CN104237075A - 评价溶解态二氧化碳在防腐涂层中扩散及渗透性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种评价溶解态二氧化碳在防腐涂层中扩散及渗透性能的方法，属于管道防腐涂层领域。所述方法按照如下步骤进行操作：首先测试土壤溶液的pH和涂层下渗透溶液的pH，然后计算土壤溶液CO₂浓度c₁和涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂，并绘制c₂～t曲线图和ln(c₁-c₂)～t曲线图，最后计算溶解态CO₂在防腐涂层中扩散系数和渗透系数。本发明实现了对溶解态二氧化碳在防腐涂层中扩散及渗透性能的定量评价，为管道外防腐涂层的筛选提供了依据，同时也为预测和评估钢制管道防腐涂层的服役寿命和剩余寿命提供依据。

Description

评价溶解态二氧化碳在防腐涂层中扩散及渗透性能的方法

技术领域

本发明涉及管道防腐涂层领域，特别涉及一种评价溶解态二氧化碳在防腐涂层中扩散及渗透性能的方法。

背景技术

CO₂在土壤中与水接触，会溶解于水，先后电离成碳酸氢根和碳酸根离子，即以溶解态的形式存在。外加防腐涂层的钢制管道在服役过程中，长期和土壤接触，土壤中的溶解态CO₂以碳酸氢根和碳酸根离子渗透穿过防腐涂层到达钢制管道表面，容易导致管道发生腐蚀失效。因此，评价土壤中溶解态CO₂在管道外防腐涂层中的扩散渗透性对评估和预测外加防腐涂层钢制管道的服役寿命和剩余寿命具有非常重要的指导意义。

目前，渗透介质在管道外防腐涂层中的扩散及渗透性能的研究，停留在气态型介质扩散及渗透性能的研究阶段，对于溶解态型气体介质在管道外防腐涂层中的扩散及渗透性能的研究尚属空白。评价气态型介质在管道外防腐涂层的扩散渗透性的方法为：将被评价的防腐涂层作为隔膜夹在两个密闭的容器之间，通常这两个容器一个为真空，一个充有一定压力的气体，最终在压力差的驱动下获得气体的扩散动力学参数，从而评价气态型介质在防腐涂层中的扩散及渗透性能。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

土壤中的CO₂在埋地管道外防腐涂层中会以液态离子的状态进行扩散，因此气态型介质在管道外防腐涂层中扩散及渗透性能的评价方法不适用于土壤中溶解态CO₂在管道外防腐层中的渗透性能的评价。

发明内容

为了解决现有技术不适用于评价土壤中溶解态CO₂在管道外防腐层中的渗透性能的问题，本发明实施例提供了一种评价溶解态二氧化碳在防腐涂层中扩散及渗透性能的方法，通过计算CO₂在管道外防腐涂层中的扩散系数和渗透系数，从而对其扩散及渗透性能进行评价。

所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种评价溶解态CO₂在防腐涂层中扩散性能的方法，所述方法按照如下步骤进行操作：首先测试涂层下渗透溶液的pH，然后计算涂层下渗透溶液中CO₂浓度c₂，并绘制c₂～t曲线图，最后计算溶解态CO₂在防腐涂层中的扩散系数，具体按照如下公式进行计算：

$D=\frac{L^2}{{6t}_b},$

D：扩散系数，

L：涂层厚度，

t_b：c2-t曲线在时间轴上的截距。

具体的，所述涂层下渗透溶液中CO₂浓度c₂根据定温定压下CO₂电离平衡方程进行计算。

进一步的，所述溶解态CO₂在防腐涂层中扩散系数的计算公式根据菲克第二定律推导而得，所述菲克第二定律具体为：

$\frac{\∂c(x,t)}{\∂t}=D\frac{{\∂}^{2}c(x,t)}{{\∂x}^2},$

D：扩散系数，

c：溶解态CO₂的浓度，

x：沿着涂层厚度方向溶解态CO₂扩散的距离，

t：溶解态CO₂扩散时间。

具体的，利用所述菲克第二定律推导所述溶解态CO₂扩散系数的计算公式时，设定起始条件和边界条件，起始条件：t=0时,x>0则c=c₁，x<0则c=c₂；边界条件：t≥0时,x=∞则c=c₁,x=－∞则c=c₂；其中，c₁表示土壤溶液中CO₂浓度，c₂表示涂层下渗透溶液中CO₂浓度。

