在亞洲歐美色綜合一區二區在線: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(ling)一個是以獲得(de)耐候鋼某一具體用(yong)途時的性能,確定腐蝕(shi)減量等的絕(jue)對值為目的。這比材(cai)料試(shi)驗(yan)更難(nan),暫且把它稱為實用(yong)試(shi)驗(yan)。
耐候(hou)鋼最常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗方(fang)(fang)法是標(biao)準(zhun)試(shi)驗臺的(de)(de)(de)(de)大氣暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)驗。這種方(fang)(fang)法在20世紀(ji)初(chu)已被用(yong)(yong)于(yu)ASTM的(de)(de)(de)(de)暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)驗上(shang)(參照2.1.1節),從(cong)那時以來(lai)幾乎沒有(you)變更,現在仍在使(shi)用(yong)(yong)。為了有(you)效地利用(yong)(yong)過去積累下來(lai)的(de)(de)(de)(de)被視為知識財(cai)富的(de)(de)(de)(de)暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)驗數據,寧可不(bu)改(gai)變試(shi)驗方(fang)(fang)法。所以,這種試(shi)驗方(fang)(fang)法過去從(cong)來(lai)沒有(you)成(cheng)為變更的(de)(de)(de)(de)研究對象。標(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法在JIS和ASTM標(biao)準(zhun)中已經規定(ding)。
如果能在幾個(ge)有代表性的(de)地區進行暴曬試(shi)(shi)驗的(de)話,就能充分達到材料試(shi)(shi)驗的(de)目的(de),問題(ti)是(shi)(shi)需(xu)要(yao)數年以(yi)上(shang)的(de)時間,因此提出了加(jia)速試(shi)(shi)驗法(fa)。如后面所敘(xu)述(shu)的(de)那樣,雖然很少(shao)但(dan)是(shi)(shi)還是(shi)(shi)有加(jia)速試(shi)(shi)驗法(fa)的(de)研究,可是(shi)(shi)在實際應用上(shang)幾乎沒有被采用。
標(biao)準(zhun)暴(bao)(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan),作為(wei)實用(yong)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)除了需要(yao)時(shi)間以外還存在兩個問題(ti)。第一問題(ti)是,耐候鋼的(de)(de)(de)性能雖然受(shou)暴(bao)(bao)露(lu)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)影響(xiang)很大,但是標(biao)準(zhun)暴(bao)(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)卻不(bu)能把它反映(ying)出來(lai)。影響(xiang)暴(bao)(bao)露(lu)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)因素(su)主要(yao)有(you)雨水洗滌的(de)(de)(de)程度、雨后的(de)(de)(de)干燥時(shi)間以及不(bu)同的(de)(de)(de)形狀(zhuang)。標(biao)準(zhun)暴(bao)(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)中,試(shi)(shi)(shi)片的(de)(de)(de)上面(mian)洗凈、干燥都處(chu)于(yu)最佳(jia)條件(jian),即使在鹽(yan)分濃度極高的(de)(de)(de)海岸也十(shi)分穩定。與此相反,試(shi)(shi)(shi)片的(de)(de)(de)下(xia)面(mian)雖然被雨潤濕但是受(shou)不(bu)到洗凈作用(yong),干燥時(shi)間也長,處(chu)于(yu)最差的(de)(de)(de)條件(jian)。不(bu)管條件(jian)如(ru)何(he),所得的(de)(de)(de)數據是試(shi)(shi)(shi)片兩個面(mian)的(de)(de)(de)平均值。
關于暴露(lu)形狀對性能(neng)是(shi)如何影響的(de)(de)研究(jiu)結果(guo)在(zai)2.4.2節敘述,總(zong)之,標準暴曬試驗(yan)結果(guo)在(zai)實用(yong)條(tiao)件下的(de)(de)性能(neng)評價不(bu)能(neng)照原樣使用(yong)。可(ke)是(shi)了解某(mou)地區耐候鋼的(de)(de)性能(neng)最(zui)基(ji)本的(de)(de)數據(ju)是(shi)標準暴曬試驗(yan)結果(guo),以此(ci)作為(wei)基(ji)礎在(zai)一定程(cheng)度上可(ke)以推斷在(zai)實用(yong)條(tiao)件下的(de)(de)行為(wei),確(que)實是(shi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)(de)依據(ju)。
