玻璃钢耐腐蚀性的评价-玻 复99 4期.doc

玻璃钢耐腐蚀性的评价封惠敏杨玉芬摘要：本文介绍了有关玻璃钢耐腐性性能的三种评价方法及几点看法。关健词：玻璃钢耐腐性评价方法1 前言腐蚀问题对于材料应用而言是一个非常重要的问题，据有关资料报导，全世界每年因腐蚀损失掉的金属材料上亿t，我国每年该项损失也高达一千多万t，折合人民币约2800亿元。因此，加强防腐蚀工作，减少因腐蚀造成的损失显得非常重要。玻璃钢不仅有轻质、高强可作为结构材料使用的特点，更具有优良的耐腐蚀性，是在静态耐腐蚀条件下或在动态耐腐蚀条件下均能使用的耐腐蚀材料。不同材料组合的复合材料，性能也不完全相同，如何正确地使用玻璃钢材料，保证材料使用的安全可靠性，并预言其使用寿命是人们所期望的。因此，如何根据测得玻璃钢的耐腐蚀数据作出正确的评价是至关重要的。有关玻璃钢耐腐蚀性能的试验方法，国际上有多种标准，如国际标准IS0175、美国标准ASTM C581、德国标准DIN 53393、日本标准JIS K7114以及我国的国家标准GB/T 3857等等。通过这些标准试验方法即可测得玻璃钢的耐腐蚀数据，但如何根据所测的数据来评价所测材料在试验条件下的耐腐蚀性能，至今仍无一个统一的标准。由于判定方法不统一，不同的人会给出不同的评价，有时对一种材料的耐腐蚀性能评价相差很大，给这些材料在腐蚀环境的应用造成一定困难。因此尽快建立科学的、切合实际的评价标准已迫在眉捷。本文根据文献中有关非金属材料耐腐蚀性能的评价方法，进行分类论述，并谈几点看法。2 非金属材料耐腐蚀性评价方法目前，在许多材料中虽列有“耐腐蚀数据表”、“腐蚀性能表”，甚至还汇集成“耐腐蚀手册”，但由于所用评价方法不同，其结果也不尽相同，从而使这些结果在实际应用中的可信度大打折扣，致使许多耐腐蚀设计中不得不重做实验才敢应用，造成人力、物力、时间的巨大浪费。一些推荐使用的评价标准虽着眼点各有不同，但都是依据试样在腐蚀环境中经静态浸泡后测得的数据进行评价，大致上可分为三类：按试样及介质变化数据直接评价法；按质量指数综合评价法；双对数座标直线外推评价法。现分别举例如下。2.1 按试样及介质变化数据直接评价法该方法虽都是根据现行的标准试验方法所测得的数据大小，对材料的耐腐蚀性进行直接评价，主要有一项二级评价法（根据一项性能数据评价为“耐”或“不耐)，两项三级评价法（根据两项性能数据评价为“耐”、“尚耐”、“不耐”等），三项四级评价法（根据三项性能数据评价为一、二、三、四级或优、良、可、劣等）等等。举例如下。(1) SPI（美国塑料工业协会）推荐的一项二级评价方法根据材料在1年的试验时间后的弯曲强度保留率来分级，保留率大于50的等级为“耐小于等于50的等级为“不耐”。 表1 NACE标准（聚合物重童变化） 表2 NACE标准（拉伸强度保留率/%）浸泡时间/月 推荐有问题不推荐浸泡时间/月 推荐 有问题 不推荐1 3612 0.250.50.751.001.001.52.04.01.52.02.55.0 1 3 6 12959080858580706085705040 (2) Hammen N E腐蚀数据综述、非金属部分（美国1975)按NACE标准两项三级评价方法（如表1、表2）（3）中国詹英荣教授推荐的五项三级评价方法（如表3） 表3 FRP耐化学腐蚀性能的五项三项评价标准试验时间/月 级别 增重/% 减重/% 强度下降/% 尺寸变化率/% 试样外观情况（注） 介质变化 24 一级（耐腐蚀） 3 0.5 15 1 不变 不变 100 二级（尚耐腐蚀） 38 0.53 1530 13 轻微变化 颜色稍变，无沉淀 300 三级（不耐腐蚀） 8 3 30 3 发生变化 颜色变，有沉淀注：外观情况：光泽变化、颜色变化、明显的软化或硬化、银纹裂纹、分层、纤维外露、溶胀等现象。试验温度：实际使用温度或加热介质到沸腾回流温度；试验介质：实际使用介质。如全面评价选用ASTMC581或ASTMD3615材料中提出的介质。(4）德国推荐的两项三级评价方法（如表4)。