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(yi)個是以獲得(de)耐候鋼某一(yi)具體用(yong)途時(shi)的性(xing)能,確定腐蝕減量等的絕(jue)對值為(wei)目的。這比材料試(shi)驗更難,暫且把它稱為(wei)實用(yong)試(shi)驗。


 耐(nai)候鋼最常用的(de)(de)試驗(yan)方法(fa)(fa)是標準試驗(yan)臺的(de)(de)大氣暴曬試驗(yan)。這(zhe)種(zhong)方法(fa)(fa)在20世紀初(chu)已(yi)(yi)被用于ASTM的(de)(de)暴曬試驗(yan)上(參(can)照2.1.1節),從(cong)那時以(yi)來幾(ji)乎(hu)沒有(you)變(bian)更,現在仍(reng)在使(shi)用。為了有(you)效地利用過去(qu)積累下來的(de)(de)被視為知(zhi)識財富(fu)的(de)(de)暴曬試驗(yan)數據,寧可不改變(bian)試驗(yan)方法(fa)(fa)。所(suo)以(yi),這(zhe)種(zhong)試驗(yan)方法(fa)(fa)過去(qu)從(cong)來沒有(you)成(cheng)為變(bian)更的(de)(de)研究(jiu)對象。標準的(de)(de)方法(fa)(fa)在JIS和ASTM標準中已(yi)(yi)經規定。


 如(ru)果能在幾(ji)個有(you)代表性的地區進行暴(bao)曬(shai)試驗(yan)的話,就能充分達到(dao)材料試驗(yan)的目的,問題是(shi)需要數年以(yi)上的時間,因(yin)此提出了加速試驗(yan)法。如(ru)后面所敘述(shu)的那樣,雖然很少但是(shi)還是(shi)有(you)加速試驗(yan)法的研究,可是(shi)在實際應(ying)用上幾(ji)乎(hu)沒有(you)被(bei)采用。


 標(biao)(biao)準暴(bao)曬試驗,作為實用(yong)試驗除了需要時(shi)間以(yi)(yi)外還存在兩(liang)個問題(ti)(ti)。第一(yi)問題(ti)(ti)是(shi),耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)(de)性能雖然(ran)受暴(bao)露形狀的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)很大,但是(shi)標(biao)(biao)準暴(bao)曬試驗卻(que)不(bu)能把它反映(ying)出(chu)來。影(ying)響(xiang)暴(bao)露形狀的(de)(de)(de)(de)因素主(zhu)要有雨(yu)水(shui)洗(xi)滌的(de)(de)(de)(de)程度、雨(yu)后的(de)(de)(de)(de)干燥時(shi)間以(yi)(yi)及(ji)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)形狀。標(biao)(biao)準暴(bao)曬試驗中,試片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)上面洗(xi)凈(jing)、干燥都(dou)處于最佳條件(jian),即(ji)使在鹽(yan)分濃度極高的(de)(de)(de)(de)海岸(an)也(ye)十(shi)分穩(wen)定。與此相反,試片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)下面雖然(ran)被雨(yu)潤濕但是(shi)受不(bu)到洗(xi)凈(jing)作用(yong),干燥時(shi)間也(ye)長,處于最差的(de)(de)(de)(de)條件(jian)。不(bu)管條件(jian)如何,所得的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)是(shi)試片(pian)(pian)兩(liang)個面的(de)(de)(de)(de)平均值(zhi)。


 關(guan)于暴露形狀對(dui)性能(neng)是如(ru)何影響(xiang)的研究結果(guo)在2.4.2節(jie)敘述,總(zong)之,標準暴曬試(shi)驗結果(guo)在實(shi)用條件下的性能(neng)評價不能(neng)照原樣使用。可是了解(jie)某地區耐候鋼的性能(neng)最(zui)基(ji)(ji)本的數據是標準暴曬試(shi)驗結果(guo),以此作(zuo)為基(ji)(ji)礎(chu)在一(yi)定(ding)程度(du)上可以推斷在實(shi)用條件下的行為,確實(shi)是最(zui)重要(yao)的依據。


 另一個問題,大氣環(huan)境由于場(chang)所或(huo)時間是千差萬(wan)別的(de)(de),試驗數(shu)據(ju)只(zhi)不過是限定(ding)了場(chang)所或(huo)時間的(de)(de)暴曬(shai)試驗結果(guo)。主要影(ying)響耐候鋼性(xing)能的(de)(de)是SOx和海(hai)鹽(yan)粒(li)子濃度(du),根據(ju)日本的(de)(de)現(xian)狀(zhuang)來(lai)看(kan)只(zhi)考慮(lv)后者就可以了,如在2.4.2節(jie)詳細敘述的(de)(de)那(nei)樣其影(ying)響的(de)(de)程(cheng)度(du)也可以定(ding)量(liang)地求出來(lai),這樣有關標準(zhun)暴曬(shai)試驗上的(de)(de)問題都已解決(jue)。


