在在線亞洲日產一區二區:耐候鋼的性能評價上,通常有兩個不同的目的。一個是以產品的開發或確定產品的性能為目的,來評價耐候性的優劣,暫且把它稱為材料試驗。并且,用同一材料把各地大氣的腐蝕性進行分級的場合大多數也用相對試驗,試驗的性質與材料試驗相同。
另一個是以獲得耐候鋼某(mou)一具體用途(tu)時的(de)性能,確定腐(fu)蝕(shi)減(jian)量等(deng)的(de)絕(jue)對值(zhi)為(wei)(wei)目(mu)的(de)。這比材料試驗(yan)更難(nan),暫且把它稱為(wei)(wei)實用試驗(yan)。
耐候鋼最常(chang)用的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)是標準(zhun)試(shi)(shi)驗臺的(de)(de)(de)大氣暴(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)驗。這種方(fang)法(fa)在20世紀初已(yi)被(bei)用于ASTM的(de)(de)(de)暴(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)驗上(shang)(參照2.1.1節),從那(nei)時以(yi)(yi)來(lai)幾乎沒(mei)有(you)(you)變更(geng),現在仍在使用。為(wei)了有(you)(you)效地利用過去積累下來(lai)的(de)(de)(de)被(bei)視(shi)為(wei)知識財富的(de)(de)(de)暴(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)驗數據,寧可不改變試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)。所以(yi)(yi),這種試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)過去從來(lai)沒(mei)有(you)(you)成為(wei)變更(geng)的(de)(de)(de)研究對象。標準(zhun)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)在JIS和ASTM標準(zhun)中已(yi)經規定。
如(ru)果能在(zai)幾個有(you)代表性(xing)的(de)(de)地(di)區進行(xing)暴曬試驗(yan)(yan)的(de)(de)話,就能充分達到材料試驗(yan)(yan)的(de)(de)目的(de)(de),問題是(shi)需要數(shu)年(nian)以上(shang)的(de)(de)時間,因(yin)此(ci)提出了加(jia)速試驗(yan)(yan)法。如(ru)后(hou)面所敘述的(de)(de)那樣,雖然很少但是(shi)還是(shi)有(you)加(jia)速試驗(yan)(yan)法的(de)(de)研究,可是(shi)在(zai)實際(ji)應(ying)用(yong)上(shang)幾乎沒(mei)有(you)被(bei)采用(yong)。
標準暴(bao)曬(shai)試(shi)驗(yan)(yan),作為實用(yong)試(shi)驗(yan)(yan)除了需要(yao)時(shi)(shi)(shi)間以(yi)外還存在兩個(ge)問題(ti)。第一問題(ti)是,耐候鋼的(de)(de)(de)(de)(de)性能雖然受(shou)暴(bao)露形(xing)(xing)狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)影響很大,但(dan)是標準暴(bao)曬(shai)試(shi)驗(yan)(yan)卻不(bu)(bu)能把它反映出來。影響暴(bao)露形(xing)(xing)狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)因素主要(yao)有雨水洗(xi)滌的(de)(de)(de)(de)(de)程度、雨后的(de)(de)(de)(de)(de)干燥時(shi)(shi)(shi)間以(yi)及(ji)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)。標準暴(bao)曬(shai)試(shi)驗(yan)(yan)中(zhong),試(shi)片的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)面(mian)洗(xi)凈、干燥都處(chu)于(yu)(yu)最(zui)佳條(tiao)(tiao)(tiao)件,即使在鹽分濃度極高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)海岸也十分穩(wen)定。