进一步的，利用所述菲克第二定律推导所述溶解态CO₂扩散系数的计算公式之前，还包括测试土壤溶液pH，并按照定温定压下CO₂电离平衡方程计算土壤溶液CO₂浓度c₁的步骤。

具体的，利用菲克第二定律推导所述溶解态CO₂扩散系数的计算公式时所述土壤溶液CO₂浓度c₁不变。

另一方面，本发明提供了一种评价溶解态CO₂在防腐涂层中渗透性能的方法，所述方法按照如下步骤进行操作：首先测试土壤溶液的pH和涂层下渗透溶液的pH，然后计算土壤溶液CO₂浓度c₁和涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂，并绘制ln(c₁-c₂)～t曲线，最后计算溶解态CO₂在防腐涂层中渗透系数，具体按照如下公式进行计算：

$P=\frac{{\mathrm{VLS}}_w}{A}\frac{{\mathrm{dc}}_2}{(c_1-c_2)\mathrm{dt}}=-\frac{{\mathrm{VLS}}_w}{A}\frac{d\ln (c_1-c_2)}{\mathrm{dt}},$

P：渗透系数，

V：涂层下渗透溶液体积，

L：涂层厚度，

S_W：CO₂气体溶解度，

A：CO₂在防腐涂层中的渗透面积，

c₁：土壤溶液CO₂浓度，

c₂：涂层下渗透溶液CO₂浓度，

t：渗透时间。

具体的，所述土壤溶液中CO₂浓度c₁根据定温定压下CO₂电离平衡方程进行计算。

具体的，所述涂层下渗透溶液中CO₂浓度c₂根据定温定压下CO₂电离平衡方程进行计算。

具体的，计算溶解态CO₂在防腐涂层中渗透系数时所述土壤溶液CO₂浓度c₁不变。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明通过测试土壤溶液pH值和涂层下渗透溶液的pH值，建立溶解态CO₂在防腐涂层中的扩散系数和渗透系数的计算公式，实现了对溶解态CO₂在管道外防腐涂层中扩散及渗透性能的定量评价，为管道外防腐涂层的筛选提供了依据，同时也为预测和评估钢制管道防腐涂层的服役寿命和剩余寿命提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的CO₂在埋地管道外加防腐涂层中的扩散渗透过程示意图；

图2是本发明实施例提供的溶解态CO₂在防腐涂层中扩散渗透性测试实验装置示意图；

图3是本发明实例1提供的CO₂渗透穿过MDPE涂层后pH随时间变化图；

图4是本发明附图3提供的pH随时间变化图转换为涂层下渗透溶液CO₂浓度随时间变化图；

图5是本发明实例1提供的MDPE涂层ln(c₁-c₂)随时间变化图；

图6是本发明实例2提供的CO₂渗透穿过HDPE涂层后pH随时间变化图；

图7是本发明附图6提供的pH随时间变化图转换为涂层下渗透溶液CO₂浓度随时间变化图；

图8是本发明实例2提供的HDPE涂层ln(c₁-c₂)随时间变化图；

图9是本发明实例3提供的CO₂渗透穿过HPCC复合涂层后pH随时间变化图；

图10是本发明附图9提供的pH随时间变化图转换为涂层下渗透溶液CO₂浓度随时间变化图；

图11是本发明实例3提供的HPCC复合涂层ln(c₁-c₂)随时间变化图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

CO₂在埋地管道外加防腐涂层中的扩散渗透过程可分为五步，如图1所示。第一步，土壤中的有机物由于发生生物降解而产生CO₂；第二步，CO₂在含水的土壤中发生电离产生氢离子、碳酸根离子和碳酸氢根离子；第三步，离子扩散到土壤和涂层的界面A，然后在界面A上发生吸附；第四步，吸附在界面A上的离子经扩散渗透到达界面B；第五步，离子从界面B上发生脱附进入涂层界面B和管道基体界面C之间的剥离层。由于上述扩散渗透过程，CO₂电离产生的碳酸根离子和碳酸氢根离子在管道基体的界面C上引起腐蚀，最终导致管道发生各种形式的腐蚀失效。

本发明实施例通过测试土壤溶液pH值和涂层下渗透溶液的pH值，建立了评价溶解态二氧化碳在防腐涂层中的扩散及渗透性能的方法。

实施例1

评价溶解态CO₂在防腐涂层中扩散性能的方法，按照如下步骤进行操作：

步骤一，测试土壤溶液CO₂浓度c₁：首先通过pH计测试土壤溶液的pH值，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出土壤溶液CO₂浓度c₁。

