熱噴涂涂層設(shè)計(jì)要點(diǎn)之耐腐蝕材料選擇和性能檢測

974　 2024-06-12 08:42:41

進(jìn)行涂層設(shè)計(jì)時(shí)，首先要了解工件服役情況和工件表面應(yīng)具備的性能，準(zhǔn)確判定易引發(fā)工件失效的原因，例如工件工作的介質(zhì)、溫度、受力的性質(zhì)和大小、工件的材質(zhì)、組織、尺寸等，從而確定對涂層的要求，包括結(jié)合強(qiáng)度、硬度、厚度、孔隙的多少及大小、表面精度、耐磨、耐腐蝕、耐熱或其他性能。

耐腐蝕涂層材料的選擇比較復(fù)雜。零件的工作狀態(tài)、工作溫度、工作環(huán)境和各種腐蝕介質(zhì)都增加了對涂層材料的要求。腐蝕環(huán)境可能是水溶液、氣體或各種化學(xué)介質(zhì)，還可能具有寬廣的溫度范圍。在有燃?xì)獯嬖诘臈l件下，燃燒的氣體或未燃燒的燃料也可能在適當(dāng)?shù)臏囟认屡c其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成很復(fù)雜的腐蝕環(huán)境。

耐腐蝕涂層材料的選擇

耐大氣腐蝕

這類涂層耐下述條件的腐蝕：金屬或合金暴露在戶外或室內(nèi)的大氣中，涂層在大氣中能抵抗風(fēng)、雨、陽光和其他氣候變化條件的腐蝕。在戶外使用的涂層在室內(nèi)也能很好地使用。這類涂層包括耐工業(yè)氣氛的涂層、耐海洋氣氛腐蝕的涂層和耐農(nóng)村大氣腐蝕的涂層。

耐工業(yè)大氣腐蝕的涂層

耐工業(yè)大氣腐蝕的涂層能承受具有煙塵或化學(xué)煙霧（如大城市和重工業(yè)區(qū)等）的惡劣氣氛，可噴涂Al、Zn涂層。這類涂層必須進(jìn)行封孔處理，封孔劑的選擇非常重要。

這類涂層常用于所有類型的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件鋼、電的導(dǎo)線管、橋梁、輸電線、金屬構(gòu)件、草坪和庭院設(shè)施等。

耐海洋氣氛腐蝕的涂層

這種涂層能承受海洋附近或具有鹽霧條件下的腐蝕。常用于橋梁-高于水線、船塢結(jié)構(gòu)-高于水線、貯藏容器外壁、船的上層結(jié)構(gòu)、棧橋、變壓器表面等。

耐農(nóng)村大氣腐蝕的涂層

農(nóng)村大氣中雖然沒有工業(yè)煙霧和海洋性氣候的鹽霧，但含有少許的污染物。

耐浸漬腐蝕

浸漬腐蝕是金屬或其涂層暴露在液體中，并且是全部或部分、或二者交替地受到浸漬，防腐蝕涂層必須能夠耐液面以上或液面以下環(huán)境的腐蝕。這類涂層有如下幾種：耐食用淡水的涂層、耐非飲用淡水的涂層、耐熱淡水的涂層、耐鹽水腐蝕的涂層、化學(xué)和食品工業(yè)使用的涂層。

耐飲用淡水涂層

這種涂層耐淡水，并且不能改變水的化學(xué)成分。為了適合可飲用水的要求，不能使用含鉻酸鹽的密封劑。常噴涂Zn涂層。常用于淡水貯器；高架渠（高架水道、輸水道、導(dǎo)水管）、過濾機(jī)水槽、水輸送管等。

耐非飲用淡水涂層

這種涂層耐非飲用淡水，水溫不超過52℃，pH值為5～10。常噴涂Al、Zn涂層。常用于發(fā)電廠引入線、浸漬在淡水中的結(jié)構(gòu)裝置、航行在淡水中的船身等。

耐熱淡水涂層

這種水系非飲用水，水溫在52～204℃，pH值為5～10，可噴涂Al涂層，但要封孔。常用于交換器、熱水貯藏容器、蒸汽凈化設(shè)備、暴露于蒸汽的零件。

耐鹽水涂層

這種涂層可以全部或部分浸在靜止的或運(yùn)動的食鹽水或海水中。對靜止?fàn)顟B(tài)的結(jié)構(gòu)，海水浸沒的范圍應(yīng)從泥線之下一直延伸到潮線之上0.914米的部位；高出這一范圍，應(yīng)作為“鹽類大氣”考慮。常噴涂Al涂層。常用于船用發(fā)動機(jī)的集油盤、鋼體河樁和橋墩、船體、魚舵和魚箱、在船體水線之下存有污垢問題的部位等。

