加速腐蝕試驗是用于測試涂層耐腐蝕性的一個很好的方法。在加速腐蝕試驗中，實驗室暴露條件與實際環(huán)境越接近，所得的耐腐蝕性數據越有用。傳統(tǒng)的、應用最廣泛的加速腐蝕方法是鹽霧法，即在35℃ 下連續(xù)噴鹽霧，鹽溶液濃度為5%。1914年，該試驗方法(ASTM B 117—2011)首次應用于腐蝕試驗。即使長期以來人們都知道傳統(tǒng)的鹽霧法不能最大程度地模擬實際使用環(huán)境，然而在很多材料規(guī)范中，它都被列為必備的試驗方法。

20世紀60年代初，工程師和科學家們就嘗試創(chuàng)立循環(huán)腐蝕試驗方法，以便更準確地預估出材料的耐腐蝕性。相比傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)暴露方法，循環(huán)腐蝕試驗更具有現(xiàn)實意義。研究表明：采用循環(huán)腐蝕試驗(包括潮濕和干燥兩種條件)，材料的相對腐蝕率、結構和形態(tài)與實際暴露環(huán)境更接近。因此，相比傳統(tǒng)的鹽霧試驗，循環(huán)腐蝕試驗通常與實際環(huán)境具有更好的相關性。

目前已開發(fā)出多種不同的循環(huán)腐蝕試驗方法：簡單循環(huán)腐蝕試驗法，如Prohesion循環(huán)，包括鹽霧和干燥條件之間的循環(huán)，該方法尤其適用于測定工業(yè)防護涂層;更精密的方法則需要采用包含多個步驟的循環(huán)，除鹽霧和干燥循環(huán)外，還包括靜置、潮濕、飽和濕度或其它條件循環(huán)。這些試驗均采用潮濕/干燥循環(huán)，以開發(fā)模擬更接近戶外循環(huán)條件的實驗室條件。綜合老化腐蝕試驗方法是循環(huán)腐蝕試驗方法的一種，由Sherwin Williams公司的研究人員于20世紀80年代開發(fā)成功，被視為檢驗工業(yè)防護涂層實用性的最有效試驗方法。

1綜合老化腐蝕試驗

Sherwin williams公司的研究人員通過Prohesion 試驗研究發(fā)現(xiàn)，Prohesion方法無法區(qū)分以下三種涂層體系的耐腐蝕性[醇酸(鉻酸鋅防銹劑)一醇酸外涂層;丙烯酸乳膠(偏硼酸鋇防銹劑)一丙烯酸乳膠外涂層;環(huán)氧聚酰胺(磷酸鋅防銹劑)一環(huán)氧聚酰胺外涂層。

理論上，因涂層受紫外光曝曬發(fā)生老化時，會相應降低其耐腐蝕性，因此需要開發(fā)出新的綜合老化腐蝕試驗方法。此新的試驗方法綜合了Prohesion (ASTM G 85—1998)和QUV紫外光曝曬(ASTM G 154—2006)兩種試驗方法。

在進行了新的綜合老化腐蝕循環(huán)試驗后，上述三種涂層體系的耐腐蝕性排序與實際使用環(huán)境的排序保持一致(見表1)，并發(fā)現(xiàn)，相比僅使用Prohesion 方法或傳統(tǒng)鹽霧方法，綜合老化腐蝕試驗方法的總腐蝕程度和形態(tài)與戶外情況更接近。

Sherwin Williams公司的研究員Brian Skerry總結認為：綜合老化腐蝕試驗的耐腐蝕性排序結果與戶外的排序結果最為接近，但也不難推斷出，曝曬溫度、試驗時間和循環(huán)順序較好與最終的應用環(huán)境相同。

2綜合老化腐蝕試驗循環(huán)的試驗條件

綜合老化腐蝕試驗循環(huán)(約2 000 h)包括一周的 Prohesion試驗和一周的Quv(紫外光)加速老化試驗交替進行，其試驗條件如表2所示。

試驗表明：綜合老化腐蝕試驗循環(huán)可對水性涂層的性能進行有效等級評估。該方法于20世紀90年代中期被ISO 1 1997—1&2--2005和ASTM D 5894— 2005標準采用。

3綜合老化腐蝕試驗方法的驗證

克利夫蘭涂層學會(CCS)、鋼結構油漆委員會 (SSPC)和幾家制造商已對綜合老化腐蝕試驗進行了深入研究。研究表明：相比其它加速腐蝕試驗，綜合老化試驗方法可更真實地模擬表面腐蝕形貌、腐蝕產物形成和涂層性能差異。采用綜合老化腐蝕試驗法得出的試驗結果與戶外評估結果更接近(見表3)。

鋼結構油漆委員會(SSPC)對15個不同涂層體 系，包括醇酸、丙烯酸、環(huán)氧和聚氨酯體系進行了試驗。分別比較了綜合老化腐蝕試驗、傳統(tǒng)鹽霧試驗、采用5%氯化鈉溶液的循環(huán)鹽霧試驗、Prohesion試驗和循環(huán)鹽霧與紫外光曝曬綜合試驗五種實驗室加速腐蝕試驗結果與戶外31個月的腐蝕結果的相關性。 SSPC研究表明：綜合老化腐蝕試驗對戶外海洋暴露腐蝕的模擬效果較好。