步骤二，测试涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂：土壤溶液中的溶解态CO₂和其他一些成分经涂层渗透到涂层和管线钢之间的缝隙，首先通过pH计每隔1h测试涂层下渗透溶液的pH，直到溶液的pH稳定一段时间后停止测试，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂。

步骤三，绘制c2～t曲线图：以在不同时间点测试得到的涂层下渗透溶液CO₂浓度为Y轴，以渗透时间t为X轴，绘制c2～t曲线图。

步骤四，建立溶解态CO₂在防腐涂层中扩散系数的计算公式，具体过程如下：根据菲克第二定律：

$\frac{\&PartialD;c(x,t)}{\&PartialD;t}=D\frac{{\&PartialD;}^{2}c(x,t)}{{\&PartialD;x}^2}---\left(1\right)$

式（1）中，c是溶解态CO₂的浓度，x是沿着涂层厚度方向的距离，t是时间，D是扩散系数。

设定起始条件和边界条件，起始条件：t=0时,x>0则c=c₁，x<0则c=c₂；边界条件：t≥0时,x=∞则c=c₁,x=－∞则c=c₂。利用设定的起始条件和边界条件解上述微分方程（1）可得：

$D=\frac{L^2}{{6t}_b}---\left(2\right)$

式（2）中，D为扩散系数，L为涂层的厚度，t_b为c2～t曲线在时间轴上的截距。

步骤五，计算溶解态CO₂在防腐涂层中扩散系数：当已知涂层厚度L和渗透时间t_b的条件下，利用公式（2）可以计算出涂层的扩散系数D。其中，涂层厚度L可采用千分尺直接测量获取，渗透时间t_b为c2～t曲线在时间轴上的截距，从步骤三绘制的c2～t曲线图中获取。

实施例2

评价溶解态CO₂在防腐涂层中渗透性能的方法，按照如下步骤进行操作：

步骤一，测试土壤溶液CO₂浓度c₁：首先通过pH计测试土壤溶液的pH值，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出土壤溶液CO₂浓度c₁。

步骤二，测试涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂：土壤溶液中的溶解态CO₂和其他一些成分经涂层渗透到涂层和管线钢之间的缝隙，首先通过pH计每隔1h测试涂层下渗透溶液的pH，直到溶液的pH稳定一段时间后停止测试，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂。

步骤三，绘制ln(c₁-c₂)～t曲线，以ln(c₁-c₂)为Y轴，以t为X轴，绘制ln(c₁-c₂)～t曲线图。

步骤四，建立溶解态CO₂在防腐涂层中渗透系数的计算公式，具体过程如下：根据质量守恒定律，渗透过涂层溶解态CO₂的质量流量Q可以表示为：

$Q=V\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;c}=V\frac{{\mathrm{dc}}_2}{\mathrm{dt}}---\left(3\right)$

式（3）中，Q为渗透的溶解态CO2质量流量，V为涂层下渗透溶液体积，c₂为涂层下渗透溶液中CO2浓度，t为渗透时间。

渗透系数P为在驱动力的作用下（一般为压力），渗透物在单位时间内穿过单位面积涂层的总量，可以表示为

式（4）中，A为CO2在涂层中的渗透面积，p1和p2为涂层两侧的气体分压，L为涂层厚度，t为渗透时间。

式（4）可表示为：

$Q=\frac{\mathrm{PAt}\left(p_1{p}_2\right)}{L}=\frac{\mathrm{PAt}(c_1/S_w{c}_2/S_w)}{L}---\left(5\right)$

式（5）中，S_w为气体溶解度，在一定温度和压力下，气体的溶解度可以在物理化学手册中查到，c₁为渗透前土壤溶液中CO₂浓度，c₂为渗透后涂层下的涂层下渗透溶液CO₂浓度，根据式（3）和（5）可得：

$V\frac{{\mathrm{dc}}_2}{\mathrm{dt}}=\frac{\mathrm{PA}(c_1-c_2)}{S_{w}L}---\left(6\right)$

因为考虑到土壤溶液的体积很大，远远大于涂层下渗透溶液的体积，因此，在整个渗透过程中认为土壤溶液中CO2浓度c₁是不变的，因此式（6）可表示为：

$P=\frac{{\mathrm{VLS}}_w}{A}\frac{{\mathrm{dc}}_2}{(c_1-c_2)\mathrm{dt}}=-\frac{{\mathrm{VLS}}_w}{A}\frac{d\ln (c_1-c_2)}{\mathrm{dt}}---\left(7\right)$

