三種有效預測塗層耐腐蝕性能的方法：鹽霧腐蝕試驗法、外部自然腐蝕、早期腐蝕預測

本文簡要介紹了確定塗層長期耐久性的各種方法。在介紹之後，介紹了SSPC替代塗層在環境中的性能(PACE)項目的一些數據，比較了幾種工業(ye) 維護塗層係統的鹽霧試驗和外部海洋性能。分析集中在依賴鹽霧時可能發生的兩(liang) 種類型的錯誤接受差的塗層和拒絕好的塗層。提出了一種早期預測性能的替代方案。

確定長期的塗層性能

有幾種方法可以確定長期耐久性，即塗層在長期大氣外部測試中的表現。

外部暴露

首先，人們(men) 實際上可以通過將測試板暴露在侵蝕性區域中，或者通過將塗層塗覆到化學品儲(chu) 罐、橋梁或其他設施上來進行長期測試。外部測試被認為(wei) 是確定長期性能的最可靠的方法，盡管這種方法有明顯的缺點，特別是做出適當判斷所需的時間。

加速方法

第二種方法是加速降解，通常用、濕度室和紫外線聚光室來完成。在這裏，退化(例如生鏽、劃痕底切或起泡)將在更短的時間內(nei) 發生，因此在大約1000小時而不是5年的時間內(nei) ，就可以觀察到退化。一個(ge) 重要的問題是這種退化是否反映了外部環境中產(chan) 生的退化。

退化的早期檢測

另一種方法是早期檢測退化，而不是等待傳(chuan) 統的退化方式，如生鏽和起泡。一個(ge) 主要的例子是使用電化學方法來早期檢測降解。還有其他類型的測試，包括透水性或檢測早期降解的其他特征。

退化的早期檢測也可以通過生鏽或起泡的定量視覺評估來實現。這種技術詳細檢查表麵，而不是將表麵與(yu) ASTM標準進行比較。

 此外，這三種基本方法，外部暴露、實驗室鹽霧腐蝕加速試驗和降解的早期檢測，也可以結合起來。

在室外暴露中，降解的時間範圍是數萬(wan) 小時(圖1)。(一萬(wan) 小時1年多一點。)降解通常在30000到50000小時之間(3到5年)開始發生。當使用加速測試，例如濕度測試、鹽霧測試時，通常會(hui) 減少一個(ge) 數量級的時間(大約1000-2000小時)。

通過使用加速測試，可以將時間框架減少大約1個(ge) 數量級。當然，評估的有效性問題仍然必須得到解決(jue) 。另一種降低輻射強度的方法是利用外部輻射的早期降解。不要看生鏽率和起泡等參數，這些參數在3到5年內(nei) 可能不明顯，也許有些參數(如電化學反應)會(hui) 在1000到3000小時的室外暴露中顯現出來(大約幾個(ge) 月而不是幾年)。

塗層的性能可以用幾種方法進行評估和比較。假設有人有許多塗層係統，並想知道塗層A與(yu) 塗層B相比如何。

兩(liang) 種常見的方法是故障時間和給定時間(例如36個(ge) 月)後的評級。

無故障時間被認為(wei) 是較佳方法。圖2顯示了暴露在海洋環境中的醇酸樹脂塗層的生鏽等級。使用五個(ge) 重複。數據顯示，重複之間的性能差異很大，這是很典型的。(見圖3，5個(ge) 重複環氧塗層係統的劃線底切。)最差的是帶三角形的那個(ge) ；在整個(ge) 54個(ge) 月的實驗中，較好的一個(ge) 是全麵的(生鏽等級為(wei) 10)，其他的介於(yu) 兩(liang) 者之間。帶三角形的虛線是五次重複的平均值。

這些數據有助於(yu) 說明平均評級和無故障時間之間的差異。如水平虛線所示，當故障被定義(yi) 為(wei) 7鏽等級時，這是非常典型的，平均故障時間顯示為(wei) 大約48個(ge) 月。可以看出，最差的單個(ge) 麵板在大約28個(ge) 月時失效。該麵板代表5個(ge) 樣本中的1個(ge) ，或20%的樣本。如果28個(ge) 月內(nei) 有20%的表麵失效，這將比知道36個(ge) 月後的平均等級是8，或者48個(ge) 月後的平均等級是6更有意義(yi) 。

噴砂清理鋼表麵醇酸塗料的線性相關性

 對於(yu) 選定的塗層組，檢查鹽霧試驗和外部暴露之間的相關(guan) 性是有意義(yi) 的。

第一組是應用於(yu) SSPC-SP 10上的一係列20種無鉛和無鉻的油性和醇酸塗層係統。塗層板在鹽霧(ASTM B 117)中暴露8000小時，並在北卡羅來納州Kure Beach的LaQue Center marine站點(250米長)暴露長達12年。

評估塗層在鹽霧中的生鏽和起泡情況，以及在海上現場的生鏽和劃痕底切情況。這裏感興(xing) 趣的參數是塗層因生鏽而失效的時間(即，塗層係統根據SSPC-維斯2或ASTM D 610退化至7級生鏽等級的時間)。

圖4是一組醇酸塗料在鹽霧中的失效時間與(yu) 在Kure Beach的失效時間的散點圖(即顯示數據如何分散的對應圖)。X軸是麵板暴露在Kure海灘的月數，從(cong) 0到140。Y軸是麵板在鹽霧試驗箱中運行的小時數，從(cong) 0到8000，圓圈代表基於(yu) 7級鏽蝕的失效時間。有大量的分散，這表明這不是一個(ge) 很好的相關(guan) 性。良好的相關(guan) 性將由直線表示。

相關(guan) 性的測量值稱為(wei) R，0.32.R2為(wei) 0.10，這表明相關(guan) 性僅(jin) 占約10%的變異。換句話說，總的來說，對於(yu) 20種無鉛和無鉻醇酸樹脂塗料，在鹽霧中的失效時間和在Kure Beach的失效時間之間的相關(guan) 性非常弱。

手清潔鋼上丙烯酸塗層的線性相關性

在PACE計劃的另一項研究(分支C)中，從(cong) 手工清潔鋼上塗覆的塗層獲得的一些數據。在這個(ge) 分支中，評估了各種水性塗料，包括丙烯酸樹脂、苯乙烯丙烯酸樹脂和水溶性醇酸樹脂。此外，許多油-醇酸樹脂塗料係統被用作對照。這些是1976年的水生產(chan) 品。其目的不是展示水性塗料與(yu) 其他塗料相比表現如何，而是展示水性塗料的鹽霧性能如何與(yu) 其外部暴露相關(guan) 聯。

重要的一點涉及觀察和記錄的退化類型。在外部暴露中，記錄了生鏽和咬邊，但沒有起泡，因為(wei) 沒有觀察到起泡。在鹽霧中，記錄了生鏽和起泡，因為(wei) 觀察到了兩(liang) 種失效模式。因此，鹽霧中還有一種額外的失效模式，這種模式在外部暴露中不會(hui) 出現。

圖5繪製了在鹽霧中的失效時間與(yu) 在Kure Beach的失效時間之間的關(guan) 係，這是一係列應用於(yu) 手工清潔鋼上的丙烯酸水性塗料。R2為(wei) 0.21，R約為(wei) 0.46，再次表明相關(guan) 性很差。這些數據和其他數據說明了為(wei) 這兩(liang) 種類型的暴露分配一個(ge) 加速因子(由斜率表示)的難度。