耐腐蝕玻璃鋼試驗方法及評定

1.     概述

玻璃鋼自1932年在美國出現以來(lái)，至今已有五十多年歷史，得到了迅速廣泛地應用，在各種性能數據及測試方法等方面已積累一定的經(jīng)驗。國內在玻璃鋼物理機械性能測試方法已制訂有相應國家標準，為設計選用玻璃鋼材料提供統一標準。但近年來(lái)耐腐蝕玻璃鋼應用發(fā)展很快，由于其特殊性，至今尚未制訂統一的耐腐蝕性能測試方法。盡管玻璃鋼在耐腐蝕領(lǐng)城方面已顯示其優(yōu)越性，但各單位進(jìn)行耐腐蝕測試的數據差異甚大，沒(méi)有相對可比性�；�工部曾在75年組織有關(guān)單位開(kāi)展各種耐腐蝕玻璃鋼性能測試方法的工作。取得一些進(jìn)展。 目前國內在耐腐蝕方面大量應用的樹(shù)脂是，環(huán)氧樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂，改性呋喃樹(shù)脂，近幾年來(lái)，雙酚A聚脂樹(shù)脂應用發(fā)展較快，乙烯基酯樹(shù)脂也已開(kāi)發(fā)試用，有著(zhù)廣闊的發(fā)展前途，有利于大型化玻璃鋼化工設備的推廣應用。    

目前，在手糊法制品中主要使用環(huán)氧樹(shù)脂，雙酚A聚酯樹(shù)脂，改性呋喃樹(shù)脂，模壓制品中主要使用是酚醛樹(shù)脂，土建防腐及設備內襯防腐中主要是環(huán)氧樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂，呋喃樹(shù)脂，耐腐蝕玻璃鋼應用越來(lái)越廣泛，但如何正確地、合理地選擇耐腐蝕玻璃鋼材料是一個(gè)很突出的問(wèn)題。國外新型樹(shù)脂開(kāi)發(fā)，就有相應的各種耐腐蝕性能數據，可供選材參考。但國內樹(shù)脂生產(chǎn)、科研部門(mén)，往往只管試制，耐腐蝕性能數據卻往往引用國外有關(guān)數據，測試條件不明，數據混淆不清。而有些科研部門(mén)發(fā)表的耐腐蝕數據，因試驗條件不一致，試樣制備及解質(zhì)狀況與實(shí)際情況有差異，既無(wú)可比性，又沒(méi)有可選擇性。如以E-44環(huán)氧樹(shù)脂為例，環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄體數據多，而環(huán)氧玻璃鋼數據少環(huán)氧層壓板有數據。而手糊法環(huán)氧玻璃鋼缺乏數據土建防腐規范組化了數年時(shí)間進(jìn)行環(huán)氧/乙二胺常溫固化體系試驗，而中溫熱固化體系試驗（對設備來(lái)言十分重要的）未進(jìn)行試驗。又如雙酚A聚酯玻璃鋼進(jìn)行了中堿布，化學(xué)處理布耐腐蝕試驗，但缺乏表面氈/玻璃布復合結構耐腐蝕試驗。呋喃樹(shù)脂玻璃鋼的耐腐蝕性能數據更是看法不一，差異甚大

1.1耐腐蝕試驗方法介紹

目前國內所有單位進(jìn)行的腐蝕試驗方法各異，性能數據也有差異，均是靜態(tài)浸泡腐蝕試驗方法及有關(guān)數據。為了有利于各單位相對比較數據，有利于正確地選擇材料，制定統一的，較為合理的玻璃鋼耐腐蝕方法是十分必要。據了解國內現有下列幾種腐蝕試驗方法。

