腐蝕是金屬在環(huán)境作用下發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞或變質(zhì)。除了對經(jīng)濟具有重大影響以外，腐蝕對安全和環(huán)境也會帶來巨大的危害。因此必須采取正確的防腐蝕技術(shù)，以挽回不必要的損失。腐蝕監(jiān)檢測是控制金屬設(shè)備腐蝕損傷的重要環(huán)節(jié)，對設(shè)備的腐蝕狀態(tài)、腐蝕速率以及相關(guān)參數(shù)進行監(jiān)測或檢測，可以指導(dǎo)其維護和維修策略，減少腐蝕風(fēng)險、延長設(shè)備的服役壽命。海洋及海洋大氣環(huán)境是侵蝕性很強的腐蝕環(huán)境。船舶、海洋平臺及跨海大橋等金屬設(shè)施及構(gòu)件的表面都需要加以有機涂層保護。但在高鹽、溫度、光照、流速等環(huán)境因素的作用下，有機涂層會由于老化、破損而逐漸失效，導(dǎo)致金屬基體材料的腐蝕破壞，影響金屬結(jié)構(gòu)的正常使用和服役壽命。海洋腐蝕損失約占總腐蝕損失的三分之一，船舶等結(jié)構(gòu)中由腐蝕引起的結(jié)構(gòu)失效約占船舶結(jié)構(gòu)失效的90%。因此，發(fā)展有機涂層的性能檢測與評估技術(shù)，尤其是適合現(xiàn)場應(yīng)用的技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實意義。但至今能夠在工程現(xiàn)場快速測試和評價涂層性能的技術(shù)還很少。

一、有機涂層性能檢測評估方法

有機涂層的劣化是一個長期的過程。老化試驗是研究有機涂層性能常用的方法，包括自然曝曬試驗和加速老化試驗。其中，加速老化試驗又分為鹽霧試驗、紫外老化、濕熱試驗以及結(jié)合幾種方法的循環(huán)老化試驗等多種方法。涂層性能的評價方法包括電化學(xué)方法、物理性能測試以及其他分析方法。常用的電化學(xué)評價方法有電化學(xué)阻抗譜、電化學(xué)噪聲、開路電位和掃描開爾文探針等。涂層的物理性能測試主要包括光澤度、色差、附著力測試。另外，紅外光譜、X射線光電子能譜、差示掃描熱量法、化學(xué)熒光技術(shù)、掃描電子顯微鏡、動態(tài)熱機械分析、紅外熱成像等方法也經(jīng)常用于評價涂層的性能。

電化學(xué)阻抗譜（EIS）是一種非破壞性的用于研究與評價涂層性能的電化學(xué)方法。通過數(shù)據(jù)分析可以獲得涂層電阻與電容、孔隙率、吸水率、涂層剝離面積等許多評價涂層性能與失效趨勢的重要參數(shù)。為了避開復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析，常直接采用低頻阻抗模值（如0.01 Hz下的阻抗模值|Z|0.01Hz）作為評價有機涂層性能好壞的參考標準。但是低頻阻抗值的準確測量往往受到諸多因素的制約而難以在現(xiàn)場實現(xiàn)。

也有研究者采用一些物理方法對涂層劣化進行檢測。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和大數(shù)據(jù)時代的到來，人工智能在有機涂層領(lǐng)域的應(yīng)用日趨增多，如采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與阻抗譜結(jié)合的方法研究和評價涂層的失效。

二、基于EIS中頻相位角的快速檢測評估方法與現(xiàn)場應(yīng)用

在現(xiàn)場環(huán)境中，需要快速、準確地評測有機涂層的防護性能。一些適用于現(xiàn)場快速評價的方法應(yīng)運而生，目前大部分以電化學(xué)方法為主。國外有研究者提出了根據(jù)EIS某些特征值如特征頻率法fb、最大相位角對應(yīng)頻率fθmax和最小相位角θmin等快速評估涂層性能的方法。這些方法在一定程度上能夠體現(xiàn)快速，但仍然是基于多頻率點阻抗譜圖的分析，目前主要用于實驗室研究，尚無法實現(xiàn)工程應(yīng)用。