化學(xué)和食品工業(yè)使用的涂層

這種涂層能耐諸如油、燃料和溶劑等的化學(xué)作用，并且能耐各種食品的腐蝕，但不能改變食品的化學(xué)成分和味道，可噴涂Al涂層，但要封孔。常用于汽油、原油、燃料油以及二甲苯、乙醇、丁醇、醋酸戊酯和甲苯等藥劑的貯藏、啤酒廠的麥芽漿槽、軟飲料設(shè)備、乳品及制酪業(yè)設(shè)備、食品油貯槽及糖蜜罐、甘油槽內(nèi)襯、木屑洗滌機(jī)等。

耐化學(xué)腐蝕

這類涂層能承受各種酸、堿、鹽類的溶液、蒸汽和固體的腐蝕。這類涂層主要是各種鐵基、鎳基和鈷基合金、自熔性合金、有色金屬，氧化物陶瓷，碳化鉻和碳化鎢等金屬陶瓷。由于熱噴涂層都有一定的孔隙率，所以，各種涂層必須進(jìn)行填充密封處理。密封劑本身也必須耐化學(xué)介質(zhì)的腐蝕。

為了抗化學(xué)腐蝕的需要，在給定環(huán)境下采用的所有涂層，必須用推薦的密封劑進(jìn)行處理。使用專門的密封劑，不會破壞涂層的力學(xué)性能。然而，在高溫下涂層抗化學(xué)腐蝕的能力部分地取決于密封劑。

熱噴涂涂層的耐腐蝕性能檢測

涂層的耐腐蝕性是反映涂層保護(hù)基體金屬和抵抗環(huán)境侵蝕能力的好壞，是直接影響金屬構(gòu)件使用壽命的重要指標(biāo)。特別是對于防護(hù)性涂層及防護(hù)-裝飾性涂層，對涂層的耐腐蝕性指標(biāo)有其明確的要求，必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。

腐蝕試驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)室腐蝕試驗(yàn)和現(xiàn)場腐蝕試驗(yàn)兩類。實(shí)驗(yàn)室腐蝕試驗(yàn)，可分為室溫或加熱的液態(tài)浸漬腐蝕和氣體腐蝕（含高溫氧化）以及鹽霧試驗(yàn)等?，F(xiàn)場腐蝕試驗(yàn)也多種多樣，如大氣腐蝕、海水及淡水浸漬、土壤腐蝕、掛片試驗(yàn)等。按腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)，又可分為酸性、堿性、中性鹽腐蝕等類型。

腐蝕試驗(yàn)條件，需根據(jù)試驗(yàn)涂層材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或涂層材料的使用條件來擬定。溶液的pH值、溶解氣體量、溶解離子濃度、溶液溫度與流速等，均會直接影響涂層的腐蝕反應(yīng)。一般認(rèn)為，溶液中的溶解氣體，特別是中性溶液中的氧含量對腐蝕過程的陰極反應(yīng)影響很大，而液體溫度不僅影響反應(yīng)速度，而且對反應(yīng)類型也有一定的影響。

液態(tài)浸漬腐蝕試驗(yàn)

對噴涂層進(jìn)行液態(tài)浸漬腐蝕，可帶標(biāo)樣（一般為被噴涂的基體材料）同時(shí)進(jìn)行，也可帶入已知耐蝕性的其他材料試樣，以期進(jìn)行比較。由于噴涂層多有氣孔存在，故應(yīng)首先進(jìn)行封孔處理后再做腐蝕試驗(yàn)。液態(tài)浸漬腐蝕又分為靜態(tài)全浸式、部分浸漬式、交互浸漬式、氣蝕等流液浸漬等。