克利夫蘭涂料技術學會(CSCT)研究了多個實驗室加速腐蝕試驗方法與嚴酷戶外應用環(huán)境的相關性。研究的加速腐蝕試驗包括鹽霧(ASTM B 117— 2011)、潮濕一干燥循環(huán)(5%氧化鈉溶液)、Prohesion 試驗和綜合老化腐蝕試驗。戶外試驗場包括美國新澤西州、北卡羅萊納州海岸、佛羅里達州、加利福尼亞內陸、加利福尼亞海岸、俄亥俄州、密蘇里州及俄勒岡州。試樣是以冷軋鋼板為底材的9種涂層。評估方法采用ASTM方法，評估漏電、生銹、起泡、絲狀腐蝕和鏡面光澤等項目;采用Spearman相關系數來比較實驗室結果與戶外結果。比較起泡和表面生銹程度時，CSCT發(fā)現(xiàn)ASTM B 117—2011鹽霧法與戶外環(huán)境相關性不大;采用5%氯化鈉溶液的潮濕一干燥試驗法比ASTM B 117—2011鹽霧法的相關性稍好;綜合老化腐蝕試驗與大多數戶外試驗場的相關性較好E. 。

美國國家公路與運輸協(xié)會(AASHTO)進行15個綜合老化腐蝕試驗循環(huán)，對專用于鋼鐵表面(如橋梁)的富鋅底漆涂層體系進行評估。如Corbett所說： “ASTM B 117—201 1鹽霧法是腐蝕試驗公認的行業(yè)標準，但有些人認為該標準已過時，而傾向于采用 ASTM D 5894--2005標準(包括腐蝕試驗和紫外光曝曬)，其與實際環(huán)境條件更接近”。

4綜合老化腐蝕試驗方法的改進

對于大氣腐蝕的模擬，ASTM D 5894--2005被公認為是對傳統(tǒng)鹽霧試驗(ASTM B 1 17—2011)的實質性改進。然而很難用一種試驗方法充分模擬在復雜環(huán)境中(如內陸煉油廠)所用涂層的耐腐蝕性能E 9|。多年來，許多研究人員對綜合老化腐蝕試驗方法進行了改進，以適用于特定材料或應用領域，以下為幾 個相關實例：

實例1：荒漠工業(yè)環(huán)境是非常特殊的一種情況。實踐表明，在科威特等工業(yè)區(qū)的條件下，涂層老化似乎比在西方國家更迅速。在對11個工業(yè)涂層體系的研究中，將來自科威特工業(yè)區(qū)的5個區(qū)域的兩年半的數據及相關涂層性能與主要工業(yè)環(huán)境條件進行了比較。實驗室試驗包括了對早期綜合老化腐蝕試驗方案進行改進，即采用了不同的循環(huán)和試驗方案，以便更好地模擬科威特的工業(yè)環(huán)境。實驗室試驗綜合采用5%氯化鈉溶液和3 000 mg/kg硫酸溶液進行100 h的鹽霧試驗，然后室溫下干燥16 h，再在Quv中600c下紫外光照12 h，40℃下冷凝12 h。研究人員發(fā)現(xiàn)該循環(huán)試驗可提供與科威特工業(yè)區(qū)環(huán)境相關性極好的條件。

實例2：國際集裝箱出租商協(xié)會(IICL)針對集裝箱涂層已采用改進的綜合老化腐蝕試驗方法進行試驗，針對集裝箱需要在海上運輸的特點，延長了腐蝕的潮濕時間(試驗規(guī)定在30℃下噴霧4 h，在40℃ 下干燥2 h)。

實例3：美國聯(lián)邦公路管理局發(fā)現(xiàn)ASTM D 5894— 2005標準的“合理的試驗方法”是針對較熱氣候的，從而開發(fā)了針對較冷氣候的包含凍/融循環(huán)的改進暴露程序，其變更還包括了測試橋梁涂層的機械應力和考慮了熱循環(huán)。低溫暴露后，進行紫外光和冷凝循環(huán)，最后進行鹽霧和干燥循環(huán)。該循環(huán)條件參見法國標準NFT 34—600—1997的附錄B。

實例4：Rohm&Haas公司對ASTM D 5894— 2005試驗稍加修改，采用較低的冷凝和紫外光曝曬溫度。Rohm&Hass公司發(fā)現(xiàn)“該循環(huán)試驗的結果與戶外暴露的結果更接近。

5結語

至今，工業(yè)專家仍一致認為，綜合老化腐蝕試驗方法是測試易受光照影響發(fā)生老化的涂層耐腐蝕性的較好方法。該方法已經過一系列的相關加速和戶外試驗結果的驗證。

研究人員通過改進ASTM和ISO中的方法，加入酸性溶液、進行凍/融循環(huán)和其它調整，開發(fā)出與涂層的最終使用環(huán)境更接近的試驗條件，對試驗結果 進行了成功驗證。

Sherwin Williams公司的Skerry對此進行了較好的總結：“雖然強烈推薦綜合老化腐蝕試驗方法，但這個實驗方法并不是萬能的，其相關性的量化、試驗循環(huán)條件以及試驗因素優(yōu)化等方面，還有待進一步改進。盡管如此，該方法仍是目前最可行的試驗方法。它提供了多種可能性，使我們能針對特定用戶需求進行個性化修改。