步骤五，计算溶解态CO₂在防腐涂层中渗透系数：当涂层下涂层下渗透溶液体积V、涂层厚度L、CO₂气体溶解度S_W、CO₂在涂层中的渗透面积A和ln(c₁-c₂)～t曲线斜率的已知条件下，利用公式（7）可以计算出涂层的渗透系数P。其中，涂层厚度L采用千分尺进行测量，测量10个不同的部位取平均值，CO₂在涂层中的渗透面积A通过测量计算获取，ln(c₁-c₂)～t曲线的斜率可以通过ln(c₁-c₂)～t曲线图获取。

本发明提供的评价CO₂在防腐涂层中扩散及渗透性能的方法在实验室进行实验。通过实验装置模拟现场CO₂在管道外防腐涂层中扩散渗透情况。模拟实验装置如图2所示。在图2中，左室模拟土壤溶液，并通过进气管道和排气管道不断向模拟土壤溶液中通入5%CO₂+95%N₂混合气体（模拟依据可参考文献：M.C.Li,Y.F.Cheng.氢促进-70管线钢阳极溶解机理研究及其对近中性pH管线钢应力腐蚀开裂的启示.电化学学报,52(2007)8111-8117.）；右室模拟涂层和管道表面之间的剥离层，右室内的溶液模拟穿过涂层进入剥离层的涂层下渗透溶液，该涂层下渗透溶液的主要成分及其质量百分含量为：NaHCO₃为0.483g/L，KCl为0.122g/L，CaCl₂·2H₂O为0.181g/L，MgSO₄·7H₂O为0.131g/L（模拟依据可参考文献：M.C.Li,Y.F.Cheng.氢促进-70管线钢阳极溶解机理研究及其对近中性pH管线钢应力腐蚀开裂的启示.电化学学报,52(2007)8111-8117.）。左室的体积远远大于右室的体积。在左室和右室之间设置管道外防腐涂层，模拟真实管道外涂层。且右室内安装电子式pH计，对模拟的涂层下渗透溶液的pH进行在线测试，获取不同时间的涂层下渗透溶液的pH，左室内模拟的土壤溶液的pH通过pH计进行离线检测，获取土壤溶液的pH。试验装置搭建好之后采用纯氮气对图2中的左室和右室分别除氧2～3h，同时将整个测试装置放入水浴中观察是否有漏气现象，保证整个测试装置的密封性良好。

在图2中，左室内溶解态的CO₂经两级电离后产生氢离子、碳酸根离子和碳酸氢根离子，经涂层向右室扩散渗透。

实例1

本发明实例提供了一种评价溶解态CO₂在中密度聚乙烯涂层（MDPE，产品为Bredero Shaw公司生产）中的扩散及渗透性能的方法。

实施条件:

MDPE涂层的厚度为0.8mm，涂层渗透面积为0.002826m²，测试温度为25℃，测试压力为1个大气压。

实施过程和结果：

步骤一，首先测试土壤溶液的pH值，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出土壤溶液CO₂浓度c₁，在整个渗透过程中，认为c₁不变。

步骤二，通过右室的pH计每隔1h测试涂层下渗透溶液的pH，直到溶液的pH稳定一段时间后停止测试，得到pH～t的变化曲线，如图3所示，X轴为t，min；Y轴为pH，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂，

步骤三，绘制c₂～t曲线图，如图4所示,X轴为t，min；Y轴为c₂，mol/L。

步骤四，计算CO₂在MDPE涂层中的扩散系数，具体按照公式（2）进行计算。其中，

涂层厚度L=0.8mm，

c2～t曲线在时间轴上的截距t_b=8205s，

将其代入公式（2）中，计算得溶解态CO₂在MDPE涂层中的扩散系数为1.3×10^-7cm²/s。

步骤五，绘制ln(c₁-c₂)～t曲线图，如图5所示，X轴为t，sec；Y轴为ln(c₁-c₂)。

步骤六，计算CO₂在MDPE涂层中的渗透系数，具体按照公式（7）进行计算。其中，

涂层下渗透溶液的体积V=0.03L，

涂层厚度L=0.8mm，

CO₂气体溶解度S_w=0.067mol/L·atm，

CO₂在防腐涂层中的渗透面积A=0.00286m²，

ln(c₁-c₂)～t曲线斜率=-5.51×10^-8，

将其代入公式（7）中，计算得溶解态CO₂在MDPE涂层中的渗透系数为3.1×10^-11mol/atm·m·s。

实例2

本发明实例提供了一种评价溶解态CO₂在高密度聚乙烯涂层（HDPE，产品为Bredero Shaw公司生产）中的扩散及渗透性能的方法。

实施条件:

