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摘要：本文概述防腐涂料腐蝕、老化性能研究的現(xiàn)狀。列舉了幾種實(shí)驗(yàn)室加速鹽霧試驗(yàn)方法及與戶外大氣腐蝕之間的相關(guān)性，建議實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)采用腐蝕+老化組合試驗(yàn)方法，并同時(shí)開(kāi)展戶外大氣腐蝕對(duì)比試驗(yàn)。找出相關(guān)性好的實(shí)驗(yàn)室腐蝕+老化加速測(cè)試方法。關(guān)鍵詞：防腐涂料；腐蝕；老化；循環(huán)試驗(yàn)；戶外大氣腐蝕引言?防腐涂料在新興海洋工程、現(xiàn)代交通運(yùn)輸、能源工業(yè)、大型工業(yè)企業(yè)及市政設(shè)施等領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。其腐蝕、老化性能越來(lái)越受到重視。涂料防腐性能的好壞，直接影響到工程的使用壽命和安全。?防腐涂料的腐蝕、老化性能研究的歷史非常悠久，但一般存在的情況：1）實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)中，鹽霧腐蝕試驗(yàn)、氙燈老化試驗(yàn)、紫外老化試驗(yàn)一般都是相互獨(dú)立的，很少綜合鹽霧和光照條件進(jìn)行加速試驗(yàn)，而且鹽霧試驗(yàn)也多以連續(xù)中性鹽霧條件為主[1]；2）多數(shù)廠家主要依靠實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)，很少進(jìn)行戶外自然腐蝕曝曬，即使開(kāi)展了戶外自然腐蝕項(xiàng)目，也較少能夠把大氣數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果進(jìn)行比對(duì)研究，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室測(cè)試是否能夠再現(xiàn)產(chǎn)品在戶外真實(shí)使用條件下的腐蝕、老化狀況。?本文首先列舉幾種不同的實(shí)驗(yàn)室加速鹽霧試驗(yàn)方法，及它們與戶外大氣腐蝕之間的相關(guān)性。并解釋腐蝕+老化組合實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)方法及其合理性。最后討論戶外大氣腐蝕試驗(yàn)的重要性，建議開(kāi)展戶外大氣腐蝕試驗(yàn)，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室方法相關(guān)性。1幾種實(shí)驗(yàn)室加速鹽霧試驗(yàn)方法 1.1 連續(xù)中性鹽霧試驗(yàn)?zāi)壳癆STMB117仍然是鹽霧腐蝕測(cè)試的主要標(biāo)準(zhǔn)之一，大多數(shù)企業(yè)或檢測(cè)機(jī)構(gòu)仍在使用。大約從1914年開(kāi)始鹽霧噴淋方法首次用于測(cè)試材料的耐腐蝕性能。1939年，中性鹽霧噴淋測(cè)試被寫(xiě)入ASTMB117標(biāo)準(zhǔn)。這種傳統(tǒng)的鹽霧標(biāo)準(zhǔn)要求樣品，在35℃條件下連續(xù)暴露在濃度為5%的鹽霧中。幾十年來(lái)，該試驗(yàn)方法一直沿用之前的測(cè)試條件，長(zhǎng)久以來(lái)人們也認(rèn)識(shí)到“鹽霧噴淋法”的測(cè)試結(jié)果與樣品戶外暴露實(shí)際的腐蝕效果相關(guān)性不好。 1.2 循環(huán)鹽霧試驗(yàn)循環(huán)腐蝕測(cè)試是一種比傳統(tǒng)恒態(tài)的暴露更真實(shí)的鹽霧噴淋測(cè)試。因?yàn)榇蟛糠之a(chǎn)品實(shí)際戶外通常暴露在干濕交替環(huán)境中，模擬自然的、周期性條件，實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試相關(guān)性會(huì)更高。研究表明，經(jīng)過(guò)循環(huán)腐蝕測(cè)試后，樣品的相對(duì)腐蝕率、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和戶外的腐蝕結(jié)果很相似。因此，循環(huán)腐蝕測(cè)試比連續(xù)中性鹽霧噴淋法，更接近真實(shí)的戶外暴露。