循環(huán)加速腐蝕試驗方法、選用原則及發(fā)展方向

日期:2024-09-20 11:51
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摘要:根據(jù)防護(hù)涂層實際服役環(huán)境,可通過改變標(biāo)準(zhǔn)中試驗條件和循環(huán)方式拓寬或改變標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。

1 現(xiàn)有循環(huán)加速腐蝕試驗方法

目前,國內(nèi)外針對金屬及合金、金屬覆蓋層、防護(hù)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(nèi)外常用循環(huán)加速腐蝕試驗標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了防護(hù)涂層的主要環(huán)境因素,但不同的試驗條件和循環(huán)方式?jīng)Q定了其具有不同的適用范圍,見表2。


根據(jù)防護(hù)涂層實際服役環(huán)境,可通過改變標(biāo)準(zhǔn)中試驗條件和循環(huán)方式拓寬或改變標(biāo)準(zhǔn)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(fù)現(xiàn)工業(yè)大氣、鹽霧、太陽輻射的綜合環(huán)境效應(yīng),與科威特沿海工業(yè)區(qū)環(huán)境相關(guān)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(dǎo)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(chǎn)品制定,選用的循環(huán)加速腐蝕試驗方案也應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn),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(yīng)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(dāng)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(shè)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(zhǔn)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(guān)性的基礎(chǔ)上提高加速性,這就要求考慮多環(huán)境因素綜合影響,準(zhǔn)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(jié)合以上發(fā)展方向,需重點開展以下工作:(1)涂層復(fù)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(yīng)研究;(3)國外試驗標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)及適用性研究與改進(jìn);(4)多環(huán)境因素綜合試驗設(shè)備。

鹽霧腐蝕試驗箱產(chǎn)品規(guī)格:

SE-F單位:鹽霧腐蝕系列   SE-FC單位:溫濕度鹽霧復(fù)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(nèi)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(fù)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(biāo))

SO2氣體產(chǎn)生方式

選配外置

SO2氣體濃度

0.1~1%(可調(diào))

噴霧量

1.02.0mL/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(fù)合式系列(滿足SE-FC系列技術(shù)要求)

工作室容積

8m3/16m3/40m3(可依用戶需求定制)


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