另(ling)一個問(wen)題,大氣(qi)環境由于(yu)場所(suo)或(huo)時間是(shi)千差(cha)萬別的(de),試驗(yan)(yan)數據只(zhi)不過是(shi)限(xian)定了場所(suo)或(huo)時間的(de)暴曬(shai)(shai)試驗(yan)(yan)結果。主要(yao)影響耐候鋼性能的(de)是(shi)SOx和海(hai)鹽粒子濃度,根據日本的(de)現狀(zhuang)來看只(zhi)考慮后者就可以了,如在2.4.2節詳細敘述(shu)的(de)那樣(yang)其影響的(de)程度也可以定量地求出來,這樣(yang)有關標準暴曬(shai)(shai)試驗(yan)(yan)上的(de)問(wen)題都已解決。
加(jia)速(su)試(shi)驗(yan)即使有了好(hao)的方法,在其(qi)性質上也是為(wei)了材(cai)料試(shi)驗(yan),只用(yong)(yong)這種(zhong)方法不能提供實(shi)用(yong)(yong)條件(jian)下的性能數據。為(wei)了從加(jia)速(su)試(shi)驗(yan)結(jie)果求出(chu)實(shi)用(yong)(yong)條件(jian)下腐(fu)蝕的絕對(dui)值,需要求出(chu)加(jia)速(su)倍率(lv)。為(wei)了求出(chu)加(jia)速(su)倍率(lv),還需要進行(xing)實(shi)用(yong)(yong)條件(jian)下的試(shi)驗(yan)。
1967年(nian)(nian)(nian)(昭和42年(nian)(nian)(nian)),日本(ben)鋼結(jie)構(gou)(gou)協會(hui)防銹防蝕分(fen)會(hui)的下屬機構(gou)(gou)設(she)置了(le)耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)試(shi)驗法研究班。它的目的是(shi)“研究調查能夠(gou)在短期間用加(jia)速試(shi)驗評價鋼結(jie)構(gou)(gou)物防銹涂漆的耐(nai)(nai)(nai)久性(xing)、耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼及(ji)其他基體(ti)鋼材的耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)性(xing)等。”7年(nian)(nian)(nian)的活動結(jie)束后(hou),于(yu)1974年(nian)(nian)(nian)(昭和49年(nian)(nian)(nian))發表了(le)“JSSC耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)加(jia)速試(shi)驗法”。
作為(wei)裸鋼(gang)材的(de)(de)加(jia)(jia)速試(shi)驗機應具(ju)有如下4個特性:(1)有促進速度;(2)鋼(gang)種間的(de)(de)腐蝕(shi)量順(shun)序與大氣暴曬下的(de)(de)順(shun)序相同;(3)銹的(de)(de)組成相同;(4)有再現性。可是(shi)為(wei)(1)和(3)是(shi)相反(fan)的(de)(de),所以把盡(jin)可能近似(3),滿足(1)、(2)、(4)的(de)(de)性能作為(wei)目標,研(yan)究了(le)在適當的(de)(de)條件下使(shi)用市售的(de)(de)一般(ban)加(jia)(jia)速試(shi)驗機的(de)(de)情況。
完成的試驗方(fang)法大致區(qu)分為海(hai)岸(an)地(di)區(qu)、海(hai)岸(an)工業(ye)地(di)區(qu)、城市及城市工業(ye)地(di)區(qu),分別與各地(di)區(qu)的條件對應(ying)。其(qi)特(te)征(zheng)是在碳素(su)鋼和耐(nai)候(hou)鋼的腐蝕量上有(you)明顯的差別,促進速度在10倍以上,6周以內出結果。
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(ju)發表(biao)的(de)(de)(de)圖粗略地讀(du)取(qu)碳素鋼/耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)腐蝕(shi)比(bi)(bi)時,大(da)致(zhi)是1.2~1.6,表(biao)明和大(da)氣暴曬試驗(yan)結果(guo)完全一(yi)致(zhi).加速促進(jin)倍(bei)率(lv)都在10倍(bei)以上。為了得(de)到(dao)高的(de)(de)(de)促進(jin)倍(bei)率(lv),采取(qu)了一(yi)邊把潤(run)濕時間/干(gan)燥時間的(de)(de)(de)比(bi)(bi)保持接近于和自然大(da)氣同等(deng)的(de)(de)(de)1:4的(de)(de)(de)一(yi)定比(bi)(bi)率(lv),一(yi)邊提高周期的(de)(de)(de)反復頻(pin)度的(de)(de)(de)方(fang)針。
該試驗法雖然可(ke)以測(ce)試在(zai)(zai)各個(ge)地區耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼比碳素鋼腐蝕減輕到何種程(cheng)度,能(neng)夠(gou)判定某(mou)種耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼是否具(ju)有(you)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性,可(ke)是對具(ju)備了耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性的(de)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼種之間的(de)優劣能(neng)否區別(bie),在(zai)(zai)報(bao)告書中沒(mei)有(you)敘述。從(cong)數據(ju)的(de)狀(zhuang)態來看,如(ru)果在(zai)(zai)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)性上沒(mei)有(you)相當差(cha)別(bie)的(de)話,好像是不能(neng)夠(gou)區別(bie)。