與此(ci)相反,試(shi)片的(de)(de)(de)(de)(de)下面(mian)雖然被雨潤濕但(dan)是受(shou)不(bu)(bu)到洗(xi)凈作用(yong),干燥時(shi)(shi)(shi)間也長,處(chu)于(yu)(yu)最(zui)差的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)(tiao)件。不(bu)(bu)管條(tiao)(tiao)(tiao)件如(ru)何(he),所得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)數據是試(shi)片兩個(ge)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)平均值。
關于暴露(lu)形狀對性能是如何影響的(de)(de)(de)研究結果在2.4.2節敘述,總之(zhi),標準暴曬試驗結果在實(shi)用條件下的(de)(de)(de)性能評價不能照原樣使用。可是了解某(mou)地區耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)性能最基本的(de)(de)(de)數據(ju)是標準暴曬試驗結果,以此作為基礎在一定程度上(shang)可以推斷(duan)在實(shi)用條件下的(de)(de)(de)行為,確實(shi)是最重要(yao)的(de)(de)(de)依據(ju)。
另一個問題(ti),大氣環境由于場所或(huo)時間是(shi)千差萬(wan)別的(de),試(shi)(shi)驗(yan)數據只不過是(shi)限定了場所或(huo)時間的(de)暴(bao)曬試(shi)(shi)驗(yan)結果。主要影響耐(nai)候鋼性能的(de)是(shi)SOx和海鹽(yan)粒子(zi)濃(nong)度(du),根據日本的(de)現狀(zhuang)來(lai)看(kan)只考慮(lv)后者就(jiu)可以(yi)了,如在(zai)2.4.2節詳細(xi)敘述的(de)那(nei)樣其影響的(de)程度(du)也(ye)可以(yi)定量地求(qiu)出(chu)來(lai),這樣有關標準(zhun)暴(bao)曬試(shi)(shi)驗(yan)上(shang)的(de)問題(ti)都已解決。
加(jia)速試驗(yan)即使有了好的方法(fa),在其性(xing)質上也是(shi)為(wei)(wei)了材料試驗(yan),只用(yong)這(zhe)種方法(fa)不能(neng)提供實用(yong)條(tiao)件(jian)下的性(xing)能(neng)數據。為(wei)(wei)了從(cong)加(jia)速試驗(yan)結果(guo)求出實用(yong)條(tiao)件(jian)下腐蝕的絕對(dui)值(zhi),需要求出加(jia)速倍率。為(wei)(wei)了求出加(jia)速倍率,還需要進行實用(yong)條(tiao)件(jian)下的試驗(yan)。
1967年(nian)(nian)(昭和42年(nian)(nian)),日本鋼(gang)(gang)結構協會(hui)防銹防蝕(shi)分會(hui)的下屬機構設置了(le)耐(nai)候試驗法研究班(ban)。它的目的是“研究調查能夠在短期間用加速試驗評價(jia)鋼(gang)(gang)結構物防銹涂漆的耐(nai)久性、耐(nai)候鋼(gang)(gang)及其他(ta)基體鋼(gang)(gang)材(cai)的耐(nai)候性等。”7年(nian)(nian)的活動結束后,于1974年(nian)(nian)(昭和49年(nian)(nian))發表了(le)“JSSC耐(nai)候加速試驗法”。
作(zuo)為(wei)裸鋼材的(de)加(jia)速(su)試(shi)驗機(ji)應具有如(ru)下4個(ge)特性(xing)(xing):(1)有促進速(su)度(du);(2)鋼種間的(de)腐蝕量順序與大(da)氣暴(bao)曬下的(de)順序相同(tong)(tong);(3)銹的(de)組成(cheng)相同(tong)(tong);(4)有再現性(xing)(xing)。可是為(wei)(1)和(3)是相反的(de),所以把盡可能近似(3),滿足(1)、(2)、(4)的(de)性(xing)(xing)能作(zuo)為(wei)目(mu)標(biao),研究了在適當的(de)條件下使用市售的(de)一(yi)般(ban)加(jia)速(su)試(shi)驗機(ji)的(de)情況(kuang)。