該方法在汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。循環(huán)腐蝕測(cè)試（CCT）的目標(biāo)是再現(xiàn)戶外腐蝕環(huán)境的腐蝕類型。CCT測(cè)試把樣品暴露于一系列不同條件循環(huán)環(huán)境中。 簡(jiǎn)單的暴露循環(huán)，如Prohesion測(cè)試，是把樣品暴露在由鹽霧和干燥條件組成的循環(huán)中。更復(fù)雜的測(cè)試方法除了要求鹽霧及干燥循環(huán)外，還加入浸泡、潮濕和冷凝等循環(huán)。最初這些測(cè)試循環(huán)是通過(guò)人工操作來(lái)完成的，實(shí)驗(yàn)室操作人員把樣品從鹽霧噴淋箱移到潮濕試驗(yàn)箱，再移到干燥裝置等?，F(xiàn)在，微處理器控制的測(cè)試箱可以自動(dòng)完成這些測(cè)試步驟，降低了工作強(qiáng)度，也減少了試驗(yàn)的不確定性。 1.2.1 Prohesion測(cè)試Prohesion測(cè)試是循環(huán)鹽霧試驗(yàn)的一種，二十世紀(jì)六十年代和七十年代，英國(guó)的Harrison和Timmons開(kāi)發(fā)了Prohesion測(cè)試[2, 3]，特別適用于工業(yè)防護(hù)涂料的腐蝕性測(cè)試。具體的試驗(yàn)條件如表1所示：表1 Prohesion測(cè)試的試驗(yàn)條件與連續(xù)中性鹽霧試驗(yàn)相比，Prohesion測(cè)試與戶外大氣腐蝕的相關(guān)性好一些。以下圖1是一種涂料在連續(xù)中性鹽霧試驗(yàn)、戶外大氣腐蝕和Prohesion測(cè)試條件下的結(jié)果[2]。從圖1中明顯看出，Prohesion測(cè)試與戶外大氣腐蝕的相關(guān)性比連續(xù)中性鹽霧試驗(yàn)與戶外大氣腐蝕的相關(guān)性好。 連續(xù)中性鹽霧試驗(yàn)，500小時(shí) 戶外大氣腐蝕，4年 Prohesion測(cè)試，500小時(shí)圖1 Prohesion測(cè)試與連續(xù)中性鹽霧試驗(yàn)的比較 1.2.2 CCT-1測(cè)試還有一些主要用于汽車腐蝕測(cè)試的循環(huán)鹽霧試驗(yàn)，如CCT-1（CCT-A）。CCT-1測(cè)試同Prohesion測(cè)試一樣，也是干濕交替循環(huán)。不過(guò)，具體的測(cè)試條件不同，如鹽溶液及溶液濃度不一樣，而且CCT-1測(cè)試還多了飽和潮濕循環(huán)。CCT-1測(cè)試具體的試驗(yàn)條件如表2所示：表2 CCT-1測(cè)試的試驗(yàn)條件 1.3 腐蝕+老化循環(huán)對(duì)某些涂料來(lái)說(shuō)，腐蝕循環(huán)中增加紫外線曝曬有利于提高一些產(chǎn)品的測(cè)試相關(guān)性[4,5]。這是因?yàn)樽贤饩€對(duì)涂料的破壞，降低了涂料對(duì)金屬底材的保護(hù)，從而使產(chǎn)品更易腐蝕。腐蝕+老化循環(huán)由200小時(shí)Prohesion測(cè)試和200小時(shí)QUV紫外曝曬交替進(jìn)行。具體的試驗(yàn)條件如表3所示：表3 腐蝕+老化循環(huán)試驗(yàn)條件圖1給出了Prohesion測(cè)試和連續(xù)中性鹽霧試驗(yàn)與戶外大氣腐蝕之間的相關(guān)性比較，結(jié)果表明Prohesion測(cè)試與戶外大氣腐蝕之間的相關(guān)性較好。下面的圖2將比較腐蝕+老化循環(huán)測(cè)試與Prohesion測(cè)試的結(jié)果[4]。從圖2中明顯看出，腐蝕+老化循環(huán)測(cè)試與戶外大氣腐蝕的相關(guān)性比Prohesion測(cè)試與戶外大氣腐蝕的相關(guān)性好。Prohesion測(cè)試，2000小時(shí)腐蝕+老化循環(huán)測(cè)試，2000小時(shí)戶外大氣腐蝕，27個(gè)月（海邊）圖2腐蝕+老化循環(huán)測(cè)試與Prohesion測(cè)試的比較以上提到的腐蝕+老化循環(huán)由200小時(shí)Prohesion測(cè)試和200小時(shí)QUV紫外暴露交替進(jìn)行，并且試驗(yàn)從Prohesion測(cè)試開(kāi)始。ASTM D5894標(biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)循環(huán)腐蝕+老化測(cè)試方法[6]。