1.2短期重量變化評定法

此方法浸泡時(shí)間短，為28天腐蝕數據，取樣時(shí)間快，測定評定方法以目測及重量變化為主。由于簡(jiǎn)易快速，目前主要用于建筑防腐玻璃鋼內襯設備方面。但此方法數據可靠性差，浸泡時(shí)間太短�？箯潖姸鹊淖兓�及影響較小。 等級 試件外觀(guān) 溶液顏色 重量變化 彎曲強度保留率 耐 無(wú)變化 無(wú)變化或梢有變化 ≯+0.03 -0.009g/cm2 80% 尚耐 樹(shù)脂微溶，表面粗糙，光澤消失 梢有變化 ≯+0.045 -0.015g/cm2 70% 不耐 起泡，脫皮，分層，疏松 有明顯變化 +0.045 -0.015g/cm2 70%四級評分法（北京師范大學(xué)化學(xué)系3301#腐蝕研究） 重量變化（%） 強度保留率（%） 等級 100-102 95-100 十分耐 102-110 85-95 耐 110-115 80-85 尚耐 115或95 80以下不耐.

2.幾點(diǎn)看法:

2.1采用何種腐蝕試驗方法

目前制定的耐腐蝕試驗方法有二種目的，一種方法是作為生產(chǎn)制造部門(mén)篩選不同類(lèi)型玻璃鋼配方的依據。它可作為玻璃鋼生產(chǎn)制造部門(mén)出廠(chǎng)的檢驗標準，具有相對可比性，但并不能作為使用部門(mén)選擇玻璃鋼材料的最終依據，更不能說(shuō)明在此試驗條件下可以長(cháng)期使用的依據。屬于此方法是靜態(tài)浸泡短期試驗（如塑料腐蝕度試驗）。此方法重復性好，試驗設備要求簡(jiǎn)單，測試方法可以快速進(jìn)行，外界影響因素考慮少，試驗解質(zhì)可選擇幾種代表性的。玻璃鋼用此方法時(shí)主要是以可行性，最佳化選用為目的，以期獲得最佳配方及最佳固化制度。對玻璃鋼試樣要求簡(jiǎn)單，試樣邊緣也可以不必用樹(shù)脂封邊處理。另一種方法是作為使用部門(mén)正確選擇材料能否長(cháng)期使用為依據。屬于這種方法的是靜態(tài)長(cháng)期浸泡試驗，動(dòng)態(tài)應力腐蝕試驗法。數據分散大，試驗時(shí)間長(cháng)，試驗因素考慮多（加溫度梯度、解質(zhì)流動(dòng)性，應力狀態(tài)等），試樣及試驗條件應盡量模擬實(shí)際使用情況。當然，由此方法得出的試驗數據有較好的使用可靠性，是使用部門(mén)選材的重要依據，但決不是唯一依據，還需要與現場(chǎng)實(shí)際使用參照后綜合評述得出結論。因為在實(shí)際使用中影響因素更多，如解質(zhì)溶液組成的變化，雜質(zhì)的含量，應力狀態(tài)分布不均勻。 國內現有的玻璃鋼腐蝕試驗方法（以上介紹的腐蝕試驗方法）均是開(kāi)展靜態(tài)浸泡法，試驗時(shí)間有短期及長(cháng)期之分，但試驗條件均是靜態(tài)的，試驗條件與實(shí)際情況仍有較大的差異，有的單位在試樣制備上作了相應改進(jìn)，如封閉處理，大板取樣法，因此試驗方法有待于進(jìn)一步改進(jìn)。建議今后開(kāi)展長(cháng)期動(dòng)態(tài)腐蝕試驗方法。

 2.2腐蝕試驗試樣的制備問(wèn)題

現有三種試樣制備方法，一種方法是直接制備小件試樣（尺寸按測定性能試驗方法要求而定），制作簡(jiǎn)單，浸泡方便，但與實(shí)際差異較大，試樣各方面都受到解質(zhì)浸泡影響，這種試樣有封邊及不封邊之分，封邊試樣雖可減少腐蝕面，但對數據的離散性較大，往往封邊樹(shù)脂易剝落。此試樣在試制配萬(wàn)時(shí)可以使用。第二種方法是大板取樣法，即大板浸泡試驗后，按測試性能要求制備相應小尺寸的試樣，此方法有一定典型性及代表性，試樣主要是二面受解質(zhì)腐蝕影響，與實(shí)際情況有所接近，試樣重復性好，但浸泡試驗及取樣方法較麻煩，操作要求較高。第三種方法是小方盒或小圓體內部解質(zhì)浸泡法，即模擬實(shí)際使用情況制備小圓體或小方盒試塊，內部浸泡腐蝕解質(zhì)，然后取樣，此方法更為實(shí)用化，因此試塊是單面浸泡解質(zhì)。當然試驗工作量比較大。

