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国家标准计划《涂漆和未涂漆金属试样的电化学阻抗谱(EIS) 第3部分:从模拟电解池获得数据的处理和分析》由 TC5(全国涂料和颜料标准化技术委员会)归口,TC5SC9(全国涂料和颜料标准化技术委员会钢结构防腐涂料体系分会)执行 ,主管部门为中国石油和化学工业联合会

主要起草单位 中国科学院海洋研究所中海油常州涂料化工研究院有限公司

目录

基础信息

计划号
20191308-T-606
制修订
制定
项目周期
12个月
下达日期
2019-06-06
申报日期
2018-06-14
公示开始日期
2019-01-03
公示截止日期
2019-01-18
标准类别
方法
国际标准分类号
87.040
87 涂料和颜料工业
87.040 涂料和清漆
归口单位
全国涂料和颜料标准化技术委员会
执行单位
全国涂料和颜料标准化技术委员会钢结构防腐涂料体系分会
主管部门
中国石油和化学工业联合会

起草单位

采标情况

本标准修改采用ISO国际标准:ISO 16773-3:2016。

采标中文名称:涂漆和未涂漆金属试样的电化学阻抗谱(EIS) 第3部分:从模拟电解池获得数据的处理和分析。

目的意义

众所周知,一般的金属构件,如铁、铜、铝等的表面大都采用涂漆等一定的手段进行保护,以防金属材料与空气或水分等侵蚀性粒子直接接触发生腐蚀,从而破坏金属构件的强度,引发灾难性事故的发生。

因此,客观评价涂层等表面材料的防护性能对于我们准确把握材料的服役状态,以便及时采取必要的防护措施从而延长材料的服役寿命至关重要。

在金属表面保护材料防护性能的评价方法中,电化学阻抗谱(EIS)方法是目前应用非常普遍和有效的评价方法之一。

电化学阻抗谱(EIS)是一种以小振幅的正弦波电位或电流为扰动信号的电化学测量方法。

通过EIS可获得涂层、涂层/金属界面丰富的电化学信息,通过对这些信息的分析可以对涂层等材料的防腐性能和破坏过程进行研究。

该方法是一种原位无损测试技术,不需要破坏保护材料本身的结构,通过小幅度的正弦波电位或电流到保护材料和金属体系上,获得以频率和应用信号为函数的谱图,采用等效电路对谱图进行分析,可以获得与保护材料性能密切相关的等效元件参数,进而对材料保护性能做出客观评价。

随着我国工程建设中金属材料的大量使用,对金属表面的防护手段也越来越多。

选择一项原位无损的测试技术,能适应于所有类型防护材料的性能评价,有利于按照统一的评价标准,客观的对不同材料进行筛选,为不同服役寿命设计要求的构筑物提供合适的材料。

但是目前国内还没有一项关于此技术的规范化的测试方法,对于一些大型的工程项目,无法对材料的防护性能进行实时无损监测,因此,制定一项关于金属构件表面材料防腐性能的电化学阻抗谱评价的相关标准对于筛选、优化金属构件表面防护材料,进而提高整体结构的服役寿命具有重要的现实和指导意义。

电化学阻抗谱(EIS)对防腐涂料的技术发展也有极大推动作用。

如通过EIS试验发现,在环氧防腐涂料体系中,腐蚀初期底漆的厚度比例与防腐性能关系不大,但在腐蚀的中后期底漆的厚度适当增大后,能延缓腐蚀介质在涂层中传输,从而延缓腐蚀的发生。

通过类似的机理研究,可以让涂料科研人员了解腐蚀发生的机理,从而针对性改进涂料产品配方。

我国的涂料技术长期以来走模仿的道路,缺少对机理的研究,很多科研人员对配方法中成分的作用一知半解,因而无法掌握核心技术。

该方法标准的制定可以为防腐涂料的研究提供一种新的试验方法,可以推动我国防腐涂料技术的发展。

而欧、美、日等涂料强国非常重视电化学阻抗谱(EIS)方法的研究,取得了很多研究成果,制订了很多国际标准,极大促进了防腐技术的发展。

而国内在该领域的标准制定方面进展比较缓慢,至今为止还没有一项相关的国家标准,导致了目前采用电化学阻抗谱测试方法不够规范,评价标准不够统一,影响了防腐涂料等材料的评价、筛选和寿命预测等相关研究工作。

该标准是属于“海水抽水蓄能电站前瞻技术研究”所要求的研究成果之一,该项目为国家科技部重点研发计划项目,项目编号为:2017YFB09037。

该项目设有一项子课题“智能长效防腐涂层、阴极保护和电磁效应联用关键技术研究”,其中,智能长效防腐涂层的防护性能评价,需要采用电化学阻抗谱技术进行评价,在我国目前还没有一项关于电化学阻抗谱技术的国家标准的情况下,我们只能根据以往的经验对涂层性能进行评价。

希望能够借助该项目的成功实施,将这一涂层性能评价最常用的手段进行规范化,为今后国家级以及其他项目中涂层的防护性能建立统一的评价标准提供基础。

范围和主要技术内容

1.范围 本标准规定了用于测试高阻抗涂覆试样EIS技术的实验装置评估程序。为实现这一目的,采用模拟电解池来代替高阻抗涂覆试样。在等效电路的基础上,本标准给出了采用模拟电解池提高实验报告可信度的准则,包括实验测试、曲线拟合和数据呈现。 2.主要技术内容 标准中包括范围、规范性引用文件、模拟电解池的要求、测试程序、数据分析、数据报告、测试系统的验收标准、实验报告、数据的重复性和再现性等内容。测试应在法拉第箱中进行,在零电压的直流电压下,根据生产商推荐的恒电压模式进行测量,测试振幅为20mV,采用由电化学工作站制造商提供的合适的软件,由等效电路A分析模拟电解池的测试结果。 3.预研情况 中国科学院海洋研究所相关专业人员对本项目进行了前期研究,对方法技术内容进行了分析研究和讨论,根据国际标准的内容和积累的试验数据,初步完成了该标准的草案编制工作。