循環(huán)加速腐蝕試驗方法、選用原則及發(fā)展方向
1 現(xiàn)有循環(huán)加速腐蝕試驗方法
目前,國內外針對金屬及合金、金屬覆蓋層、防護涂層制定了一系列的循環(huán)加速腐蝕試驗方法,每個試驗方法模擬的主要環(huán)境因素不同,見表1。
由表1可知,目前國內外常用循環(huán)加速腐蝕試驗標準涵蓋了防護涂層的主要環(huán)境因素,但不同的試驗條件和循環(huán)方式決定了其具有不同的適用范圍,見表2。
根據(jù)防護涂層實際服役環(huán)境,可通過改變標準中試驗條件和循環(huán)方式拓寬或改變標準的適用范圍。
以ASTM D5894為例,采用鹽霧試驗(NaCl和H2SO4混合溶液)、室溫干燥,紫外、冷凝循環(huán)試驗,發(fā)現(xiàn)該循環(huán)試驗可較好復現(xiàn)工業(yè)大氣、鹽霧、太陽輻射的綜合環(huán)境效應,與科威特沿海工業(yè)區(qū)環(huán)境相關性極好;國際集裝箱出租商協(xié)會(IICL)延長循環(huán)中鹽霧潮濕時間,以突出集裝箱涂層海上運輸環(huán)境的影響。
2 循環(huán)加速腐蝕試驗方法制定/選用原則
我國地域廣闊,地域跨度大,導致環(huán)境差異很大,如北極超低溫環(huán)境,西沙高鹽高溫環(huán)境,所以對于不同區(qū)域使用的產品制定,選用的循環(huán)加速腐蝕試驗方案也應有所不同,循環(huán)加速腐蝕試驗方案的確定遵循以下一般原則:
(1)突出主要環(huán)境影響因素對涂層的影響,如干熱沙漠環(huán)境需要突出高溫、太陽輻射和溫度變化的影響;沿海工業(yè)大氣需要突出腐蝕氣體、酸雨、鹽霧和太陽輻射的共同影響。
(2)涂層循環(huán)加速腐蝕試驗方法中的循環(huán)方式應與使用區(qū)域的典型日循環(huán)過程一致,并遵循涂層失效的規(guī)律。如熱帶沿海地區(qū)日循環(huán)過程中包括2次干濕交替過程和2次明暗交替過程,需要在循環(huán)加速腐蝕試驗過程中體現(xiàn)。由于涂層老化始于涂層表面,且光降解對水滲透和降解過程促進明顯,一般將太陽輻射試驗放在循環(huán)前期開展。
(3)循環(huán)加速腐蝕試驗的試驗項目選擇過程中,應充分考慮使用地區(qū)環(huán)境條件對涂層的作用方式及機理,提高試驗應力施加的模擬性,
(4)涂層循環(huán)加速腐蝕試驗量值一般不低于使用地區(qū)的環(huán)境極值,且充分參考現(xiàn)有單項環(huán)境試驗標準,減少盲目性。
(5)循環(huán)加速腐蝕試驗中各環(huán)境譜塊的試驗時長比例應根據(jù)使用地區(qū)的各環(huán)境因素作用時間確定,并可適當延長主要環(huán)境影響因素的作用時間,如熱帶沿海地區(qū)的日照時數(shù)占全年時長的28%,為突出太陽光的影響,可將光老化試驗時長設定至占整個循環(huán)時間的1/3。
3 循環(huán)加速腐蝕試驗方法發(fā)展方向
循環(huán)加速腐蝕試驗有兩個發(fā)展方向:
一是盡可能提高循環(huán)加速腐蝕試驗的加速性,過程中重點突出主要環(huán)境因素的影響,并不要求準確模擬涂層使用過程的腐蝕機理,這種方法常用于涂層材料、工藝的優(yōu)選;
二是努力在保證循環(huán)加速腐蝕試驗相關性的基礎上提高加速性,這就要求考慮多環(huán)境因素綜合影響,準確地模擬實際服役過程中的老化行為和機理,這種方法主要用于研究涂層失效機理和評價服役壽命。
結合以上發(fā)展方向,需重點開展以下工作:(1)涂層復雜環(huán)境中失效機理研究;(2)各環(huán)境因素協(xié)同影響效應研究;(3)國外試驗標準引進及適用性研究與改進;(4)多環(huán)境因素綜合試驗設備。
鹽霧腐蝕試驗箱產品規(guī)格:
SE-F單位:鹽霧腐蝕系列 SE-FC單位:溫濕度鹽霧復合系列 SE-PRO單位:步入式鹽霧系列
型號
SE-F60B
SE-F90B
SE-F120B
SE-F160B
SE-F200B
試驗室內箱尺寸(cm)
60x45x40
90x60x50
120x80x50
160x100x50
200x120x60
試驗室外箱尺寸(cm)
107x60x118
141x88x128
190x110x140
230x130x140
270x150x150
試驗室溫度
鹽水試驗法(NSS ACSS)35℃±1℃/耐腐蝕試驗法(CASS)50℃±1℃
壓力桶溫度
鹽水試驗法(NSS ACSS)47℃±1℃/耐腐蝕試驗法(CASS)63℃±1℃
鹽水溫度
35℃±1℃ 50℃±1℃
試驗室容量
108L
270L
480L
800L
1440L
鹽水箱容量
15L
25L
40L
40L
40L
鹽水濃度
氯化鈉溶液濃度5%或氯化鈉溶液濃度5%中每升添加0.26克氯化銅(CuCl2 2H2O)
壓縮空氣壓力
1.00±0.01kgf/cm2
噴霧量
1.0~2.0ml/80cm2/h (至少收集16小時,取其平均值)
試驗室相對濕度
85%以上
酸堿值PH
6.5~7.2 3.0~3.2
噴霧方式
包括連續(xù)式噴霧與間斷式噴霧
SE-FC溫濕度鹽霧復合式系列
溫度范圍
RT~80℃
濕度范圍
30%~95%RH
冷凝干燥溫度范圍
RT~70℃ (干加熱)
鹽水侵泡溫度范圍
RT+10℃~70℃(根據(jù)用戶需求非標)
SO2氣體產生方式
選配外置
SO2氣體濃度
0.1~1%(可調)
噴霧量
1.0~2.0mL/h.80cm2
噴霧方式
包括連續(xù)式噴霧與間斷式噴霧
SE-PRO步入式鹽霧復合式系列(滿足SE-FC系列技術要求)
工作室容積
8m3/16m3/40m3(可依用戶需求定制)