阴极剥离请教：什么叫防腐层的阴极剥离

阴极剥离请教：什么叫防腐层的阴极剥离

阴极剥离或叫阴极去黏合是涂装金属遭到破坏的一种常见形式。
涂装的钢铁设备如船舶、海上平台和地下管道，以及盛水溶液的大型槽罐的内壁常采用阴极保护手段防止腐蚀。
阴极保护不理想的后果之一是有缺陷处的涂层，由于阴极反应而失去附着力，涂层会从金属上分离，这种现象称为阴极剥离。覆盖了高聚物的金属表面可以变为阴极区，并可催化涂层下的阴极反应。
这种阴极本性可以由有目的地诱发，如阴极保护中的阴极极化，也可由腐蚀来诱发，因为发生腐蚀时阴极区和阳极区是分开的。阴极反应，或更确切地说阴极反应产物会对涂层和基体之间的键有不利的影响，并使涂层从基体上分离，即我们所称的阴极剥离。
受阴极保护的船体、管线和地下结构与阴极剥离有关，车辆上或暴露在大气环境下的金属构件上油漆的起泡，往往是由于基体被暴露而引起了涂层的受损，暴露面为阳极，而其邻近区为阴极。
腐蚀的扩展和油漆的起泡是由于发生了阴极剥离以及随后在使用期中干湿交替作用，使水和盐侵入的结构。阴极剥离是引起涂装金属腐蚀的一种特别形态，它破坏了涂层对金属的附着力。
阴极剥离的机理非常复杂，并随涂装体系不同而变化，尚无一般性结论，现在提出来的有三
种主要的阴极剥离机理。这三种机理是：由于阴极吸氧反应所产生的高pH值是一前提：

①涂层在界面上分离，即涂层发生了附着力的破坏，或界面被水置换，从而使涂层从金属表面上分离。

②金属上氧化物的溶解，金属上氧化膜被阴极反应所产生的碱溶解后，破坏了涂层与基体的结合而产生了剥离。

③内聚力破坏和涂层的解聚，涂层本身的物理和化学结构受到了破坏，对涂层/金属界面之间结合力起了破坏作用。
为了保证埋地金属管道在恶劣环境下的长期可靠运行，除采用防腐效果好的厚涂层环氧粉末
涂料、并外加机械强度高的聚乙烯保护层进行保护，尽量减少运输施工过程可能出现的机械
损伤外，还采用阴极保护的办法，管道开始腐蚀时，先腐蚀外挂的牺牲金属阳极而使管道免
受腐蚀。
因此，有机涂层与阴极保护措施相结合是目前埋地管道重防腐所采用的主要方法。
但采取阴极保护措施对有机涂料性能带来了新的要求，因为在电化腐蚀环境下，如果涂层的抗阴极剥离能力低，将出现涂层降解开裂，失去防腐作用。阴极保护条件下的电化学腐蚀速率与使用的温度环境有很大关系，温度越高，腐蚀速率越快，一方面埋地管道所使用的环境温度相差很大，如在夏季高温区域，沙漠地带，地表温度本身就很高；另一方面，要考察抗阴极剥离能力的持久性，也需要在较高温度条件下进行加速考察。
为了保证阴极保护的可靠性，石油天然气管道设计部门从2007年开始要执行新的涂层抗阴极剥离检验标准，将原有标准1.5V保护电压下，室温28天或65℃48h，修改为1.5V保护电压下60℃，30天。标准的提高，使原有粉末涂料不管是单层还是三层都不能达到要求。所谓涂层阴极剥离，是指在使用环境中，当水、氧、离子等渗入涂层后，在阴极保护条件下的有机涂层逐渐丧失屏障保护作用，产生起泡开裂的现象。
阴极剥离发生的原因目前尚未完全清楚，一般认为涂层阴极剥离的发生与阴极反应造成的局部碱环境有关，但也有另一种可能机制，即涂料覆前已存在于钢基表面的氧化膜(厚度为几纳米)及该膜与有机涂层界面在阴极极化条件下发生变
化而导致剥离。周钟，等比较了一种常温固化的环氧涂层、一种环氧型与一种酚醛改性环氧型融熔结合型粉末涂层的耐NaCl、NaOH及在3%NaCl水溶液介质中的阴极剥离行为后认为，由阴极反应产生的碱性环境造成聚合物降解是导致涂层阴极剥离的主要因素。
提高涂层的耐碱性介质的能力，可明显提高涂层的抗阴极剥离性能。另外涂层与基体金属的附着力对阴极剥离速度也有一定的影响，提高附着力在一定程度上也可以提高涂层的抗阴极剥离性能。