靜態(tài)全浸式

靜態(tài)全浸式就是將試樣完全浸入溶液浸泡的試驗(yàn)方法。此方法操作簡便，重現(xiàn)性好，比較容易控制試驗(yàn)因素。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 10124-1988《金屬材料實(shí)驗(yàn)室均勻腐蝕全浸試驗(yàn)方法》中詳細(xì)規(guī)定了試驗(yàn)方法和要求。試驗(yàn)時(shí)，不論是常溫還是煮沸下的腐蝕試驗(yàn)，均應(yīng)保持溶液的濃度始終一致。溶液的蒸發(fā)損失可采用恒定水平面裝置控制或定時(shí)地添加溶液，使溶液體積的波動不超過±1%，有時(shí)也采用回流冷凝。為避免腐蝕產(chǎn)物積累影響腐蝕規(guī)律，一般將介質(zhì)容量與試樣表面積的比例控制在20~200mL/cm3。通常要求每個(gè)試驗(yàn)裝置中只浸泡一種涂層，以避免一種涂層的腐蝕產(chǎn)物對另一種涂層腐蝕規(guī)律的干擾。

利用水浴或油浴控制試驗(yàn)溶液的溫度。除非有特別規(guī)定，腐蝕試驗(yàn)過程不應(yīng)對溶液充氣。試驗(yàn)容器可密封，也可敞露。在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行的試驗(yàn)，應(yīng)注意緩慢加熱，并在容器底部鋪一層玻璃（或陶瓷）碎片，以避免過度沸騰和氣泡的沖擊作用。試樣的支架和容器在試驗(yàn)溶液中應(yīng)是惰性的，從而保證自身不被腐蝕和破壞，也不污染試驗(yàn)溶液。

部分浸漬式

部分浸漬式是將試樣部分浸入溶液，由于氣/液相交界的水線長期保持在涂層表面的同一固定位置，從而造成嚴(yán)重的局部腐蝕破壞，部分浸漬試驗(yàn)也稱為水線腐蝕試驗(yàn)。在貯存液體的容器內(nèi)壁及部分浸入海水的涂層構(gòu)件上，都會發(fā)生這種水線破壞。鋁涂層和某些其他金屬涂層往往在水線處發(fā)生濃差腐蝕，部分浸漬試驗(yàn)條件為其提供了非常適宜的加速試驗(yàn)方法。

部分浸漬式試驗(yàn)方法、要求、條件的控制及試驗(yàn)裝置與靜態(tài)全浸式試驗(yàn)基本相同。關(guān)鍵是如何提供合適的試樣支撐方法，使水線部位保持在固定的位置上，保證液面上、下的試樣面積比恒定不變。采用自動恒定液面裝置，可以顯著提高試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。

交互浸漬式

交互浸漬試驗(yàn)又稱間浸試驗(yàn)，是指將帶有金屬涂層的試樣交替地浸入液態(tài)腐蝕介質(zhì)和暴露在空氣中。交互浸漬試驗(yàn)是一種模擬試驗(yàn)，也是一種加速試驗(yàn)。這種交互浸漬狀態(tài)為水溶液作用提供了加速腐蝕的條件，因?yàn)樵诖蟛糠直┞稌r(shí)間中試樣表面可以保持頻繁更新，幾乎為氧所飽和的溶液薄膜，而且在干濕交替過程中，由于水分蒸發(fā)使得溶液中的腐蝕性組分濃縮。另外，試樣表面完全干燥常常使腐蝕速度下降，但是腐蝕產(chǎn)物膜破裂則起相反的作用。

交互浸漬試驗(yàn)結(jié)果與干濕變化的頻率、環(huán)境的溫度和濕度密切相關(guān)，所以必須合理設(shè)計(jì)干濕變化周期，并在連續(xù)試驗(yàn)中保持不變。同樣，應(yīng)合理控制環(huán)境溫度和濕度，以保證試樣在大氣暴露期間有恒定的干燥速度。根據(jù)不同的試驗(yàn)要求，有時(shí)在濕度相當(dāng)高的密閉裝置中進(jìn)行間浸試驗(yàn)，使試樣離開溶液后始終保持濕潤狀態(tài)；有時(shí)在空氣中暴露時(shí)用干燥熱風(fēng)吹拂（或輻照加熱），以加速干燥。

交互浸漬試驗(yàn)條件的選擇與所用試驗(yàn)裝置的工作原理有關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)干濕交替，可以交替地將試樣浸入和提出溶液；也可使試樣固定不動，而讓溶液相對試樣升降。通常使試樣運(yùn)動比移動腐蝕介質(zhì)更容易實(shí)現(xiàn)。溶液和空氣中的暴露時(shí)間比應(yīng)視試驗(yàn)的具體要求而定，一般為1:1~1:10，一次循環(huán)的總時(shí)間常為1~60min不等，有時(shí)也可達(dá)24h。

中性鹽霧試驗(yàn)

