1. Феноменологія випробувань на корозію: Деконструкція ISO 9227
У конкурентному ландшафті будівельних матеріалів «Випробування соляним туманом» слугує основним полем битви для заяв про продуктивність. Звично бачити технічні специфікації для систем огорож або фасадних касет, які підкреслюють певну кількість годин, витриманих у камері соляного туману — зазвичай 500, 1000 або навіть 2000 годин. Інтуїтивний висновок для покупця чи специфікатора полягає в припущенні, що продукт, що витримує 1000 годин, прослужить удвічі довше в польових умовах, ніж той, що витримує 500 годин. Це припущення є не лише науково хибним, але й прямо застережено самими організаціями стандартів. Щоб приймати обґрунтовані рішення, потрібно спершу зрозуміти, що насправді вимірює тест — і, що критично важливо, які механізми він ігнорує.
1.1 Механіка камери соляного туману
Стандарт ISO 9227 (та його американський аналог ASTM B117) визначає апаратуру, реагенти та процедуру створення контрольованого корозійного середовища. Він широко неправильно розуміється як симуляція природи; насправді це стрес-тест контролю якості, розроблений для виявлення якісних дефектів у процесі покриття, таких як пористість, погана адгезія або забруднення.
1.1.1 Варіанти випробувань та хімічна агресивність
Стандарт окреслює три специфічні варіації тесту, кожен агресивний по-різному та підходить для різних класів матеріалів. Розуміння різниці є життєво важливим при перегляді сертифікатів виробників.
- NSS (Нейтральний соляний туман): Це найбільш фундаментальний і широко цитований метод для архітектурної сталі. Він використовує 5% розчин хлориду натрію (NaCl), розпилений у густий туман при контрольованій температурі 35°C. pH зібраного розчину підтримується між 6,5 та 7,2 (нейтральний). Цей тест є галузевим стандартом для перевірки цілісності цинкових покриттів та органічних фарб на сталі, але є хімічно відносно м’яким порівняно з кислотними варіантами. Його нейтральність означає, що йому бракує «агресивності» кислотного дощу або промислових опадів.
- AASS (Оцтовокислий соляний туман): У цьому варіанті льодяна оцтова кислота додається до 5% сольового розчину для зниження pH до діапазону 3,1–3,3. Ця кислотність імітує деякі промислові забруднювачі, але в першу чергу використовується для тестування якості ущільнення анодних покриттів на алюмінії або декоративного хром-нікелевого гальванічного покриття на міді. Для девелопера, який розглядає алюмінієві віконні рами або фасадні профілі, дані AASS є більш релевантними, ніж дані NSS, оскільки це тестує стійкість покриття до корозії під плівкою.
- CASS (Мідь-прискорений оцтовокислий соляний туман): Це найагресивніший варіант, що працює при вищій температурі 50°C. Хлорид міді додається до кислотного розчину, створюючи гальванічний прискорювач. Іони міді осідають на поверхні зразка, створюючи мікроскопічні гальванічні елементи, що прискорюють корозію з шаленою швидкістю. Цей тест розроблений для декоративних гальванічних деталей (як хромовані автомобільні бампери або кранова арматура) і рідко підходить для загальних оцінок порошкового покриття архітектурної сталі чи алюмінію. Якщо виробник огорож цитує результати CASS для порошково-пофарбованого сталевого паркану, вони ймовірно використовують невідповідний тест для генерування завищених показників продуктивності.
1.1.2 Контрольована камера проти атмосферного хаосу
Всередині камери ISO 9227 екологічні умови є статичними: постійна вологість, постійна температура та постійна солоність. Зразки зазвичай розташовані під кутом 15–25 градусів для забезпечення безперервного стікання без скупчення. Швидкість осадження суворо контролюється на рівні 1,0–2,0 мл на 80 см² на годину.