 加(jia)速(su)試(shi)驗(yan)即使有了好的(de)(de)方法,在(zai)其性質上也是(shi)為了材(cai)料(liao)試(shi)驗(yan),只用這種方法不能提供實(shi)用條件(jian)(jian)下的(de)(de)性能數據。為了從加(jia)速(su)試(shi)驗(yan)結果(guo)求出(chu)實(shi)用條件(jian)(jian)下腐蝕的(de)(de)絕對(dui)值,需要求出(chu)加(jia)速(su)倍率。為了求出(chu)加(jia)速(su)倍率,還(huan)需要進行實(shi)用條件(jian)(jian)下的(de)(de)試(shi)驗(yan)。


 1967年(昭和42年),日本鋼(gang)結(jie)構(gou)協會防銹防蝕分會的下屬機(ji)構(gou)設置了耐候(hou)(hou)試(shi)驗法研究班。它(ta)的目的是“研究調查能夠在短期間(jian)用加(jia)速試(shi)驗評(ping)價(jia)鋼(gang)結(jie)構(gou)物(wu)防銹涂(tu)漆的耐久性、耐候(hou)(hou)鋼(gang)及其(qi)他基體鋼(gang)材的耐候(hou)(hou)性等。”7年的活動結(jie)束(shu)后,于1974年(昭和49年)發表了“JSSC耐候(hou)(hou)加(jia)速試(shi)驗法”。


 作(zuo)為裸鋼材的(de)加速(su)試驗機應具有如(ru)下4個特性:(1)有促(cu)進速(su)度;(2)鋼種(zhong)間的(de)腐(fu)蝕量順序(xu)與(yu)大(da)氣暴曬下的(de)順序(xu)相同;(3)銹(xiu)的(de)組(zu)成相同;(4)有再現性。可是(shi)為(1)和(3)是(shi)相反的(de),所以把盡(jin)可能近似(3),滿足(1)、(2)、(4)的(de)性能作(zuo)為目標,研究(jiu)了在適當的(de)條件(jian)下使用市售的(de)一般(ban)加速(su)試驗機的(de)情況。


 完成的試驗(yan)方法大致區分為(wei)海(hai)(hai)岸地區、海(hai)(hai)岸工業地區、城市及城市工業地區,分別與各(ge)地區的條(tiao)件對應。其特征(zheng)是在(zai)碳(tan)素鋼和耐候鋼的腐蝕量(liang)上(shang)有明顯(xian)的差(cha)別,促進速度在(zai)10倍以(yi)上(shang),6周以(yi)內出(chu)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)(de)(de)(de)圖(tu)粗(cu)略地讀(du)取碳素鋼(gang)/耐候鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕比時,大致是1.2~1.6,表(biao)明和(he)大氣暴曬試驗結果(guo)完全(quan)一致.加速促進(jin)倍(bei)率都在10倍(bei)以(yi)上。為了得到高(gao)的(de)(de)(de)(de)促進(jin)倍(bei)率,采取了一邊把(ba)潤濕(shi)時間(jian)/干燥時間(jian)的(de)(de)(de)(de)比保持接近于和(he)自(zi)然大氣同等的(de)(de)(de)(de)1:4的(de)(de)(de)(de)一定比率,一邊提高(gao)周期的(de)(de)(de)(de)反復(fu)頻度的(de)(de)(de)(de)方針。


 該試(shi)驗(yan)法雖(sui)然可以測(ce)試(shi)在各個地區耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)比碳素鋼(gang)腐(fu)蝕(shi)減(jian)輕(qing)到(dao)何種程(cheng)度,能夠(gou)判(pan)定某(mou)種耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)是(shi)(shi)否具(ju)有耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性(xing),可是(shi)(shi)對具(ju)備了(le)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性(xing)的(de)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)種之間的(de)優劣能否區別(bie)(bie),在報告書中沒有敘述(shu)。從(cong)數據的(de)狀態來看,如果在耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性(xing)上沒有相當(dang)差別(bie)(bie)的(de)話,好(hao)像是(shi)(shi)不能夠(gou)區別(bie)(bie)。