表4 德国评价标准试验时间/a 弯曲强度保留率/% 增重/% 减重/% 等级 1 85 3 0.5 耐 1 8570 38 0.53 尚耐 1 70 8 3 不耐 (5)日本旭有机材料工业株式会社把试验分为短期、中期和长期的试验方法，对短期试验采用一项四级评价方法，对中期和长期采用两项四级评价方法（如表5)。 表5 日本旭有材料工业株式会耐药品性评价办法 试验期限 短期/7d 中期/30d 长期/90d 试验项目 重量变化/% 拉伸强度及延伸率/% 一级 0.09 15 等 二级 0.2 1630 评价办法级 三级 0.120.3 3160 与中期同 四级 0.3 60注：同时测定试样及介质的外观、硬度和厚度变化作补充校正；：在短期试验中，重量变化在0.31一0.99之间，介质不变，分别测定Od,10d,20d和30d的拉伸强度及延伸率；：为中期试验的延畏试验，按用户的使用条件和重要程度确定。2.2 质量指数评价法该方法是ASTM（美国机械工程师学会）提出的方法，是把测得的耐腐蚀数据变换成指数，然后再依据综合指数（Q. I)评价的方法，其综合指教Q. I按下式计算Q.I=A+B+C+D式中，A为6个月后的弯曲强度指数；B为1年后的弯曲强度指数；C为1年后的硬度指数；D为I年后的外观指数。弯曲强度指数A、B，硬度指数C和外观指数D分别如表6、表7、表8所示，具体评价标准如表9。 表6 弯度强度指数弯曲强度保留率/% 60 5060 4150 3140 2130 1120 010 A、B指数 10 9 8 4 4 4 0表7 硬度指数C 表9 质量指数评价标准 硬度变化率/% 010 1120 2130 3140 40Q.I质量指数 910 79 57 5C指数 10 8 6 5 0 等级 优 良 可 不可表8 外观指数D外观变化 D指数无变化，仅颜色变化 10 光泽变化，表面有裂纹 3裂纹表面脱落，起泡，凸起 02.3 双对数座标外推法该方法是测定试样经1、3、6和12个月浸泡后的弯曲强度、弹性模量和巴氏硬度保留率，然后将这些数据标绘在双对数座标纸上，再将得到的最佳直线外推至120个月，这样就得到十年后的性能保留率。为避免性能数据离散性造成的影响，该方法采用三项性能数据综合评价的办法，并规定三项性能数据中任何一项保留率低于50%，综合评价结果为不合格。其具体评价标准为：性能保留率50为不合格；性能保留率65一50为合格；性能保留率80一65为良；性能保留率80为优。3 几点看法(1)在上述FRP耐腐蚀性能评价方法中，无论是试样（介质）性能变化直接评价法、质量指数综合评价法还是双对数座标直线外推法，实质上都是根据试样在腐蚀介质中静态浸泡后的变化结果作出的，只不过是所选取的试验项目及数目不同罢了。但重要的是都必须严格地按照标准方法进行耐腐蚀试验。另外在给出评价结论时，必须说明试验条件。(2)第一种评价方法是根据测试数据直接进行评价的，简明快捷，但评价结果多为“耐”、“尚耐”、“不耐”或“优”、“良”、“可”、“劣“等等，而“耐”和“尚耐”能耐多久，却不明确，无法给出玻璃钢制品的具体适用期，影响其推广应用。双对数座标直线外推法可以预言材料在某一期限内耐腐蚀性的优劣和使用寿命，不失为一个良好的评价方法。但由于该方法目前国内外有关实际应用方面的报导还很少，有待进一步做试验验证工作。(3)玻璃钢的腐蚀过程很复杂，有化学的、物理的，腐蚀条件不同，腐蚀过程不同，腐蚀结果也不完全相同。化学试验只能反映一定条件下玻璃钢几种性能的变化情况，不能全面客观地评价其耐腐蚀性能，所以对于一种玻璃钢材料，由于使用条件不同，可能会出现完全相反的结论。因此，在选择玻璃钢材料时，首先应关注其腐蚀条件，然后再看其评价结论，也就是说，玻璃钢的“耐“与“不耐”是对某种试验条件、评价方法而言的，不是绝对的。因此，试验时，一定要选用实际应用的试验条件，以便得出更准确或接近准确的评价结论。(4）质量指数综合评价法与试验数据直接评价法没有本质区别，所不同的是它不是用单项数据进行评价，而是用四项