为用户

许多可能的应用程序

有许多不同的领域,镀锌钢是最好的解决方案时,长,免维护寿命是一个要求。

热浸镀锌主要用于腐蚀性环境,如EN ISO 12944-2规定的第2至5类腐蚀,但也可用于不太严重的环境,例如室内。

如果需要持久的保护,选择正确的涂层类型是很重要的。如今市场上有很多选择,通常被描述为“与热镀锌相当”或“比热镀锌更好”。在大多数情况下,这些结论是基于盐雾加速腐蚀测试,得出的结果与正常的户外暴露无关。镀锌钢已经在许多不同的应用中使用了数百年,所以有真正可靠的结果表明它确实有效。

小心-盐雾测试

误导加速腐蚀试验(由Swerea KIMAB的Lena Sjogren和EGGA的Murray Cook)

如果您是建筑、制造或工程行业保护涂层的用户,腐蚀科学的一个方面需要您仔细理解——那就是加速腐蚀测试的作用和局限性。几十年来,所谓的“盐雾测试”产生了关于涂层性能的误导性信息,其结果仍然在产品的营销材料中占据显著地位,人为地产生了比现实世界更有利的结果。

那么“盐雾测试”到底出了什么问题呢?

首先,该测试对特定材料或涂层的质量控制有一定的价值。这就是该测试最初设计的目的,它被一些行业成功地用于这一目的。尽管,现在它在很大程度上已经被汽车工业抛弃了。“盐雾试验”的严重滥用是用来比较或分级具有不同特性的不同材料或涂层。用这个测试来比较油漆和金属涂层尤其容易引起误解。比较不同的金属镀层同样会引起误解。例如,对比锌和锌合金涂层(如那些含有少量镁和铝添加剂的涂层),可以得到与实际现场性能大相径庭的对比结果。

不幸的是,材料比较仍使用测试尽管国际标准测试(ISO 9227)清楚地表明很少有直接关系抵抗盐雾和耐腐蚀的作用在其他媒体,因为几个因素影响腐蚀的进步,如保护膜的形成,随所遇到的条件而变化很大。因此,试验结果不应被视为金属材料在所有可能使用这些材料的环境中的耐腐蚀性的直接指南。此外,不同材料在试验期间的性能不应作为这些材料在使用中的耐腐蚀性的直接指导。[1]相反,ISO 9227建议盐雾测试只适用于质量控制测试。大量同行评议的论文也对盐雾试验的使用提出了明确的警告。以下是其中的一些摘录:

“事实上,多年来人们已经认识到,在对有机涂层系统的性能等级进行排名时,标准盐雾测试的结果与实际经验之间几乎没有联系。”[2]

“盐雾试验是使用最广泛的加速试验。它是50多年前开发的,用于在海洋环境中测试金属涂层。尽管已经证明该测试不能很好地显示涂层的户外使用性能(即使在盐气氛中),但它的使用已经在涂料行业中根深蒂固。”[3]

著名的ASTM B-117盐雾试验可以在几百小时内对冷轧钢和镀锌钢进行对比。不幸的是,盐雾试验无法预测镀锌钢板相对于未镀锌钢板的优良耐腐蚀性能。”[4]

“盐雾的降解速度很快,但与户外暴露的相关性不大;它的降解机制与在室外看到的不同,而且精度相对较差。”[3]

不幸的是,尽管有这些警告,盐雾试验仍被用于通信领域,将新的涂料和材料推向市场。

为什么盐雾试验会给出误导的结果?

要理解为什么“盐雾测试”不能可靠地预测真实的腐蚀性能,重要的是查看测试程序。测试样品被插入到一个温度控制的室内,在那里盐的含溶液喷洒,在35°C,作为一个非常细的雾雾的样品。由于喷雾是连续的,所以样品不断地潮湿,因此,不断地受到腐蚀。通过记录达到规定的表面锈蚀水平的小时数来评定性能。测试时间范围为24小时~ 1000小时及以上。有一些明显的原因可以解释为什么盐雾试验与真实环境的暴露条件不相关,特别是:测试试样的表面是不断潮湿的,没有循环干燥,这在现实中是不会发生的。这可以防止金属,如锌,形成钝化膜,因为它会在领域。氯化物含量非常高(通常为5% NaCl),导致在不同金属和金属成分的不同加速因子下产生高度加速条件。这些是不寻常的和严重的条件,可能永远不会发生在正常的户外暴露。

