涂層經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后,試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定方法有目測(cè)法、稱重法、深度法和電流密度法。
1. 目測(cè)法
熱噴涂涂層在遭受某種類型的腐蝕之后,必然會(huì)導(dǎo)致涂層表面狀態(tài)或性能等發(fā)生改變,腐蝕的產(chǎn)物也具有顏色、狀態(tài)等特征,從這些特征及其變化情況,可以定性地判別涂層或基體金屬的腐蝕程度,從而確定其防護(hù)性能。
目測(cè)法是用肉眼或放大鏡(3~5倍)對(duì)涂層表面進(jìn)行觀察,有時(shí)也適當(dāng)?shù)厥褂靡恍┖?jiǎn)單的工具和設(shè)備。腐蝕后涂層的定性檢查和記錄,主要有以下五個(gè)方面。
(1)涂層和基體腐蝕產(chǎn)物的顏色和狀態(tài)。
(2)腐蝕率 腐蝕率(涂層被穿透、直達(dá)基體金屬的腐蝕點(diǎn)比率)是評(píng)定陰極性涂層防護(hù)性能的主要內(nèi)容,可按下列方式觀察計(jì)算:
評(píng)定時(shí)以5mm×5mm方格面積為單位,計(jì)算出現(xiàn)銹點(diǎn)的方格數(shù)占被測(cè)面積總方格數(shù)的百分比表示腐蝕程度。即:
腐蝕率(%)=n/N×100 式中,
n——出現(xiàn)銹點(diǎn)的5mm×5mm面積的方格數(shù);
N——試樣表面的5mmX5mm面積總方格數(shù)。
計(jì)算方格數(shù)時(shí),用一透明的帶有5mm×5mm方格的有機(jī)玻璃板或塑料薄膜、覆蓋在被測(cè)涂層試樣表面,讀出有腐蝕點(diǎn)的方格數(shù)(n)和被測(cè)涂層的總方格數(shù)(N),進(jìn)行計(jì)算。
(3)光澤 經(jīng)大氣暴露后涂層的光澤,是指涂層呈膜狀腐蝕時(shí)被氧化的程度。
(4)開裂 涂層開裂是指涂層經(jīng)腐蝕后,表面出現(xiàn)肉眼能見的裂紋。計(jì)算方法與計(jì)算腐蝕率面積百分比相同。
(5)以定性評(píng)定結(jié)果確定涂層腐蝕等級(jí)。
2. 稱重法
稱重法是對(duì)涂層腐蝕進(jìn)行定量評(píng)定的主要方法,即測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的涂層腐蝕失重,并得出其腐蝕速度。
定量評(píng)定的試樣,在試驗(yàn)前應(yīng)按要求稱出準(zhǔn)確重量,經(jīng)一段時(shí)間腐蝕試驗(yàn)后取出試樣,用規(guī)定溶液浸漬除去腐蝕產(chǎn)物,再干燥稱重。將兩次稱重結(jié)果按下式計(jì)算腐蝕速度:
V = (W0-W1-W2)/(S×t)
式中,
V——腐蝕速度,g·m2·h-1
W0——試樣原始重量,g;
W1——試樣除去腐蝕產(chǎn)物后的重量,g;
W2——清除腐蝕產(chǎn)物時(shí)同樣尺寸同種材料空白試樣的校正失重;
S ——試樣表面積,m2;
t——腐蝕時(shí)間,h。
3. 深度法
腐蝕深度法是把涂層的厚度因腐蝕而減小的量,以線量單位表示,并換算成為相當(dāng)于單位時(shí)間(年)內(nèi)腐蝕掉的厚度(毫米)。該種指標(biāo)常用腐蝕的失質(zhì)指標(biāo)與該涂層的密度比值表示,可按下列公式:
KL=(Kˉ/ρ)×(24×365/1000)=8.76×Kˉ/ρ
式中,
KL——腐蝕的深度指標(biāo),mm/a;
K-——腐蝕的失質(zhì)指標(biāo),g/(m2.h);
ρ——涂層密度,g/cm3;
8.76——換算系數(shù)。
顯然,知道了涂層的密度,即可將腐蝕的失質(zhì)指標(biāo)和深度指標(biāo)進(jìn)行換算。腐蝕的質(zhì)量指標(biāo)和深度指標(biāo),對(duì)于均勻的化學(xué)或電化學(xué)腐蝕均可采用。
4. 電流密度法
電流密度法是以電化學(xué)腐蝕過(guò)程的陽(yáng)極電流密度(A/cm2)的大小來(lái)衡量涂層腐蝕速度的程度。lmol物質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)所需的電量為1個(gè)法拉第,即96484≈96500 C/mol。假如電流強(qiáng)度為I,通電時(shí)間為t,則通過(guò)的電量為It。從而可得出涂層陽(yáng)極溶解的質(zhì)量⊿W為:
⊿W=AIt/Fn
式中,
A——涂層的相對(duì)原子質(zhì)量;
n——價(jià)數(shù);
F——法拉第常數(shù)(1F=96500 C/mol=26.8 A·h)
對(duì)全面腐蝕而言,涂層表面積可看作是陽(yáng)極面積S,從而得出腐蝕電流密度icorr=I/S(A/cm2)。所以腐蝕速度v-與腐蝕電流密度icorr之間存在如下關(guān)系:
v-=⊿W/St= A·icorr/nF
若icorr的單位取μA/cm2,涂層密度ρ的單位取g/cm3時(shí),可按下列公式:
v-=3.73×10?(-4)×A·icorr/n(g/(m?2·h))
因此,可用腐蝕電流密度icorr表示涂層的電化學(xué)腐蝕速度。可見,腐蝕速度與腐蝕電流密度成正比關(guān)系。值得指出的是,涂層的腐蝕速度一般隨時(shí)間而變化。因此,在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)確定腐蝕速度與時(shí)間的關(guān)系,盡可能選擇測(cè)定穩(wěn)定腐蝕速率的時(shí)間。關(guān)于局部腐蝕的速度比較復(fù)雜,通常不能用上述方法表示。
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