中性鹽霧試驗(yàn)是一種常用的人工加速腐蝕試驗(yàn)，它是模擬沿海大氣環(huán)境中，溫暖的海面向寒冷的空氣蒸發(fā)和海浪沖擊下潑向空間的含氯離子微小液滴，形成細(xì)霧狀介質(zhì)對金屬的腐蝕條件，采用一定濃度的氯化鈉溶液，在加壓下以細(xì)霧狀噴射，由于霧粒均勻地落在試樣表面，并不斷維持液膜更新，因而對涂層的腐蝕符合大氣腐蝕基本原理，實(shí)現(xiàn)測定涂層的加速腐蝕作用。

中性鹽霧試驗(yàn)畢竟不能完善地模擬大氣條件對金屬涂層的腐蝕，加之影響腐蝕的因素較多，造成測試條件不易控制等等，往往重現(xiàn)性較差，所以只能作為同一類型涂層在該條件下相對耐蝕性的比較。實(shí)踐表明，它對陽極性涂層（如鋼鐵基體上的鋅層和鎘層等）耐蝕性效果較好，而對陰極性涂層，則只能揭示涂層的孔隙和缺陷程度，間接地反映涂層的抗腐蝕能力。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 6458-1986《金屬覆蓋層中性鹽霧試驗(yàn)》中規(guī)定了中性鹽霧試驗(yàn)所使用的設(shè)備、試劑和方法。

試樣的數(shù)量按測試具體規(guī)定，一般情況下每批取3件。試驗(yàn)時(shí)，試樣放置在鹽霧試驗(yàn)箱內(nèi)，試驗(yàn)溶液為5％NaCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）溶液，pH值為6.5~7.2，噴霧箱內(nèi)溫度為35±2℃，相對濕度大于95％。試驗(yàn)面朝上，讓鹽霧自由沉降在被試驗(yàn)面上，經(jīng)24h噴霧后，每個(gè)收集器所收集的溶液，就80cm2而言應(yīng)為1~2mL，被試面與垂直方向成15°~30°，不能直接噴射被試面。試樣不能接觸箱體，也不能相互接觸。試樣之間的距離應(yīng)不影響鹽霧自由降落在被試面上，試樣上的液滴不得落在其他試樣上。試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)按被試覆蓋層或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求而定，若無標(biāo)準(zhǔn)，推薦時(shí)間為2、6、16、24、48、96、240、480、720h。停噴時(shí)不加熱，試樣密封在箱內(nèi)自然冷卻。試樣在試驗(yàn)結(jié)束后，取出試樣。為減少腐蝕產(chǎn)物的脫落，試樣在清洗前，放在室內(nèi)自然干燥0.5~1h。然后用不高于40℃的清潔流動水輕輕清洗，除去試樣表面鹽霧溶液的殘留物，經(jīng)干燥后作外觀檢查和評級。按我國熱帶電工產(chǎn)品JB/Z 88-66評定標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)鹽霧試驗(yàn)后的腐蝕程度分為4級：1級為良好，2級為合格，3~4級為不合格。在每一級中，只要滿足一項(xiàng)，就按該級評定。

銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)

銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（CASS法）是中性鹽水噴霧試驗(yàn)的改進(jìn)方法。由于它在氯化鈉溶液中用醋酸酸化，并加入氯化銅提高對某些金屬涂層的腐蝕速率和效果，取得了鋼鐵基體上陰極性涂層腐蝕方式接近于實(shí)際環(huán)境的良好結(jié)果。CASS法與中性鹽霧法相比，不僅腐蝕速度加快，而且重現(xiàn)性較好，所以正逐步取代中性鹽霧法對陰極性涂層的耐蝕性檢驗(yàn)。該法適用于鋼鐵基體上陰極性涂層（銅、鎳、鉻涂層等）和鋁或鋁合金上陽極氧化膜的耐腐蝕性檢驗(yàn)。

銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)的溶液成分為：氯化鈉（NaCl）50±5g/L、氯化銅（CuCl2·H2O）0.26±0.02g/L，pH（用醋酸調(diào)整）為3.2±0.1。測試設(shè)備與鹽霧試驗(yàn)設(shè)備大致相同，只是對箱體耐高溫性要求更高（50±1℃）。目前除了專門用于CASS試驗(yàn)的設(shè)備外，也有與鹽霧試驗(yàn)通用的設(shè)備。除測試溫度為50±1℃外，其他條件與鹽霧試驗(yàn)條件相同。

大氣暴露腐蝕試驗(yàn)

