在91香蕉視頻app: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(de)耐候鋼某一具(ju)體用途時的(de)性能,確(que)定腐蝕減量等的(de)絕對值為(wei)目的(de)。這比材料試驗更難(nan),暫且把它稱為(wei)實用試驗。
耐(nai)候鋼最(zui)常用(yong)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)是標(biao)(biao)準(zhun)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)臺的(de)大氣暴曬試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。這種方(fang)法(fa)(fa)在(zai)20世紀初已被(bei)用(yong)于ASTM的(de)暴曬試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)上(參照(zhao)2.1.1節(jie)),從那時以(yi)來幾(ji)乎沒有變更(geng),現在(zai)仍在(zai)使用(yong)。為(wei)(wei)了有效地(di)利用(yong)過去積(ji)累下(xia)來的(de)被(bei)視為(wei)(wei)知識(shi)財富的(de)暴曬試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)數據(ju),寧可不(bu)改變試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)。所以(yi),這種試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)過去從來沒有成為(wei)(wei)變更(geng)的(de)研究對象。標(biao)(biao)準(zhun)的(de)方(fang)法(fa)(fa)在(zai)JIS和(he)ASTM標(biao)(biao)準(zhun)中(zhong)已經規(gui)定。
如(ru)果能(neng)在幾(ji)個有代(dai)表性的(de)(de)地區進行暴曬試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)話,就(jiu)能(neng)充分達到(dao)材(cai)料試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)目的(de)(de),問題是(shi)需要數年以上的(de)(de)時(shi)間,因此(ci)提出了加速試(shi)(shi)驗(yan)法(fa)。如(ru)后面所敘述的(de)(de)那樣(yang),雖(sui)然很(hen)少但是(shi)還是(shi)有加速試(shi)(shi)驗(yan)法(fa)的(de)(de)研究(jiu),可是(shi)在實際(ji)應用上幾(ji)乎沒有被采(cai)用。
標準暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)驗,作(zuo)為實用試(shi)驗除了需(xu)要(yao)時間以(yi)外(wai)還存在(zai)兩個(ge)問(wen)題。第一問(wen)題是,耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)(de)性能雖然(ran)(ran)受(shou)暴(bao)(bao)露形(xing)狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響很(hen)大(da),但(dan)是標準暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)驗卻不(bu)能把它(ta)反映(ying)出來。影(ying)響暴(bao)(bao)露形(xing)狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)(de)因(yin)素主要(yao)有雨水(shui)洗滌的(de)(de)(de)(de)程(cheng)度、雨后的(de)(de)(de)(de)干(gan)燥時間以(yi)及不(bu)同的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)。標準暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)驗中,試(shi)片(pian)的(de)(de)(de)(de)上面(mian)洗凈、干(gan)燥都處于最佳條(tiao)件(jian),即(ji)使在(zai)鹽分濃度極高的(de)(de)(de)(de)海岸也十分穩(wen)定。與此(ci)相反,試(shi)片(pian)的(de)(de)(de)(de)下面(mian)雖然(ran)(ran)被雨潤濕但(dan)是受(shou)不(bu)到洗凈作(zuo)用,干(gan)燥時間也長,處于最差的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)。不(bu)管條(tiao)件(jian)如何,所(suo)得的(de)(de)(de)(de)數據是試(shi)片(pian)兩個(ge)面(mian)的(de)(de)(de)(de)平(ping)均(jun)值。
