Zinga є те, що в'яжучий елемент, присутній в покритті, діє як інгібітор (уповільнювач) корозії і знижує кінетику розчинення цинку в покритті Zinga. Цинк, присутній в покритті Zinga, є витратним анодом по відношенню до сталі, але піддається корозії з набагато меншою швидкістю, ніж можна було б очікувати. Тому слід очікувати, що Zinga буде добре себе почувати при більшості умов використання за умови, що покриття виконано правильно. Знижений захист, наданий Zinga, може призвести до поверхневої, безструктурної корозії частини сталевих пластин з частковим цинковим покриттям у слабкому агресивному середовищі, наприклад, при витримці в незабрудненій атмосфері.
 
6. Висновок
1. Покриття Zingа забезпечує гальванічний захист, порівнянну з цинкуванням сталі.
2. У безперервних умовах зразки, покриті Сінгою, роз'їдаються повільніше, ніж гальванічно покриті зразки.
3. Електрохімічні випробування підтвердили, що Singa - це цинкове покриття з корозійною стійкістю, здатне забезпечити ефективний захист м'якої сталі за умови морського середовища.