銹層的穩(wěn)定化狀況,雖然可以根據(jù)銹層的色調、致密性、黏附性等用肉眼進行診斷,可是缺乏定量性、客觀性。經(jīng)常使用的方法是鐵銹試驗。把含有JIS H8617“鍍鎳及鍍鎳鉻”的附屬書3中規(guī)定的試驗液(把黃血鹽10g、赤血鹽10g、氯化鈉60g在水中溶解后稀釋到1L)的濾紙粘貼在用鋼絲刷除去浮銹的耐候鋼表面上,在濾紙上生成了由巢通過腐蝕產(chǎn)生的Fe2+藍色斑點,根據(jù)它的分布和數(shù)量進行判斷。這種方法相當于巢分布的檢查。
鐵銹試驗在現(xiàn)場容易使用,而且不需要特別的器具和測定儀器,所以簡便易行,可是在腐蝕過度生成了厚層銹的表面上,試驗液不容易使巢的部位發(fā)生腐蝕,所以斑點減少,容易得出好像銹層已經(jīng)充分地進行了穩(wěn)定化那樣的錯誤結論。
岡田等以解釋銹層結構為目的,把最初進行的銹層斷面的偏光顯微鏡觀察應用到實際中,也可以根據(jù)內層的消光層即非晶質層的形成狀態(tài)來研究銹層的穩(wěn)定化狀況。在幾篇報告中看到了這樣的例子。因為原來是作為研究手段使用的,所以不但麻煩而且要求磨片相當熟練。顯微鏡觀察試樣實際上僅限于長度10mm,照相記錄下來的照片只是其中的極小部分,所以在全部狀況的判斷上不太適用。并且,為了取樣必須切取結構物的一部分。
木平等為了研究二層結構的耐候鋼銹層的防蝕功能,使用阻抗法進行了研究。把銹層作為電極在0.1M Na2SO4中研究交流阻抗應答時,發(fā)現(xiàn)在1 kHz~100 mHz之間碳素鋼和耐候鋼出現(xiàn)了差別,用等價電路解析和高頻解析得出結論;在該頻率帶的阻抗是通過銹層的離子透過電阻。
為了把它附著在鋼上應用于銹層的現(xiàn)場測定,開發(fā)了現(xiàn)場用的傳感器。把兩根傳感器稍微離開一定距離放到銹層表面上,可以求出通過Na2SO4溶液外加特定頻率的交流時的阻抗應答。他們已把這種傳感器應用于各種長期暴曬試驗材料或實用結構件,求出了離子透過電阻值,同時用膜厚儀測定了銹層的厚度,歸納后的結果示于圖2-14.根據(jù)該結果,穩(wěn)定化后銹層的厚度約350gm以下,具有1kΩ以上的離子透過電阻值。穩(wěn)定化進行后的電阻值是幾十千歐姆,有的場合可達到100kΩ以上。初期銹層厚度是300gm以下,電阻值是1kΩ以下,可是穩(wěn)定化的場合銹層厚度不增加卻增加了電阻值,相反沒有穩(wěn)定化的銹層厚度增加到數(shù)百微米,而電阻值卻停留在數(shù)千歐姆以下。
耐候鋼的銹層的厚度及離子透過電阻值和穩(wěn)定化的狀況(Copyright NACE International;reprinted with permission)這種測定器現(xiàn)在尚未普及,然而作為惟一的定量測定器期待能夠擴大它的應用。木平等好像已經(jīng)考慮到離子透過電阻基本上與透過連續(xù)銹層的離子移動對應,然而Schwarz的巢的考慮方法,進一步考慮鐵銹試驗的有效性,我想可以認為已經(jīng)求出了在巢部分的離子容易移動所對應的值。