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水轮机叶片、导叶及过流部件长期浸没于含有阴离子的河水环境中,极易产生腐蚀,导致生产事故,造成经济损失。然而目前对于水轮机常用钢材的耐蚀性研究依旧较少,尤其是关于河水中阴离子的协同腐蚀的问题鲜有报道。因此针对水轮机用45#碳钢和0Cr18Ni9Ti不锈钢,探究四川河水中典型阴离子(Cl-、HCO3-、SO42-)对其协同腐蚀的作用,并采用石墨烯改性水性防腐涂料,对其实行涂层保护以减缓水轮机典型用钢的腐蚀,这就具有重要现实意义。运用电化学方法研究了上述阴离子协同作用对45#碳钢、0Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀行为的影响,结果表明:在同时存在Cl-、HCO3-、SO42-的模拟溶液中,当HCO3-及cr的含量从0.4g/L增加至1.2g/L时,45#碳钢的腐蚀速率上升,而在模拟溶液中增加SO42-的含量会抑制45#碳钢的腐蚀;由0Cr18Ni9Ti不锈钢在典型阴离子协同作用的研究中可以得出,HCO3-在一定范围内可以促进不锈钢的腐蚀,而S042-在一定范围内含量的增加对钢材的腐蚀具有抑制作用,Cl-含量在一定范围内的增加则表现出对不锈钢腐蚀先抑制后促进的规律,当Cl-浓度为1.2g/L时,腐蚀速率达到最小值为1.4937×10-8mmpy,随着Cl-浓度继续增大,腐蚀速率迅速上升。运用SEM、EDS及XRD分析了腐蚀产物的形貌与成分,结果表明:45#碳钢为均匀腐蚀,而0Cr18Ni9Ti的腐蚀则以点蚀为主;在HCO3-、Cl-、SO42-的协同作用下,45#碳钢腐蚀的主要产物为FeO(OH)、Fe6(OH)12CO3、Fe3O4等铁的氧化物或铁的氢氧化物,而OCr18Ni9Ti不锈钢腐蚀的主要产物为铁的氧化物、铁的铬化物和铁的硫化物。用石墨烯改性水性防腐涂料,并采用喷涂法将涂料覆于钢片表面,然后将养护好的试样在腐蚀介质中进行静态挂片实验,借助电化学工作站、扫描电子显微镜等手段分析涂层性能。研究结果表明:随着环氧富锌底漆中锌粉含量由0 wt%增加至80 wt%,涂层的耐蚀性增强,锌粉含量为40 wt%时,随着石墨烯含量从0 wt%增加至0.8 wt%,腐蚀速率先减小后增加,当石墨烯含量达到0.6 wt%时,腐蚀电流达到最小值4.58×10-8 A·cm-2。随着环氧云铁中间漆中云铁粉含量由0 wt%增加至30 wt%,涂料的耐蚀性逐渐增加,当云铁粉含量为15 wt%时,随着石墨烯含量从0 wt%增加至0.6 wt%,腐蚀速率先减小后增加,当石墨烯含量达到0.2 wt%时,腐蚀电流达最小值为2.3060×10-7 A·cm-2。在考察温度对水性防腐涂料的影响中发现,当温度由20℃上升至50℃,腐蚀电流密度相应从8.284×10-6A/cm2增加到8.289×10-4 A/cm2,腐蚀速率升高,自腐蚀电位由-0.632V下降至-1.311V,腐蚀倾向增强。喷涂有石墨烯含量为0.6 wt%,锌粉含量为40 wt%的环氧富锌底漆,石墨烯含量为0.2 wt%,云铁含量为15 wt%的环氧云铁中间漆,双组份聚氨酯白面漆的复合涂层的试样在模拟溶液中的腐蚀电流为2.1021×10-6 A/cm2,小于45#碳钢,大于0Cr18Ni9Ti不锈钢。通过盐雾试验可以看出,添加适量的石墨烯后可以替代涂料中的部分金属填料,在1000h内不影响涂层的防腐性能。