HDPE涂层的厚度为0.8mm，涂层渗透面积为0.002826m²，测试温度为25℃，测试压力为1个大气压。

实施过程和结果：

步骤一，首先测试土壤溶液的pH值，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出土壤溶液CO₂浓度c₁，在整个渗透过程中，认为c₁不变。

步骤二，通过右室的pH计每隔1h测试涂层下渗透溶液的pH，直到溶液的pH稳定一段时间后停止测试，得到pH～t的变化曲线，如图6所示，X轴为t，min；Y轴为pH，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂，

步骤三，绘制c₂～t曲线图，如图7所示,X轴为t，min；Y轴为c₂，mol/L。

步骤四，计算CO₂在HDPE涂层中的扩散系数，具体按照公式（2）进行计算。其中，

涂层厚度L=0.8mm，

c2～t曲线在时间轴上的截距t_b=9697s，

将其代入公式（2）中，计算得溶解态CO₂在HDPE涂层中的扩散系数为1.1×10^-7cm²/s。

步骤五，绘制ln(c₁-c₂)～t曲线图，如图8所示，X轴为t，sec；Y轴为ln(c₁-c₂)。

步骤六，计算CO₂在HDPE涂层中的渗透系数，具体按照公式（7）进行计算。其中，

涂层下渗透溶液的体积V=0.03L，

涂层厚度L=0.8mm，

CO₂气体溶解度S_w=0.067mol/L·atm，

CO₂在防腐涂层中的渗透面积A=0.00286m²，

ln(c₁-c₂)～t曲线斜率=-1.96×10^-8，

将其代入公式（7）中，计算得溶解态CO₂在HDPE涂层中的渗透系数为1.1×10^-11mol/atm·m·s。

实例3

本发明实例提供了一种评价溶解态CO₂在HPCC复合涂层中的扩散及渗透性能的方法。

实施条件：

HPCC涂层为聚乙烯和粉末熔解环氧形成的一个多层复合涂层，产品为Bredero Shaw公司生产，其和管道接触的底层为溶解环氧层，中间层为过渡层（粘结层），外层为中等密度聚乙烯层（MDPE），涂层厚度为0.92mm，涂层渗透面积为0.002826m²，所述涂层渗透面积通过测量图2中左室的内径计算获取，测试温度为25℃，测试压力为1个大气压。

实施过程和结果：

步骤一，首先测试土壤溶液的pH值，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出土壤溶液CO₂浓度c₁，在整个渗透过程中，认为c₁不变。

步骤二，通过右室的pH计每隔1h测试涂层下渗透溶液的pH，直到溶液的pH稳定一段时间后停止测试，得到pH～t的变化曲线，如图9所示，X轴为t，min；Y轴为pH，然后根据CO₂在定温定压下的电离平衡方程计算出涂层下渗透溶液CO₂浓度c₂。

步骤三，绘制c₂～t曲线图，如图10所示，X轴为t，min；Y轴为c₂，mol/L。

步骤四，计算CO₂在HPCC复合涂层中的扩散系数，具体按照公式（2）进行计算。其中，

涂层厚度L=0.92mm，

c2～t曲线在时间轴上的截距t_b=6130s，

将其代入公式（2）中，计算得溶解态CO₂在HPCC涂层中的扩散系数为2.3×10^-7cm²/s。

步骤五，绘制ln(c₁-c₂)～t曲线图，如图11所示，X轴为t，sec；Y轴为ln(c₁-c₂)。

步骤六，计算CO₂在HPCC复合涂层中的渗透系数，具体按照公式（7）进行计算。其中，

涂层下渗透溶液的体积V=0.03L，

涂层厚度L=0.92mm，

CO₂气体溶解度S_w=0.067mol/L·atm，

CO₂在涂层中的渗透面积A=0.00286m²，

ln(c₁-c₂)～t曲线斜率=-1.22×10^-8，

将其代入公式（7）中，计算得溶解态CO₂在HPCC涂层中的渗透系数为7.9×10^-12mol/atm·m·s。

实例1和实例2为溶解态CO₂在单层防腐涂层中的扩散及渗透性能的评价方法，实例3为溶解态CO₂在多层防腐涂层中的扩散及渗透性能的评价方法，说明本发明实施例提供的评价溶解态CO₂在防腐涂层中的扩散及渗透性能的方法适用范围广，可用于单层防腐涂层体系和多层复合防腐涂层体系。