 2.3腐蝕試驗用原材料

目前各單位對樹(shù)脂的耐腐蝕性能研究很多，也發(fā)表了一些有關(guān)數據，但對于玻璃鋼的耐腐蝕性能研究不多，甚至有的僅列出測試數據不予評價(jià)，由使用部門(mén)自行去考慮。有的單位還片面地提出以樹(shù)脂的耐腐蝕性取代玻璃鋼的耐腐蝕性。為了正確地得到可靠的腐蝕性能，對玻璃鋼的原材料選擇必須有所統一，否則數據差異很大。 對于樹(shù)脂，應分別對聚酯、酚醛，環(huán)氧/不同固化劑體系提出要求，對于玻璃鋼纖維，應考慮耐蝕復合結構層，有耐蝕表面層。對于不同腐蝕解質(zhì)應選用相應的玻璃纖維（中堿或無(wú)堿）及表面化學(xué)處理劑，進(jìn)行不同類(lèi)型原材料體系的腐蝕試驗。

 2.4腐蝕試驗后的測定項目

腐蝕試驗后的測定項目應予統一。一般對于玻璃鋼應有下列幾項：（1）試樣外觀(guān)（2）解質(zhì)外觀(guān)（3）力學(xué)性能，彎曲強度，彎曲彈性模量，巴柯?tīng)栍捕�，玻璃纖維含量。并盡量以圖表列出表示，可以看出變化趨勢。這里應指出，重量變化率過(guò)去有些單位采用，是引用塑料試驗方法而來(lái)的，對于玻璃鋼而言，重量變化率影響因素多，雖然測定時(shí)方便，但數據準確性誤差較大。對于彎曲彈性漠量的測定仍是必要的，尤其在對于有些溶劑解質(zhì)而言，由于溶劑的滲透起增塑效應，樹(shù)脂變軟，有時(shí)玻璃鋼彎曲強度仍很高，而彎曲彈性模量卻有相當的下降。目前，極大部分單位未測定彎曲彈性模量是不全面的。

 2.5腐蝕試驗的時(shí)間及溫度

由于玻璃鋼的腐蝕滲透有一定時(shí)間，在進(jìn)行腐蝕試驗時(shí)必須按不同齡期分別取樣，如1個(gè)月，3個(gè)月，6個(gè)月，9個(gè)月，1年快速腐蝕試驗也至少要浸泡6個(gè)月以上，才能大致看出變化趨勢，試驗溫度可分別列出室溫。50℃、70℃、100℃，根據不同的樹(shù)脂，不同的使用溫度要求選擇相應的試驗溫度。

 2.6腐蝕評定標準

腐蝕評定標準是個(gè)復雜的問(wèn)題，各國均沒(méi)有統一的看法，而且差異也很大，有時(shí)從評定標準來(lái)看是不耐的，因實(shí)際使用上卻安全使用數年，應該說(shuō)，從評定標準來(lái)看，是屬偏嚴的，"耐不耐"并不等于表示 用不用，"耐"的一般"可用"，"不耐"并不表示在實(shí)際上"不能用"，而與實(shí)際情況有關(guān)（如設備的要求使用期限，設備的重要程度），用靜態(tài)試驗得出的評定標準僅是參考，但往往會(huì )造成一種誤解，因此，有的單位采用質(zhì)量指數法綜合評價(jià)，也有的單位以動(dòng)態(tài)腐蝕變化曲線(xiàn)來(lái)判定其長(cháng)期使用可靠性。腐蝕評定標準與腐蝕試驗方法也有關(guān)，不同的試驗方法，評定的范圍有區別，而不是千篇一律的。因此，提出腐蝕評定標準必須慎重，要按照玻璃鋼在長(cháng)期實(shí)際應用中參照有關(guān)標準提出確實(shí)可行的判斷標準。