盐雾试验不能成功地比较材料的耐腐蚀性

人们普遍认为,金属锌涂层在实际室外条件下的良好性能依赖于潮湿期之间的干燥。在干燥循环过程中形成的被动的、相对稳定的氧化物和/或碳酸盐薄膜有助于镀锌涂料的优异性能。盐雾测试期间持续的湿度不允许这种被动的氧化物/碳酸盐层形成。因此,该试验人为地降低了锌涂层的性能。

当使用盐雾测试评估涂漆材料时,没有暴露在紫外线下,紫外线是油漆损坏的一个常见原因。这是一个严重的遗漏,因为导致涂漆钢变质的主要失效机制不包括在盐雾试验条件中。当比较不同的锌涂层时,盐雾试验也会给出类似的误导性结果。例如,在锌涂层中添加少量镁或铝会产生盐雾测试结果,这与实际暴露条件有显著差异。镁离子,无论是来自环境(海盐)还是在锌合金中,在氯化钠存在的情况下,促进了保护性腐蚀产物的形成,从而降低了腐蚀速率。这就解释了为什么在高湿时间和高氯化物负荷的加速试验中,锌-镁-铝涂层表现出比锌更好的人工性能。在某些海洋大气的现场暴露试验中也会出现这种影响,但改善程度远低于盐雾试验结果所显示的水平。

总结

利用盐雾试验结果来指导钢防护涂层的选择仍然是工程界的一个严重问题。尽管该测试在“腐蚀领域”的局限性得到了充分的理解,但它仍然被用于促进碰巧产生明显有利结果的涂层的使用。希望这篇文章对这种类型的加速测试的局限性提供了一些科学背景的见解。不管快速和短期信息的吸引力如何,长期暴露测试产生的腐蚀数据和实际结构或组件的案例历史信息是无法替代的。

参考文献
[1] ISO 9227《人工大气腐蚀试验-盐雾试验》。
王志强,王志强,王志强,《有机防护涂层的环境电化学性能试验方法》,涂料技术,vol . 60, No . 765, p97.1988。
appleeman, B.《循环加速试验:改进涂层性能评价的前景》,J保护涂层和衬里,p71-79。1989年11月。
唐森德,“改进的汽车和钢铁工业实验室腐蚀试验的发展”,第四届年度ESD高级涂层会议,Dearborn, 4 USA, 1994

不同镀锌方法的比较

下面给出了哪些类型的表面涂料可以用于不同的环境。

并对它们的优缺点进行了比较。

热浸镀锌 电镀 喷锌
涂膜厚度 70 - 215µm 3 - 12µm1 40 - 200µm
标准 EN ISO1461 ISO 2081 2972
依从性 与钢合金化 Electro-cemical 机械
应用程序 浸锌 电解沉积 熔化的锌滴的喷射
外观 闪亮的和/或灰色 闪亮的 浅灰色
完成 很好
在厚度 媒介2 更高的3.
涂层内部蛀牙 是的 没有 没有
户外的保护4) 非常好(25 - 75年) 不良(1 - 6年) 良好(10 - 50年)
质量控制 容易 容易5 容易5
上大小限制 诺登大约2500米 诺登大约600米 没有限制
较低的大小限制 3mm木螺丝 约2毫米 重量足以承受喷雾压力。
涂布产品的使用 当需要较长的升降时间时,应及时开门 室内或室外的时间较短 Utdoor
生活时间成本 非常低的
阴极保护 很好 Limitid
变形在应用程序 可能发生6 没有 没有

1)可能会产生更厚的涂层,但这些将比相应的热镀锌涂层更昂贵。
2)取决于电极的位置。
3)运营商的依赖。
4)可能会发生局部变化。
5)还需要进行更多的测量。
6)钢的内应力在镀锌槽中可以松弛。

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