大气暴露试验

2025-04-01 微析研究院 金属腐蚀性能检测

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大气暴露试验是一种评估材料在自然大气环境下耐腐蚀性能的长期试验方法。通过将样品暴露于不同气候条件的户外环境中，模拟材料在实际使用中的腐蚀行为，记录其表面形貌、重量变化、腐蚀速率等参数。该试验广泛应用于金属、涂层、复合材料等领域，为材料选型、防腐设计及寿命预测提供数据支持。依据标准涵盖ISO、ASTM、GB等国内外规范，测试周期通常为1-5年，适用于工业、海洋、乡村等多样化大气环境场景。

大气暴露试验项目介绍

大气暴露试验旨在模拟材料在真实大气环境中的长期腐蚀行为，通过持续监测环境参数（如温度、湿度、污染物浓度等）与样品性能变化，评估其耐候性和耐久性。

试验分为静态暴露和动态暴露两种模式，静态暴露固定样品角度，动态暴露通过可调节支架模拟不同使用姿态，例如建筑立面或车辆部件的工作状态。

测试过程需记录紫外线辐射、降水pH值、盐雾沉降量等关键指标，结合气象站数据建立腐蚀速率与环境因子的关联模型。

大气暴露试验项目种类

按环境类型分为工业大气（高SO₂污染）、海洋大气（高盐雾）、乡村大气（低腐蚀）和城市大气（复合污染）四类试验。

按测试目的可分为对比试验（不同材料平行暴露）和加速试验（通过角度倾斜或喷雾装置强化腐蚀）两种类型。

特殊试验包括光伏组件双面暴露、异种金属电偶腐蚀暴露等定制化方案。

大气暴露试验所需样品

金属样品要求尺寸≥100mm×150mm，厚度符合GB/T 9271规定，边缘需做倒角处理防止应力集中。

涂层样品需包含完整配套体系（底漆+中间漆+面漆），每批次提供3个平行样及1个留样对照件。

异型构件需提供安装夹具设计图，最大单件重量不超过20kg，暴露面积需＞80%表面可观测。

大气暴露试验方法步骤

1、样品预处理：按ISO 8565进行脱脂、研磨、干燥，初始重量精确至0.1mg

2、暴露架安装：距地面高度2.5±0.2m，45°倾角朝南布置（ASTM G50要求）

3、环境监测：每日记录温湿度、降水、污染物浓度（SO₂、Cl⁻等）

4、定期检测：每3个月进行目视检查，每年取样进行SEM/EDS微观分析

5、数据汇总：建立腐蚀深度-时间曲线，计算年腐蚀速率（μm/a）

大气暴露试验依据标准

ISO 8565:2011 金属和合金大气腐蚀试验通则

ASTM G50-20 金属大气暴露试验实施规范

GB/T 14165-2008 金属和合金大气腐蚀试验现场试验

JIS Z2381:2015 大气暴露试验方法

EN ISO 9223:2012 大气腐蚀性分级标准

NACE TM0104-2004 涂层系统大气暴露评估

GJB 150.11A-2009 军用设备大气暴露试验

ISO 16053:2018 涂料体系自然老化试验

ASTM D1014-18 金属表面涂层大气暴露

MIL-STD-810G 方法509.6 盐雾/大气联合暴露

大气暴露试验服务周期

基础测试周期为1年（获取初始腐蚀数据），标准周期3年（完整季节性循环），长期研究可达5-10年。

中期报告每6个月出具环境数据简报，年度报告包含腐蚀形貌照片与失重分析。

加急服务可提供3个月短期暴露（仅限热带海洋站等严苛环境）的预评估报告。

大气暴露试验应用场景

航空航天领域：评估飞机蒙皮材料在高原强紫外线环境的性能退化

海洋工程：测试海上平台钢结构在盐雾/潮汐交替作用下的腐蚀防护效果

汽车制造：验证电泳涂层在工业城市酸雨环境中的耐候性

文物保护：研究青铜器在湿热气候下的腐蚀机理及缓蚀剂效果

新能源领域：光伏支架镀锌层在沙漠干旱大气中的寿命预测