Це статичне середовище є фатальним недоліком тесту щодо реального прогнозування. У фактичному українському середовищі, такому як фасад в Одесі чи паркан у Києві, матеріал відчуває динамічні стресори, які камера не може відтворити:
- Цикли зволоження/висихання: Фаза висихання є критичною для формування захисних шарів патини. Для матеріалів, таких як атмосферостійка сталь (Corten) або цинк, формування стабільних карбонатів вимагає періодів висихання. У постійній вологості камери NSS ці стабільні шари ніколи не формуються, що призводить до аномальних швидкостей корозії.
- УФ-випромінювання: Сонячне світло є основним ворогом органічних покриттів (фарб, порошкових покриттів). УФ-фотони розривають полімерні ланцюги в смолі, викликаючи крейдування, вицвітання та мікротріщини. Коли покриття тріскається, волога проникає до підкладки. ISO 9227 відбувається в темряві, що означає, що покриття з нульовою УФ-стабільністю теоретично може витримати 2000 годин соляного туману, але зазнати невдачі за шість місяців під українським літнім сонцем.
- Складні забруднювачі: Реальні атмосфери містять діоксид сірки (SO₂), оксиди азоту (NOx) та аміак — сполуки, які атакують метали інакше, ніж чистий хлорид натрію.
1.2 Цинковий парадокс: Чому цинкування не проходить тест, але виграє війну
Найнебезпечніша невірна інтерпретація даних соляного туману відбувається з гарячеоцинкованою (HDG) сталлю. Цинкові покриття працюють непропорційно погано в тестах соляного туману порівняно з їхньою зоряною продуктивністю в реальному світі, що призводить до «Цинкового парадоксу».
У польових умовах цинк захищає сталь через механізм, званий Цинкова патина. При контакті з атмосферою свіжий цинк реагує з киснем, утворюючи оксид цинку, потім з вологою, утворюючи гідроксид цинку, і нарешті з діоксидом вуглецю, утворюючи карбонат цинку (ZnCO₃). Цей шар карбонату цинку є щільним, нерозчинним у воді та щільно прилеглим до підкладного металу. Він діє як пасивний бар’єр, сповільнюючи швидкість корозії цинку до повзучої — часто менше 1 мікрона на рік у м’яких середовищах.
Однак у камері соляного туману постійний потік соляної води запобігає поглинанню діоксиду вуглецю. Цинк ніколи не утворює нерозчинний карбонатний шар. Замість цього він утворює хлорид цинку та гідроксид цинку, обидва з яких розчинні та желеподібні. Ці продукти негайно змиваються, піддаючи свіжий цинк подальшій атаці. Отже, швидкість корозії цинку в тесті соляного туману штучно прискорюється в 30–100 разів порівняно з його природною швидкістю, тоді як бар’єрні фарби (які не покладаються на формування патини) не прискорюються в такій же мірі. Це призводить до хибного висновку, що пофарбована сталева панель є «кращою», ніж оцинкована, тоді як насправді оцинкована панель може прослужити 50 років у полі, тоді як пофарбована зазнає невдачі, щойно її подряпано.
1.3 Помилка кореляції: Години ≠ Роки
Існує стійке бажання галузі прирівняти години тестування до років служби. Поширене «практичне правило», що циркулює серед менш поінформованих постачальників, припускає, що 24 години NSS дорівнюють одному року прибережного впливу, або що 100 годин дорівнюють одному року міського впливу. Ці конверсії є небезпечно оманливими і значно варіюються залежно від хімії покриття.
Розрив настільки серйозний, що сам ISO 9227 містить застереження у своєму вступі: «Рідко існує пряме відношення між стійкістю до дії соляного туману… і стійкістю до корозії в інших середовищах.» Стандарт прямо зазначає, що тест повинен служити інструментом контролю якості (QC) — забезпечуючи, що Партія Б є хімічно ідентичною Партії А — а не предиктором терміну служби. Ненадання уваги цьому попередженню призводить до специфікації матеріалів, які проходять тест, але зазнають невдачі в середовищі.