完成的(de)試驗方(fang)法大(da)致(zhi)區(qu)分(fen)為海岸地(di)區(qu)、海岸工(gong)業(ye)地(di)區(qu)、城市及(ji)城市工(gong)業(ye)地(di)區(qu),分(fen)別與各地(di)區(qu)的(de)條件對應。其特征是在碳素(su)鋼(gang)和耐(nai)候鋼(gang)的(de)腐蝕量上(shang)有明顯的(de)差別,促進(jin)速度在10倍(bei)以上(shang),6周(zhou)以內出結果。
加速試驗分為A法和B法,和實際大氣暴曬試驗結果的對應性上沒有等級差別。A法是6星期的表露型試驗,海岸地區用0.5%NaCl煙霧劑;海岸工業地區用0.5%NaCl霧劑+40×10-4%SO2;城市及城市工業地區使用40×10-4%SO2.B法是把兩個以上的試驗組合起來進行6個周期。海岸地區用5%NaCl鹽水噴霧24h+耐候老化試驗88h;海岸工業地區用5%NaCl鹽水噴霧24h+100×10-4% SO2試驗24h+耐候老化試驗66h.城市及城市工業地區用100×10-4% SO2試驗24h+耐候老化試驗88小時。
根據發表(biao)的(de)圖粗略(lve)地讀取碳素鋼(gang)/耐候鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕比時(shi),大致(zhi)是1.2~1.6,表(biao)明和大氣(qi)暴曬試(shi)驗結果完全一(yi)(yi)致(zhi).加(jia)速促進(jin)倍率(lv)都(dou)在10倍以上。為了得到(dao)高的(de)促進(jin)倍率(lv),采取了一(yi)(yi)邊把潤濕時(shi)間/干燥(zao)時(shi)間的(de)比保持接(jie)近于和自然(ran)大氣(qi)同(tong)等的(de)1:4的(de)一(yi)(yi)定(ding)比率(lv),一(yi)(yi)邊提高周(zhou)期的(de)反復頻度的(de)方針(zhen)。
該(gai)試驗法雖然(ran)可以測試在各個地區(qu)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)比碳(tan)素鋼(gang)腐蝕減(jian)輕到何種(zhong)(zhong)(zhong)程(cheng)度,能(neng)(neng)夠判定某(mou)種(zhong)(zhong)(zhong)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)是(shi)否(fou)具(ju)有耐(nai)(nai)候(hou)性(xing),可是(shi)對具(ju)備(bei)了耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)的耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)之間(jian)的優(you)劣能(neng)(neng)否(fou)區(qu)別(bie),在報(bao)告書中沒(mei)有敘述。從數據的狀態(tai)來看,如果(guo)在耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)上沒(mei)有相當(dang)差別(bie)的話(hua),好像(xiang)是(shi)不能(neng)(neng)夠區(qu)別(bie)。
這(zhe)個方法以(yi)后沒有被實(shi)用(yong)。因為耐候(hou)鋼在JIS標準中已(yi)經規格化,能夠實(shi)用(yong)的就是(shi)該規格范圍內的內容,所(suo)以(yi)知道了耐候(hou)性的程度。另外,這(zhe)個方法把(ba)環境(jing)只劃分了3個地(di)區,根據試驗結果不能預(yu)測其他環境(jing)下(xia)的耐候(hou)性或(huo)者特(te)定場所(suo)下(xia)的腐蝕率。根據這(zhe)些理由,我(wo)認為此法沒有被利用(yong)的機會(hui)。
1966年(昭和41年)比利時腐蝕中心(CEBELCOR)發表了耐候鋼的加速試驗法。包括以后的應用所歸納的文獻已于1982年出版。該方法是回轉滾筒式的干濕交變法,腐蝕液在田園地區用蒸餾水,在工業地區用10-4M NaHSO3,在海岸地區使用稀釋100倍的海水(0.02%Cl-),可是由于場合不同而進行變更。交變周期是濕期13min、干期40min.干期溫度定為20℃或者60℃.