  這(zhe)個方(fang)法(fa)(fa)以后(hou)沒有(you)被實用(yong)(yong)(yong)。因(yin)為(wei)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼在JIS標準中已經規格化,能夠實用(yong)(yong)(yong)的就(jiu)是該規格范圍內(nei)的內(nei)容,所(suo)以知道(dao)了耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性的程度(du)。另外,這(zhe)個方(fang)法(fa)(fa)把環境只劃(hua)分了3個地區,根據試驗結(jie)果不能預測其他環境下(xia)的耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性或(huo)者特定場所(suo)下(xia)的腐蝕率。根據這(zhe)些理由,我認(ren)為(wei)此法(fa)(fa)沒有(you)被利用(yong)(yong)(yong)的機會。


 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)間測定電(dian)(dian)位(wei),把(ba)上(shang)升到(dao)+0.2V(SCE)時(shi)設定為銹(xiu)(xiu)層達到(dao)穩(wen)(wen)定化。碳(tan)素鋼的(de)電(dian)(dian)位(wei)也逐(zhu)漸上(shang)升,可是(shi)只能上(shang)升到(dao)比較低的(de)電(dian)(dian)位(wei)(例(li)如-0.4 V SCE).耐候鋼的(de)場合(he),田園(yuan)及(ji)工(gong)業地區的(de)假(jia)定條(tiao)件(jian)在3星期以(yi)內,海岸(an)地區的(de)假(jia)定條(tiao)件(jian)約9星期才能達到(dao)表示銹(xiu)(xiu)層穩(wen)(wen)定化的(de)電(dian)(dian)位(wei)。


 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。


 根據設計者說,這種試(shi)(shi)驗(yan)法(fa)具有(you)如下特(te)征:首先可(ke)以(yi)用于(yu)耐候鋼(gang)性能的(de)確定;把電位不能夠(gou)充分上(shang)升的(de)材料定為(wei)不合格,已(yi)經被用來比較不同廠家的(de)耐候鋼(gang)。數(shu)據說明(ming),Cu-P系的(de)鋼(gang)種雖然(ran)在工業地(di)區試(shi)(shi)驗(yan)中(zhong)穩(wen)定化(hua),可(ke)是(shi)在海岸(an)假(jia)定試(shi)(shi)驗(yan)中(zhong)沒有(you)穩(wen)定化(hua)。因(yin)而,這種試(shi)(shi)驗(yan)法(fa)可(ke)以(yi)用于(yu)海岸(an)地(di)區耐候鋼(gang)的(de)開(kai)發。


 并(bing)且,用(yong)這種試驗法可以求出實用(yong)時的(de)腐(fu)蝕量。如果把腐(fu)蝕速度設定為vμm/a,則(ze)和電位EmV(SCE)之間存在以下關系:


log v=1.183-0.004416 E


 在穩定(ding)化(hua)之(zhi)前的(de)腐蝕量(liang)(積分值(zhi))與(yu)大氣暴(bao)曬(shai)試(shi)驗的(de)場合相當一致(zhi)。在大氣暴(bao)曬(shai)中減(jian)厚量(liang)P和暴(bao)曬(shai)期間t之(zhi)間有如下關系:


log P=A+B log t


 在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)該(gai)試驗(yan)(yan)的場合也(ye)是(shi)相同的。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)發表的論文(wen)上(shang)用(yong)兩對(dui)數坐標圖比較了在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)幾個歐(ou)洲城市中的大氣暴曬結(jie)果和加速試驗(yan)(yan)結(jie)果。例如,對(dui)于在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)Diüisseldorf的腐(fu)蝕(shi)(shi),可讀取約7倍的促(cu)進速度(du)。未想到(dao)這種方(fang)法也(ye)能(neng)(neng)得到(dao)普(pu)及(ji),但是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)日本還沒有被(bei)實際應用(yong)。耐(nai)候(hou)鋼只(zhi)(zhi)要在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)JIS的成分范圍內,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)基本性能(neng)(neng)上(shang)就(jiu)不會有問題。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)接近(jin)某種程度(du)的海岸地(di)區,銹層是(shi)否穩(wen)定化雖然(ran)是(shi)必(bi)要的信息,然(ran)而這種試驗(yan)(yan)法只(zhi)(zhi)能(neng)(neng)預(yu)測鹽分過多時不能(neng)(neng)穩(wen)定化。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)定量(liang)地(di)給出了涉及(ji)氯(lv)離子、二氧化硫腐(fu)蝕(shi)(shi)的大氣條件時,試驗(yan)(yan)也(ye)不能(neng)(neng)夠預(yu)知是(shi)否穩(wen)定化或者數十年后的減厚量(liang),這可能(neng)(neng)是(shi)其不被(bei)利(li)用(yong)的原因。