這個(ge)(ge)方(fang)法以后沒有被(bei)實(shi)(shi)用(yong)。因為耐(nai)候鋼(gang)在JIS標準(zhun)中已經規格化,能夠實(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)就是該規格范圍內(nei)的(de)(de)內(nei)容,所以知道了耐(nai)候性的(de)(de)程(cheng)度(du)。另外,這個(ge)(ge)方(fang)法把環境(jing)只劃分(fen)了3個(ge)(ge)地區,根據試驗結(jie)果不能預測其(qi)他環境(jing)下的(de)(de)耐(nai)候性或者特定場所下的(de)(de)腐蝕率(lv)。根據這些理由(you),我認為此法沒有被(bei)利用(yong)的(de)(de)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(yan)中(zhong),隨時間測(ce)定電位(wei),把上(shang)(shang)升(sheng)(sheng)到(dao)+0.2V(SCE)時設定為銹層達到(dao)穩(wen)定化。碳(tan)素鋼的(de)電位(wei)也逐漸(jian)上(shang)(shang)升(sheng)(sheng),可是只能(neng)上(shang)(shang)升(sheng)(sheng)到(dao)比較(jiao)低的(de)電位(wei)(例(li)如(ru)-0.4 V SCE).耐候鋼的(de)場合,田園及工業地區(qu)的(de)假定條(tiao)件(jian)在3星期(qi)以內(nei),海岸地區(qu)的(de)假定條(tiao)件(jian)約9星期(qi)才能(neng)達到(dao)表(biao)示銹層穩(wen)定化的(de)電位(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(gen)據設計者說(shuo),這(zhe)種試(shi)驗(yan)法具(ju)有(you)如(ru)下特征:首先可(ke)以用于(yu)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)性能的(de)確定(ding);把電位不(bu)能夠充分上升(sheng)的(de)材料定(ding)為(wei)不(bu)合格,已經被用來比較不(bu)同廠家的(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)。數據說(shuo)明(ming),Cu-P系的(de)鋼(gang)種雖然在工業地區試(shi)驗(yan)中(zhong)穩(wen)定(ding)化,可(ke)是(shi)在海(hai)岸(an)假定(ding)試(shi)驗(yan)中(zhong)沒有(you)穩(wen)定(ding)化。因而,這(zhe)種試(shi)驗(yan)法可(ke)以用于(yu)海(hai)岸(an)地區耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)開發。
并且(qie),用(yong)這種試驗法可以求出實(shi)用(yong)時的腐蝕量。如果把腐蝕速(su)度設(she)定為(wei)vμm/a,則和電位EmV(SCE)之間存在以下關系:
log v=1.183-0.004416 E
在穩定化之(zhi)前的腐(fu)蝕(shi)量(liang)(積分值)與大氣(qi)暴(bao)曬試驗的場合(he)相當一致。在大氣(qi)暴(bao)曬中(zhong)減厚(hou)量(liang)P和暴(bao)曬期間(jian)t之(zhi)間(jian)有如下關系:
log P=A+B log t
在(zai)該試驗的(de)(de)(de)場合也是(shi)相同的(de)(de)(de)。在(zai)發表的(de)(de)(de)論(lun)文上用兩對數坐(zuo)標圖比較(jiao)了(le)在(zai)幾個(ge)歐洲城(cheng)市中的(de)(de)(de)大(da)氣暴(bao)曬結(jie)果和加速(su)(su)試驗結(jie)果。例如(ru),對于在(zai)Diüisseldorf的(de)(de)(de)腐蝕(shi),可(ke)讀取約7倍的(de)(de)(de)促進速(su)(su)度(du)。未(wei)想到這(zhe)種(zhong)(zhong)方法也能得到普及,但是(shi)在(zai)日(ri)本(ben)還沒有(you)被實際應(ying)用。耐候(hou)鋼(gang)只要在(zai)JIS的(de)(de)(de)成(cheng)分范圍內,在(zai)基本(ben)性能上就(jiu)不(bu)會有(you)問題(ti)。在(zai)接近某種(zhong)(zhong)程度(du)的(de)(de)(de)海(hai)岸地區,銹層是(shi)否(fou)穩(wen)定(ding)化(hua)雖然(ran)是(shi)必(bi)要的(de)(de)(de)信息,然(ran)而(er)這(zhe)種(zhong)(zhong)試驗法只能預測鹽(yan)分過多時不(bu)能穩(wen)定(ding)化(hua)。在(zai)定(ding)量(liang)(liang)地給出(chu)了(le)涉及氯離子(zi)、二氧(yang)化(hua)硫腐蝕(shi)的(de)(de)(de)大(da)氣條件時,試驗也不(bu)能夠預知(zhi)是(shi)否(fou)穩(wen)定(ding)化(hua)或者數十年(nian)后的(de)(de)(de)減(jian)厚量(liang)(liang),這(zhe)可(ke)能是(shi)其(qi)不(bu)被利用的(de)(de)(de)原(yuan)因。