实例1-3中的涂层对CO₂扩散和渗透性能的数据如表1所示，通过比较实例1-3中的涂层对CO₂扩散和渗透性能的数据，可以知道，三种涂层对CO₂扩散和渗透性能优劣顺序为：HPCC>HDPE>MDPE。因此，通过比较涂层对CO₂的扩散系数和渗透系数大小，为管道外防腐层的筛选提供直接的依据。

综上所述，本发明不仅可用于评价不同类型外防腐涂层对溶解态CO₂的渗透扩散性能，还可以通过比较不同防腐涂层溶解态CO₂扩散系数和渗透系数的大小，为管道外防腐涂层的筛选提供依据。

表1三种涂层的扩散渗透系数

涂层类型	CO2扩散系数（cm2/s）	CO2渗透系数（mol/atm·m·s）
			MDPE	1.3×10-7	3.1×10-11
HDPE	1.1×10-7	1.1×10-11
			HPCC	2.3×10-7	7.9×10-12

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.评价溶解态CO₂在防腐涂层中扩散性能的方法，其特征在于，所述方法按照如下步骤进行操作：首先测试涂层下渗透溶液的pH，然后计算涂层下渗透溶液中CO₂浓度c₂，并绘制c₂～t曲线图，最后计算溶解态CO₂在防腐涂层中的扩散系数，具体按照如下公式进行计算：

$D=\frac{L^2}{{6t}_b},$

D：扩散系数，

L：涂层厚度，

t_b：c₂～t曲线在时间轴上的截距。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂层下渗透溶液中CO₂浓度c₂根据定温定压下CO₂电离平衡方程进行计算。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶解态CO₂在防腐涂层中扩散系数的计算公式根据菲克第二定律推导而得，所述菲克第二定律具体为：

$\frac{\&PartialD;c(x,t)}{\&PartialD;t}=D\frac{{\&PartialD;}^{2}c(x,t)}{{\&PartialD;x}^2},$

D：扩散系数，

c：溶解态CO₂的浓度，

x：沿着涂层厚度方向溶解态CO₂扩散的距离，

t：溶解态CO₂扩散时间。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述菲克第二定律推导所述溶解态CO₂扩散系数的计算公式时，设定起始条件和边界条件，起始条件：t=0时,x>0则c=c₁，x<0则c=c₂；边界条件：t≥0时,x=∞则c=c₁,x=－∞则c=c₂；其中，c₁表示土壤溶液中CO₂浓度，c₂表示涂层下渗透溶液中CO₂浓度。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述菲克第二定律推导所述溶解态CO₂扩散系数的计算公式之前，还包括测试土壤溶液pH，并按照定温定压下CO₂电离平衡方程计算土壤溶液CO₂浓度c₁的步骤。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用菲克第二定律推导所述溶解态CO₂扩散系数的计算公式时所述土壤溶液中CO₂浓度c₁不变。

7.评价溶解态CO₂在防腐涂层中渗透性能的方法，其特征在于，所述方法按照如下步骤进行操作：首先测试土壤溶液的pH和涂层下渗透溶液的pH，然后计算土壤溶液中CO₂浓度c₁和涂层下渗透溶液中CO₂浓度c₂，并绘制ln(c₁-c₂)-t曲线，最后计算溶解态CO₂在防腐涂层中渗透系数，具体按照如下公式进行计算：

$P=\frac{{\mathrm{VLS}}_w}{A}\frac{{\mathrm{dc}}_2}{(c_1-c_2)\mathrm{dt}}=-\frac{{\mathrm{VLS}}_w}{A}\frac{d\ln (c_1-c_2)}{\mathrm{dt}},$

P：渗透系数，

V：涂层下渗透溶液体积，

L：涂层厚度，

S_W：CO₂气体溶解度，

A：CO₂在防腐涂层中的渗透面积，

c₁：土壤溶液CO₂浓度，

c₂：涂层下渗透溶液CO₂浓度，

t：渗透时间。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述土壤溶液中CO₂浓度c₁根据定温定压下CO₂电离平衡方程进行计算。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述涂层下渗透溶液中CO₂浓度c₂根据定温定压下CO₂电离平衡方程进行计算。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，计算溶解态CO₂在防腐涂层中渗透系数时所述土壤溶液CO₂浓度c₁不变。