腐蚀试验长期测试条件
在芬兰海门林纳的瑞典钢铁公司(SSAB)研发实验室中,最严苛腐蚀测试之一是循环盐雾测试。该测试在特制的腐蚀试验箱内以加速方式进行,试验箱会向测试样品喷洒中性盐溶液,以此加速各类腐蚀产物的生成。盐雾喷淋阶段之后会进入热空气干燥阶段,这种干湿循环通常以24h为一个周期,且会重复多次,总时长往往至少达到1000h。
这种通常持续1000h的测试被称为加速腐蚀测试(ACT),其测试标准由多项规范界定,例如SSAB所采用的EN ISO 9227或EN 13523-8标准。
循环盐雾测试模拟的是地球上多数自然环境中并不常见的高盐度大气环境,或许仅有部分海洋区域的气候条件能与实验室腐蚀试验箱的环境相近。因此,加速腐蚀测试的主要目的是快速诱发电化学锈蚀现象,同时对同期测试的各类样品的性能进行对比。
精密管材涂层选择与极端环境应对策略
精密管材的典型应用场景包括家具的主体结构(如椅子)以及建筑用室外梯子等。这些产品可能用于室内、室外,或是一些特殊环境。根据使用条件以及对外观的预期要求,精密管材会进行相应的涂层处理,常见涂层为彩色有机漆膜或镀铬层。在各类严苛应用场景下,为防止水分透过受损漆膜渗入管材内部,涂漆钢管还可先进行热浸镀锌处理,以此提升防腐蚀能力。
在海洋区域、卫生设施等高相对湿度场所,产品易遭受严重的腐蚀侵蚀。若接触到含盐、氨、硫酸盐等具有腐蚀性的液体,锈蚀进程还会进一步加快。在此类环境下,椅子、梯子这类产品很容易生锈,外观的老化速度也会超出预期使用寿命。为此,SSAB制定了大量测试方案,用于评估精密管材在极端条件下的耐用性。
涂层精密管材耐腐蚀性优异
此次研究旨在对比SSAB热浸镀锌精密管材、无镀锌层冷轧管材以及不锈钢参照管材的性能表现。为减少变量干扰,所有测试样品在管材制造、部件设计、化学前处理、粉末涂漆及装配环节均采用了相同工艺。为确保测试数据的准确性,研究人员对多组样品开展了循环盐雾测试,且测试时长大幅延长,达到了2000h。
测试前,研究人员先对样品不同区域进行了显微横截面成像,以此确认漆膜厚度的差异,漆膜厚度会直接影响腐蚀速率,通常漆膜越薄,盐水就越容易渗透至金属基材表面。
最终测试结果显示,冷轧管材样品在测试进行到约150h,就已大面积出现红锈;而镀锌管材仅在人工划痕处产生了少量白色氢氧化锌,即业内所说的“白锈”,这是锌层溶解于水后发生的典型反应,锌层的核心作用正是通过自身的牺牲腐蚀来保护内部钢基材不产生红锈。
测试结果清晰体现了不同管材的性能差异:无镀锌层的冷轧管材锈蚀速度极快,会严重影响产品外观;而镀锌管材的表现则十分优异。
从长期使用来看,不锈钢管材的性能大概率仍是最佳的,但SSAB的热浸镀锌工艺已显著提升了碳钢管材的耐用性。经过此次极端测试后,镀锌涂漆碳钢管材的外观与不锈钢涂漆管材相差无几,其耐用性也很可能超出该终端应用场景的预期。