對于現(xiàn)場測試，采用小范圍內(nèi)固定頻率的阻抗測試尤其是單頻測試方法更加實用。北京化工大學(xué)左禹老師課題組在對有機涂層失效過程的研究中發(fā)現(xiàn)中頻區(qū)（10 Hz左右）相位角的變化趨勢與涂層低頻阻抗（|Z|0.01Hz）的變化趨勢一致，于是提出利用中頻相位角快速評價有機涂層防護性能的方法，同時還發(fā)現(xiàn)當高頻（15 kHz）相位角降到70°時，涂層基本失去對基體的保護性能，這也可以作為評價涂層后期性能的一個重要輔助參數(shù)。中頻相位角的測試在2分鐘內(nèi)即可完成，因此該方法很適合現(xiàn)場快速檢測與評價，并在國內(nèi)外同行中得到高度認可。該團隊基于該方法建立了涂層性能檢測與壽命預(yù)測系統(tǒng)，如圖1所示，并獲得專利授權(quán)。

圖1 基于中頻相位角的涂層防護性能檢測與壽命預(yù)測系統(tǒng)

近年，TANG等根據(jù)有機涂層體系的實驗室加速腐蝕試驗結(jié)果和實海試驗結(jié)果，結(jié)合Pearson相關(guān)系數(shù)法對該技術(shù)進行了驗證，并初步建立了采用相位角評定涂層保護性能的五級（優(yōu)、良、中、差、失效）分級標準。

曹京宜等于2009年開始，先后在青島、寧波、北京、武漢、舟山、珠海等地采用該方法對國內(nèi)一些船舶、橋梁、管道等金屬設(shè)備和結(jié)構(gòu)表面的有機涂層進行現(xiàn)場測試、性能評價，并結(jié)合軟件系統(tǒng)中大量的實驗室加速腐蝕試驗數(shù)據(jù)對現(xiàn)場涂層體系的服役壽命進行了預(yù)測。結(jié)果如表1所示，可見該方法能夠在工程現(xiàn)場快速檢測評價涂層的性能，對涂層的防護性能作出定性或半定量的評價，并結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)對涂層壽命作出預(yù)測。未來需要進一步發(fā)展更加精準的定量評價方法。

表1 某船舶不同部位涂層的性能評價結(jié)果

三、結(jié)束語

圍繞金屬表面有機涂層保護性能快速檢測評估技術(shù)及其現(xiàn)場應(yīng)用，簡要回顧了有機涂層保護性能的檢測與評價方法，總結(jié)了基于電化學(xué)阻抗技術(shù)的涂層防護性能快速檢測與評估方法，重點介紹了采用中頻相位角法快速測試和評價涂層性能技術(shù)及其現(xiàn)場應(yīng)用的情況。除了電化學(xué)阻抗法外，開路電位監(jiān)測、電化學(xué)噪聲和交流/直流/交流電法等電化學(xué)方法在涂層性能現(xiàn)場測試方面也有很好的應(yīng)用潛力，對于耐候涂層而言，光澤度和色差等也是重要參數(shù)。借助人工智能等技術(shù)將涂層失效過程中若干重要參數(shù)結(jié)合起來評價涂層性能，是下一步的努力方向。

四、夢能服務(wù)與支持

1、免費樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

用于維修項目：驗證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補：提供少量樣品用于修補破損處。

申請用量：在1KG以內(nèi)免費送貨上門。

2、免費打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實際應(yīng)用、外觀、性能測試，請與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢能科技營銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團隊

夢能對技術(shù)服務(wù)團隊始終進行一系列的標準化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進的涂裝檢驗儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進行定期校驗，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內(nèi)，線上購買，抖店直接下單購買。

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貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項目保護。

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