螺栓作為一種緊固件廣泛應用于各個生產領域。實際生產中，螺栓會不可避免地暴露在大氣環境中與腐蝕介質接觸而發生大氣腐蝕，據統計大氣腐蝕是數量最多、覆蓋面最廣的一種腐蝕。沿海大量油氣生產設施受到高濕環境和海邊鹽堿性海洋氣候的雙重影響，腐蝕加劇，其腐蝕速率可能是內陸大氣腐蝕速率的數十倍。
圖1為某海邊站場內天然氣管道法蘭連接處螺栓的腐蝕情況。螺栓發生腐蝕后，其屈服強度、抗拉強度和剛度均會隨著腐蝕時間的延長而顯著下降，這會威脅到設備的正常運行，甚至造成油氣泄漏和引發火災爆炸等安全事故。
圖1 某站場內天然氣氣撬管線螺栓腐蝕情況 針對螺栓腐蝕現象，對現場實際使用中的螺栓采取了一系列腐蝕防護技術，但這些技術都具有一定的局限性如施工困難、無法應用于服役螺栓等。 陰極保護法、涂層保護法和緩蝕劑保護法是鋼結構常用的腐蝕防護方法。但對于大氣腐蝕環境中的螺栓，常規外加電流陰極保護和緩蝕劑保護法難以適用，而犧牲陽極陰極法與涂層隔離防護法是鋼結構主要的大氣防腐蝕措施。犧牲陽極與涂層聯合保護是目前公認的最有效的防腐蝕途徑。 因此，東南亞管道有限公司的技術人員提出了一種基于涂層與鋅絲犧牲陽極聯合保護的防腐蝕方法。將鋅絲作為犧牲陽極纏繞在螺栓表面，并在外面涂覆三種涂層以隔絕腐蝕介質。環氧樹脂與玻璃鱗片涂層是兩種常用且防腐蝕性能較好的涂層。熱熔膠涂層具有結合性強、致密性好的特點。為了評價該方法的綜合防腐蝕效果，首先通過電化學測試比較了三種涂層，然后利用鹽霧腐蝕試驗，分析比較了三種涂層聯合鋅絲使用前后的防腐蝕效果。 01 試樣及溶液 試驗螺栓為規格和材料均一致的碳鋼螺栓。其型號為M18×70 mm，螺距2.5 mm，頭部厚度11.85 mm，六角對邊長27 mm，螺桿直徑15.18 mm。 犧牲陽極為直徑0.3 mm的鋅絲，涂層分別為固態熱熔膠，環氧樹脂底漆與面漆，玻璃鱗片底漆與面漆。先將鋅絲纏繞在螺栓表面，再涂覆不同防腐蝕涂層。 為了比較了三種涂層及其耦合鋅絲使用前后的防腐蝕效果，對螺栓進行了如下防腐蝕處理：僅涂覆防腐蝕涂層，僅纏繞鋅絲，纏繞鋅絲并涂覆防腐蝕涂層。防腐蝕處理后的螺栓如圖2所示。 圖2 不同方法防腐蝕處理后的螺栓 電化學測試及中性鹽霧試驗所用溶液均為50 g/L的NaCl溶液，用高純度的NaCl固體（純度高于99.9%）和蒸餾水配制，溶液的pH為6.6。 02 電化學測試 電化學測試在CS520型電化學工作站上進行，測試內容包括開路電位、極化曲線及電化學阻抗譜。測試采用三電極工作系統：工作電極為測試螺栓，輔助電極為1 cm×1 cm的鉑電極片，參比電極為飽和甘汞電極（SCE）。開路電位測試時間為300 s。極化曲線測試的掃描速率為0.5 mV/s。電化學阻抗譜測試的頻率范圍為10-2～105 Hz，施加的正弦波擾動幅值為10 mV。 1開路電位 圖3為不同防腐蝕涂層螺栓在300 s內測得的開路電位，可以看出各試樣的開路電位曲線很快趨于穩定狀態，波動范圍很小，均在10 mV范圍內，這保證了后續阻抗等測量的穩定可靠性。各試樣開路電位的順序為：未處理螺栓<涂覆環氧樹脂螺栓<涂覆玻璃鱗片螺栓<涂覆熱熔膠螺栓。 這說明三種防腐蝕涂層均有一定的防腐蝕效果，其中熱熔膠涂層的防腐蝕效果最好，玻璃鱗片涂層的防腐蝕效果其次，玻璃鱗片涂層的防腐蝕效果最差。 2極化曲線 圖4 不同防腐蝕涂層螺栓在50 g/L的NaCl溶液中的極化曲線 表1 不同防腐蝕涂層螺
