锈层的稳定化状况,虽然可以根据锈层的色调、致密性、黏附性等用肉眼进行诊断,可是缺乏定量性、客观性。经常使用的方法是铁锈试验。把含有JIS H8617“镀镍及镀镍铬”的附属书3中规定的试验液(把黄血盐10g、赤血盐10g、氯化钠60g在水中溶解后稀释到1L)的滤纸粘贴在用钢丝刷除去浮锈的耐候钢表面上,在滤纸上生成了由巢通过腐蚀产生的Fe2+蓝色斑点,根据它的分布和数量进行判断。这种方法相当于巢分布的检查。
铁锈试验在现场容易使用,而且不需要特别的器具和测定仪器,所以简便易行,可是在腐蚀过度生成了厚层锈的表面上,试验液不容易使巢的部位发生腐蚀,所以斑点减少,容易得出好像锈层已经充分地进行了稳定化那样的错误结论。
冈田等以解释锈层结构为目的,把最初进行的锈层断面的偏光显微镜观察应用到实际中,也可以根据内层的消光层即非晶质层的形成状态来研究锈层的稳定化状况。在几篇报告中看到了这样的例子。因为原来是作为研究手段使用的,所以不但麻烦而且要求磨片相当熟练。显微镜观察试样实际上仅限于长度10mm,照相记录下来的照片只是其中的极小部分,所以在全部状况的判断上不太适用。并且,为了取样必须切取结构物的一部分。
木平等为了研究二层结构的耐候钢锈层的防蚀功能,使用阻抗法进行了研究。把锈层作为电极在0.1M Na2SO4中研究交流阻抗应答时,发现在1 kHz~100 mHz之间碳素钢和耐候钢出现了差别,用等价电路解析和高频解析得出结论;在该频率带的阻抗是通过锈层的离子透过电阻。
为了把它附着在钢上应用于锈层的现场测定,开发了现场用的传感器。把两根传感器稍微离开一定距离放到锈层表面上,可以求出通过Na2SO4溶液外加特定频率的交流时的阻抗应答。他们已把这种传感器应用于各种长期暴晒试验材料或实用结构件,求出了离子透过电阻值,同时用膜厚仪测定了锈层的厚度,归纳后的结果示于图2-14.根据该结果,稳定化后锈层的厚度约350gm以下,具有1kΩ以上的离子透过电阻值。稳定化进行后的电阻值是几十千欧姆,有的场合可达到100kΩ以上。初期锈层厚度是300gm以下,电阻值是1kΩ以下,可是稳定化的场合锈层厚度不增加却增加了电阻值,相反没有稳定化的锈层厚度增加到数百微米,而电阻值却停留在数千欧姆以下。
耐候钢的锈层的厚度及离子透过电阻值和稳定化的状况(Copyright NACE International;reprinted with permission)这种测定器现在尚未普及,然而作为惟一的定量测定器期待能够扩大它的应用。木平等好像已经考虑到离子透过电阻基本上与透过连续锈层的离子移动对应,然而Schwarz的巢的考虑方法,进一步考虑铁锈试验的有效性,我想可以认为已经求出了在巢部分的离子容易移动所对应的值。