大氣暴露腐蝕試驗(yàn)是在天然大氣條件下，對噴涂層試樣在試樣架上（室外或室內(nèi)）進(jìn)行實(shí)際的腐蝕試驗(yàn)，通過定期觀察及測定其腐蝕過程特征和腐蝕速度確定其防護(hù)壽命。大氣暴露試驗(yàn)是正確判斷涂層耐蝕性能的一個(gè)重要方法，其評定結(jié)果通常作為制定涂層厚度標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。具體試驗(yàn)方法可參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 6464-1986《金屬和其它無機(jī)覆蓋層靜置戶外暴曬腐蝕試驗(yàn)一般規(guī)則》進(jìn)行。

大氣暴露腐蝕試驗(yàn)條件的選擇應(yīng)與工件使用的實(shí)際條件相同或相似。一般按暴露場地所處地區(qū)的環(huán)境條件，將大氣條件分為四類（包括室內(nèi)和室外）：工業(yè)性大氣、海洋性大氣、農(nóng)村大氣和城郊大氣。暴露場應(yīng)設(shè)在完全敞開的地方，能充分受到大氣（空氣、日光、雨、露、霧、霜、雪等）的侵襲。周圍的建筑物、樹木和試樣架應(yīng)有一定間隔距離，保證周圍建筑物和樹木等的陰影在任何時(shí)刻不會投射到被測試樣上。

試樣大氣暴曬的方式有三種：

1）露天暴曬，即將試樣直接放在室外的框架上?？蚣懿捎媚軌蚪?jīng)受腐蝕的材料制成，試樣在框架上面向南方?？蚣芨浇闹参锔叨炔粦?yīng)大于0.2m；

2）半封閉暴曬，把試樣放在有頂棚遮蓋下進(jìn)行暴曬，以防止直接受太陽輻射和大氣降水的作用，或試樣暴曬在部分封閉的空間，例如百葉箱中；

3）“全封閉”暴曬，此時(shí)外界因素對試樣的影響是非常有限的。

大氣暴露試驗(yàn)用的試樣，不得小于50cm2（5cm×10cm），專門制備的試樣應(yīng)為平板形狀，一邊的長度最好為50mm的整數(shù)倍，厚度為1~3mm。同一種試樣的數(shù)量不得少于三件。在暴曬前應(yīng)徹底清洗試樣，以除去涂層表面的污染物。每件試樣應(yīng)有不易消失的編號，如打上鋼印或掛有刻字的塑料牌等。試驗(yàn)開始前，試樣應(yīng)采用專用測試記錄卡分別記錄試樣編號、涂層結(jié)構(gòu)、厚度、外觀光澤等情況，并編寫試驗(yàn)綱要（包括測試目的、試驗(yàn)要求、檢查周期等）。每種試樣需留1~3件保存在干燥器內(nèi)，供試驗(yàn)中比較觀察。

試樣投放最好選擇每年的潮濕、陰雨季節(jié)前，建議在每年的4~5月或9~10月。由于大氣腐蝕速度很慢，試驗(yàn)時(shí)間最好為1~20年。試樣開始暴露后，頭3個(gè)月內(nèi)檢查次數(shù)應(yīng)頻繁，一般每月2~3次。檢查時(shí)應(yīng)注意開始出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)的時(shí)間，做好詳細(xì)記錄。3個(gè)月后每月檢查一次，一年后每3個(gè)月檢查一次。冬季室外暴露的試樣如遇下雪時(shí)（指冬季有下雪的地區(qū)），應(yīng)定期拭去表面的積雪。取試樣時(shí)不可用手直接與主要表面接觸。不允許將兩片試樣接觸或摩擦以防止人為機(jī)械損傷或電化學(xué)腐蝕，造成試驗(yàn)結(jié)果誤差。

測試結(jié)果的評定，除參照鹽霧試驗(yàn)方法外，還可按試樣表面腐蝕率進(jìn)行腐蝕等級評定。

海水腐蝕試驗(yàn)

熱噴涂防腐蝕技術(shù)目前已廣泛用于大量海洋工程設(shè)施，如海上采油鉆探平臺、艦船及港口設(shè)施等，因此海水腐蝕試驗(yàn)是熱噴涂涂層進(jìn)行較多的試驗(yàn)內(nèi)容之一。