關(guan)于暴露形狀對性(xing)能是(shi)如(ru)何影響的(de)研(yan)究結(jie)(jie)果(guo)在(zai)2.4.2節敘述,總之,標準(zhun)暴曬試驗結(jie)(jie)果(guo)在(zai)實(shi)(shi)用(yong)條件下(xia)(xia)的(de)性(xing)能評價不能照原樣使(shi)用(yong)。可是(shi)了解某地(di)區耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)性(xing)能最基本的(de)數(shu)據(ju)是(shi)標準(zhun)暴曬試驗結(jie)(jie)果(guo),以此作為基礎在(zai)一定程度上可以推(tui)斷(duan)在(zai)實(shi)(shi)用(yong)條件下(xia)(xia)的(de)行為,確實(shi)(shi)是(shi)最重要(yao)的(de)依據(ju)。
另(ling)一個問題,大氣環境由于場所或(huo)時間(jian)是(shi)(shi)千差萬別的(de),試驗(yan)(yan)數據只不過(guo)是(shi)(shi)限定了場所或(huo)時間(jian)的(de)暴曬試驗(yan)(yan)結果。主(zhu)要影響耐候鋼性能(neng)的(de)是(shi)(shi)SOx和海(hai)鹽粒子濃度(du),根據日(ri)本的(de)現狀來看只考(kao)慮后(hou)者就(jiu)可(ke)以了,如在(zai)2.4.2節詳細敘述的(de)那(nei)樣(yang)其影響的(de)程度(du)也可(ke)以定量地求出來,這樣(yang)有關標準暴曬試驗(yan)(yan)上的(de)問題都已解決。
加(jia)(jia)速試驗即使有了好的方法(fa),在其性(xing)質上也是為(wei)了材料試驗,只用(yong)這種方法(fa)不(bu)能提供實(shi)用(yong)條(tiao)件下(xia)的性(xing)能數據。為(wei)了從(cong)加(jia)(jia)速試驗結果(guo)求出實(shi)用(yong)條(tiao)件下(xia)腐蝕(shi)的絕對值,需要求出加(jia)(jia)速倍率。為(wei)了求出加(jia)(jia)速倍率,還需要進行實(shi)用(yong)條(tiao)件下(xia)的試驗。
1967年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)42年(nian)(nian)),日本(ben)鋼(gang)結構協(xie)會防(fang)銹(xiu)防(fang)蝕(shi)分會的(de)下(xia)屬(shu)機構設(she)置了耐候(hou)試(shi)(shi)(shi)驗法(fa)研(yan)究班。它的(de)目的(de)是“研(yan)究調(diao)查(cha)能(neng)夠在短(duan)期間用(yong)加速試(shi)(shi)(shi)驗評價鋼(gang)結構物防(fang)銹(xiu)涂漆的(de)耐久性、耐候(hou)鋼(gang)及其他基體鋼(gang)材的(de)耐候(hou)性等。”7年(nian)(nian)的(de)活動結束后,于(yu)1974年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)49年(nian)(nian))發(fa)表了“JSSC耐候(hou)加速試(shi)(shi)(shi)驗法(fa)”。
作為裸(luo)鋼材(cai)的(de)(de)加速試驗機應具有(you)如下(xia)4個特性:(1)有(you)促(cu)進速度;(2)鋼種間的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)量順序(xu)與大氣暴曬(shai)下(xia)的(de)(de)順序(xu)相同;(3)銹(xiu)的(de)(de)組成相同;(4)有(you)再現性。可是(shi)為(1)和(3)是(shi)相反的(de)(de),所以把盡可能近似(3),滿足(1)、(2)、(4)的(de)(de)性能作為目標(biao),研究了在適當的(de)(de)條件下(xia)使用市售(shou)的(de)(de)一般加速試驗機的(de)(de)情況。
完(wan)成的試(shi)驗方法大致區(qu)分為海(hai)(hai)岸地區(qu)、海(hai)(hai)岸工業(ye)地區(qu)、城市及城市工業(ye)地區(qu),分別與各地區(qu)的條件對應。其特征是在(zai)(zai)碳素鋼和耐候(hou)鋼的腐蝕量上有(you)明顯的差(cha)別,促進速度在(zai)(zai)10倍以上,6周以內(nei)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)的圖粗略地讀(du)取碳(tan)素(su)鋼(gang)/耐候鋼(gang)的腐蝕比(bi)(bi)時(shi),大致是1.2~1.6,表(biao)明和(he)大氣暴曬試驗(yan)結(jie)果完(wan)全一(yi)致.加(jia)速促進(jin)(jin)倍率都在10倍以上。為了得到高的促進(jin)(jin)倍率,采取了一(yi)邊(bian)把潤濕時(shi)間(jian)/干燥時(shi)間(jian)的比(bi)(bi)保持接近于和(he)自然大氣同等的1:4的一(yi)定比(bi)(bi)率,一(yi)邊(bian)提高周期(qi)的反復頻度(du)的方針。
該試(shi)驗法雖然可以測試(shi)在各個地(di)區耐(nai)候(hou)鋼(gang)比碳素鋼(gang)腐蝕減輕到何(he)種程(cheng)度,能夠判定某種耐(nai)候(hou)鋼(gang)是否具(ju)有耐(nai)候(hou)性,可是對具(ju)備(bei)了耐(nai)候(hou)性的(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)種之間的(de)優劣能否區別(bie),在報(bao)告書中沒有敘(xu)述。從數(shu)據的(de)狀(zhuang)態來看,如果在耐(nai)候(hou)性上(shang)沒有相(xiang)當(dang)差別(bie)的(de)話,好像是不能夠區別(bie)。