ASTMD5894中的測(cè)試條件由一周QUV紫外暴露和一周Prohesion測(cè)試交替進(jìn)行，并且規(guī)定試驗(yàn)從紫外曝曬開(kāi)始。1.4 其它循環(huán)鹽霧試驗(yàn)還有的試驗(yàn)方法，除了Prohesion測(cè)試和紫外曝曬之外，還有冰凍循環(huán)，三者交替進(jìn)行，如ISO20340標(biāo)準(zhǔn)中附錄A的測(cè)試程序A[7]。具體的試驗(yàn)條件如表4所示：表4 ISO 20340標(biāo)準(zhǔn)中附錄A的測(cè)試程序2防腐涂料腐蝕、老化測(cè)試方法的建議本文第1部分介紹了幾種不同的實(shí)驗(yàn)室加速鹽霧試驗(yàn)方法，通過(guò)之前研究者的試驗(yàn)結(jié)果，不難看出，對(duì)于防腐涂料，腐蝕+老化組合試驗(yàn)方法是目前實(shí)驗(yàn)室腐蝕測(cè)試方法中與海邊大氣暴露腐蝕相關(guān)性較好的方法。這種方法在耐腐蝕性能測(cè)試中，考慮紫外曝曬和干濕交替等因素，較好地模擬了戶外大氣腐蝕的真實(shí)情況。另外，戶外測(cè)試是實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試的基礎(chǔ)。我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕、老化試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，也應(yīng)結(jié)合開(kāi)展戶外大氣腐蝕、老化試驗(yàn)，并用以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試。我國(guó)幅員遼闊，大氣條件復(fù)雜，單一的加速腐蝕方法不大可能很好地模擬不同邊區(qū)的腐蝕條件，建議集合多方力量，包括涂料廠家，國(guó)家腐蝕網(wǎng)站單位，相關(guān)領(lǐng)域科研單位，共同開(kāi)發(fā)一些符合國(guó)情，相關(guān)性好的加速試驗(yàn)方法。參考文獻(xiàn)：1. ASTM B117-2007 Operating salt spray(fog) apparatus2. Cremer,N. D., “Prohesion compared to salt spray and outdoors: Cyclic methods ofaccelerated corrosion testing”, Federation of Societies for CoatingsTechnology, 1989 Paint Show.3. Timmins,F. D., “Avoiding paint failures by prohesion”, J. Oil & Colour ChemistsAssoc., Vol.62, No.4, p.131 (1979).4. Simpson, C. H., Ray, C. J., and Skerry,B. S., “Accelerated corrosion testing of industrial maintenance paints using acyclic corrosion weathering method”, Journal of Protective Coatings andLinings, May 1991, Volume 8, No. 5, pp. 28-36.5. Skerry, B. S., Alavi, A., and Lindren,K. I., “Environmental and electrochemical test methods for the evaluation ofprotective organic coatings”, Journal of Coatings Technology, October 1988,Volume 60, No. 765, pp 97-106.6. ASTM D5894 Cyclic salt Fog/UV exposureof painted metal, (alternating exposures in a Fog/dry cabinet andUV/condensation cabinet)7. ISO 20340 Paints and varnishes -Performance requirements for protective paint systems for offshore and relatedstructures.
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