海洋的腐蝕環(huán)境大致可以分為海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海底泥漿區(qū)，由于所處環(huán)境的不同，使金屬的腐蝕速度有很大差異。金屬構(gòu)件在飛濺區(qū)，處于干、濕交替，氧供應(yīng)充足具有相當(dāng)高的腐蝕性。高潮位區(qū)在漲潮時(shí)與含氧的海水接觸，腐蝕也較嚴(yán)重。另外，潮差區(qū)相對低潮線以下的全浸區(qū)部分，形成明顯的氧濃差電池作用，潮差區(qū)供氧充分為陰極，而恰好位于低潮線下的全浸區(qū)，因供氧相對較少而成為陽極，使腐蝕加速。按海洋環(huán)境區(qū)域特點(diǎn)，金屬防護(hù)涂層的海水腐蝕試驗(yàn)可分為6類。

海洋大氣腐蝕試驗(yàn)

可以表征船上、船艙內(nèi)的金屬防護(hù)涂層腐蝕，以及不會直接受到海水或浪花作用的海岸設(shè)施的金屬防護(hù)涂層腐蝕。

浪花飛濺帶腐蝕試驗(yàn)

表征海上和沿岸結(jié)構(gòu)件在海平面之上經(jīng)常遭受浪花飛濺作用，但不會受到海水浸潤的金屬防護(hù)涂層腐蝕。通常試樣被放置在乎均高潮位上方0.2~2m的位置。

海水間浸試驗(yàn)

又稱交替浸泡試驗(yàn)。表征港口結(jié)構(gòu)和船體外部結(jié)構(gòu)間或受到海水浸潤的金屬防護(hù)涂層腐蝕。

海水半浸試驗(yàn)

即海水水線腐蝕試驗(yàn)，表征任何海洋飄浮結(jié)構(gòu)外部的氣/液/固三相交界處的金屬防護(hù)涂層腐蝕。

海水全浸試驗(yàn)

表征各種水下設(shè)施的金屬防護(hù)涂層腐蝕，通常試樣被放置在最低潮位以下0.2~2m的位置。

海洋土壤腐蝕試驗(yàn)

海洋土壤腐蝕試驗(yàn)。這是模擬埋在海底土壤部分的管道、電纜及水下設(shè)施的金屬防護(hù)涂層腐蝕試驗(yàn)。

具體試驗(yàn)方法可參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 6384-1986《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環(huán)境的海水腐蝕試驗(yàn)方法》。海水腐蝕試驗(yàn)通常在專門的試驗(yàn)站進(jìn)行。

腐蝕試驗(yàn)結(jié)果評定

涂層經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后，試驗(yàn)結(jié)果的評定方法有目測法、稱重法、深度法和電流密度法。

目測法

熱噴涂涂層在遭受某種類型的腐蝕之后，必然會導(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。

目測法是用肉眼或放大鏡（3~5倍）對涂層表面進(jìn)行觀察，有時(shí)也適當(dāng)?shù)厥褂靡恍┖唵蔚墓ぞ吆驮O(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為出現(xiàn)銹點(diǎn)的5mm×5mm面積的方格數(shù)；N為試樣表面的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、覆蓋在被測涂層試樣表面，讀出有腐蝕點(diǎn)的方格數(shù)(n)和被測涂層的總方格數(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）以定性評定結(jié)果確定涂層腐蝕等級。

稱重法

稱重法是對涂層腐蝕進(jìn)行定量評定的主要方法，即測量單位時(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為腐蝕速度，g·m2·h-1；W0為試樣原始重量，g；W1為試樣除去腐蝕產(chǎn)物后的重量，g；W2為清除腐蝕產(chǎn)物時(shí)同樣尺寸同種材料空白試樣的校正失重；S為試樣表面積，m2；t為腐蝕時(shí)間，h。

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：

式中：KL為腐蝕的深度指標(biāo)，mm/a；K－為腐蝕的失質(zhì)指標(biāo)，g/(m2.h)；ρ為涂層密度，g/cm3；8.76為換算系數(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)，對于均勻的化學(xué)或電化學(xué)腐蝕均可采用。

電流密度法

電流密度法是以電化學(xué)腐蝕過程的陽極電流密度(A/cm2)的大小來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≈96500C/mol。假如電流強(qiáng)度為I，通電時(shí)間為t，則通過的電量為It。從而可得出涂層陽極溶解的質(zhì)量ΔW為：

式中：A為涂層的相對原子質(zhì)量；n為價(jià)數(shù)；F為法拉第常數(shù)(1F＝96500C/mol=26.8A·h)

對全面腐蝕而言，涂層表面積可看作是陽極面積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-＝ΔW/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)：

或

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。