這個(ge)(ge)方(fang)法(fa)(fa)以后沒有被實(shi)用(yong)。因為耐(nai)(nai)候(hou)鋼在JIS標準中已經(jing)規格(ge)(ge)化,能夠實(shi)用(yong)的(de)就是該規格(ge)(ge)范圍內的(de)內容,所以知道了耐(nai)(nai)候(hou)性的(de)程度(du)。另外,這個(ge)(ge)方(fang)法(fa)(fa)把(ba)環(huan)(huan)境只(zhi)劃(hua)分(fen)了3個(ge)(ge)地(di)區(qu),根據(ju)試驗結果不能預測其他(ta)環(huan)(huan)境下的(de)耐(nai)(nai)候(hou)性或者特(te)定場所下的(de)腐蝕率。根據(ju)這些(xie)理由,我認為此法(fa)(fa)沒有被利用(yong)的(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(shi)驗中,隨時間測定電位(wei),把(ba)上(shang)升到+0.2V(SCE)時設(she)定為銹層(ceng)達到穩定化(hua)(hua)。碳素鋼的(de)電位(wei)也逐漸(jian)上(shang)升,可是只能(neng)上(shang)升到比(bi)較低的(de)電位(wei)(例如-0.4 V SCE).耐候鋼的(de)場合,田(tian)園及工業地(di)(di)區的(de)假定條件(jian)在3星期(qi)以內,海岸(an)地(di)(di)區的(de)假定條件(jian)約9星期(qi)才(cai)能(neng)達到表示銹層(ceng)穩定化(hua)(hua)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。
根據設計者說,這種試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法具(ju)有如下特征:首先可以用(yong)(yong)于(yu)(yu)耐(nai)候(hou)鋼(gang)性能(neng)(neng)的確定(ding)(ding);把電位不能(neng)(neng)夠(gou)充分上(shang)升的材料定(ding)(ding)為不合格,已經被用(yong)(yong)來比(bi)較(jiao)不同廠家的耐(nai)候(hou)鋼(gang)。數(shu)據說明(ming),Cu-P系的鋼(gang)種雖然在工(gong)業地區(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中穩定(ding)(ding)化,可是在海岸假定(ding)(ding)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中沒有穩定(ding)(ding)化。因而,這種試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法可以用(yong)(yong)于(yu)(yu)海岸地區(qu)耐(nai)候(hou)鋼(gang)的開發(fa)。
并且,用(yong)這種試驗法可以求出實用(yong)時的腐蝕量。如果把腐蝕速(su)度設定(ding)為vμm/a,則和電位EmV(SCE)之間存(cun)在(zai)以下關系:
log v=1.183-0.004416 E
在穩定(ding)化之前的腐蝕量(積(ji)分(fen)值)與(yu)大氣暴曬(shai)試驗的場合相(xiang)當一(yi)致。在大氣暴曬(shai)中減(jian)厚(hou)量P和暴曬(shai)期間t之間有如下(xia)關系:
log P=A+B log t
在該試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)場(chang)合也(ye)(ye)是(shi)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)。在發表的(de)(de)(de)(de)論文(wen)上用(yong)兩(liang)對(dui)數(shu)坐標圖比較了在幾個歐洲城市中的(de)(de)(de)(de)大氣暴曬(shai)結果和加速試(shi)驗(yan)(yan)結果。例如,對(dui)于在Diüisseldorf的(de)(de)(de)(de)腐蝕,可讀取約7倍的(de)(de)(de)(de)促進速度。未(wei)想到這(zhe)(zhe)種方(fang)法也(ye)(ye)能(neng)(neng)(neng)得(de)到普及(ji),但是(shi)在日本還沒有被實際應用(yong)。耐候鋼只要在JIS的(de)(de)(de)(de)成分范圍內,在基本性能(neng)(neng)(neng)上就不會有問題。在接(jie)近某種程度的(de)(de)(de)(de)海岸地區,銹層是(shi)否穩定(ding)化(hua)(hua)雖然(ran)是(shi)必要的(de)(de)(de)(de)信(xin)息,然(ran)而這(zhe)(zhe)種試(shi)驗(yan)(yan)法只能(neng)(neng)(neng)預測鹽分過多時(shi)不能(neng)(neng)(neng)穩定(ding)化(hua)(hua)。在定(ding)量(liang)地給出(chu)了涉及(ji)氯離(li)子、二氧化(hua)(hua)硫腐蝕的(de)(de)(de)(de)大氣條件時(shi),試(shi)驗(yan)(yan)也(ye)(ye)不能(neng)(neng)(neng)夠預知是(shi)否穩定(ding)化(hua)(hua)或者數(shu)十(shi)年后(hou)的(de)(de)(de)(de)減厚量(liang),這(zhe)(zhe)可能(neng)(neng)(neng)是(shi)其不被利用(yong)的(de)(de)(de)(de)原因。