試驗中,隨時(shi)間測定(ding)(ding)電(dian)(dian)位,把(ba)上升(sheng)到(dao)+0.2V(SCE)時(shi)設定(ding)(ding)為銹(xiu)層(ceng)達到(dao)穩定(ding)(ding)化(hua)。碳素(su)鋼的(de)(de)電(dian)(dian)位也逐(zhu)漸上升(sheng),可是只能上升(sheng)到(dao)比較低的(de)(de)電(dian)(dian)位(例如(ru)-0.4 V SCE).耐候鋼的(de)(de)場(chang)合(he),田園及工業地區(qu)的(de)(de)假(jia)定(ding)(ding)條件(jian)在(zai)3星(xing)期以(yi)內,海岸地區(qu)的(de)(de)假(jia)定(ding)(ding)條件(jian)約9星(xing)期才能達到(dao)表示銹(xiu)層(ceng)穩定(ding)(ding)化(hua)的(de)(de)電(dian)(dian)位。
在該試驗中的腐蝕行為有幾點與大氣暴曬試驗下的行為相似。例如,大氣中銹層中的硫,冬季在鋼和銹層的界面上聚集成帶狀,春季或夏季擴展到整體銹層。然而據說在該試驗中通過把干期的溫度設定為20℃或者60℃,可以分別再現上述的分布。耐候鋼的銹層由內外層組成,內層是裂紋少的非晶質層。外層用X射線鑒定是γ-FeOOH,內層用紅外線光譜鑒定是a-FeOOH.SO2濃度高時,銹層中a-FeOOH增多。
根(gen)據設(she)計者說,這(zhe)種(zhong)試(shi)(shi)驗法具有如下特征(zheng):首先可(ke)以(yi)用于耐候鋼(gang)(gang)性能的(de)(de)(de)確定;把電(dian)位不(bu)能夠充(chong)分(fen)上升的(de)(de)(de)材料定為不(bu)合(he)格,已經被用來比(bi)較不(bu)同(tong)廠(chang)家的(de)(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)。數據說明,Cu-P系的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)雖然在工業(ye)地(di)區試(shi)(shi)驗中穩(wen)定化,可(ke)是在海(hai)岸(an)假定試(shi)(shi)驗中沒有穩(wen)定化。因而,這(zhe)種(zhong)試(shi)(shi)驗法可(ke)以(yi)用于海(hai)岸(an)地(di)區耐候鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)開發。
并且(qie),用這種(zhong)試(shi)驗(yan)法(fa)可(ke)以(yi)(yi)求出實用時的腐蝕量。如果把腐蝕速度設定為vμm/a,則和電位(wei)EmV(SCE)之(zhi)間存(cun)在以(yi)(yi)下關系:
log v=1.183-0.004416 E
在穩(wen)定化之前的腐蝕量(積分值)與(yu)大氣暴曬試驗的場合(he)相當一(yi)致。在大氣暴曬中減厚量P和暴曬期(qi)間t之間有如下關系:
log P=A+B log t
在(zai)(zai)該試驗(yan)的(de)(de)場合也是(shi)相同(tong)的(de)(de)。在(zai)(zai)發表(biao)的(de)(de)論文上用兩對數坐標圖比較了(le)在(zai)(zai)幾個歐(ou)洲(zhou)城市中的(de)(de)大(da)氣(qi)暴(bao)曬結(jie)果和加(jia)速試驗(yan)結(jie)果。例如,對于(yu)在(zai)(zai)Diüisseldorf的(de)(de)腐蝕,可讀(du)取(qu)約7倍(bei)的(de)(de)促進速度。未想到這(zhe)種方(fang)法(fa)也能得到普及,但是(shi)在(zai)(zai)日本(ben)還沒有被實際應用。耐(nai)候鋼只要(yao)(yao)在(zai)(zai)JIS的(de)(de)成分范圍內(nei),在(zai)(zai)基本(ben)性能上就不會有問(wen)題。在(zai)(zai)接近(jin)某種程(cheng)度的(de)(de)海岸地(di)區,銹層是(shi)否穩定(ding)化(hua)雖然是(shi)必要(yao)(yao)的(de)(de)信息(xi),然而(er)這(zhe)種試驗(yan)法(fa)只能預測鹽分過多(duo)時不能穩定(ding)化(hua)。在(zai)(zai)定(ding)量地(di)給出了(le)涉及氯離(li)子、二氧化(hua)硫腐蝕的(de)(de)大(da)氣(qi)條件時,試驗(yan)也不能夠預知是(shi)否穩定(ding)化(hua)或者數十年后的(de)(de)減厚量,這(zhe)可能是(shi)其不被利(li)用的(de)(de)原因。

