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ISO 28706-2:2020 搪瓷 — 耐化学腐蚀性能测定 — 第2部分：耐沸腾酸、沸腾中性液体及其蒸气腐蚀的测定
搪瓷涂层耐沸腾酸、中性液体及其蒸气腐蚀性能的测定方法
范围与工业意义
ISO 28706-2:2020规定了搪瓷涂层在接触沸腾酸（通常为20%盐酸或10%柠檬酸）、沸腾中性液体（去离子水）及其蒸气时的耐化学腐蚀性能的标准测试方法。该测试对于搪瓷衬里设备用于腐蚀性化学环境的行业——化工反应器、储罐、制药加工容器、卫生洁具、换热器和厨房电器——的质量保证至关重要。搪瓷作为腐蚀屏障具有独特的优势：无机材料、烧成后无孔隙、耐受几乎全部有机化学品，并根据配方可在高达400°C的温度下保持完整性。
配方和烧成工艺得当的搪瓷在沸腾20%盐酸中（108°C）可将一般腐蚀速率降至0.1 mm/年以下——在此苛刻环境中，大多数金属合金和有机涂层无法达到这一性能水平。
ISO 28706-2中确立的测试方法经过数十年的工业应用不断改进。2020年修订版改进了试样制备指南，更新了蒸气暴露装置设计以确保均匀的凝结水分布，并明确了不同搪瓷类别的报告要求。该标准认识到，搪瓷耐腐蚀性不仅仅是材料特性，还受到制造工艺参数——熔块成分、球磨细度、施釉技术、烧成温度和时间以及涂层厚度——的深刻影响。
测试装置与程序
测试采用硼硅玻璃回流装置，包括沸腾烧瓶、带温度控制的加热套、回流冷凝器和试样支撑系统，将搪瓷试片悬挂于沸腾液体或蒸气相中。试样在暴露前后以0.1 mg精度称重。酸试验的测试持续时间为2.5小时，中性液体和蒸气试验为6小时。暴露后，试样经冲洗、110°C干燥并重新称重。结果以单位面积质量损失表示，并根据标准耐腐蚀性分级方案进行分类。
| 测试条件 | 测试介质 | 温度 | 时间 (h) | 分级标准 (质量损失 g/m²) |
|---|---|---|---|---|
| 沸腾酸 — AA级 | 20% HCl 或 10% 柠檬酸 | 沸腾（HCl约108°C） | 2.5 | < 0.3 g/m²（最高耐蚀性） |
| 沸腾酸 — A级 | 20% HCl 或 10% 柠檬酸 | 沸腾 | 2.5 | 0.3 至 < 1.0 g/m² |
| 沸腾酸 — B级 | 20% HCl 或 10% 柠檬酸 | 沸腾 | 2.5 | 1.0 至 < 3.0 g/m² |
| 中性液体 | 去离子水 | 沸腾（100°C） | 6.0 | 优质搪瓷典型值 < 0.2 g/m² |
| 蒸气（酸） | 沸腾酸上方蒸气 | ~100°C 气相 | 2.5 | 通常为液相侵蚀的50-70% |
达到AA级耐酸性的搪瓷适用于最苛刻的化学工况——化学反应器容器中与沸腾无机酸的持续接触。采用AA级搪衬的工业反应器在高达30%浓度和150°C温度的盐酸工况下可提供10-15年的免维护使用寿命。
影响搪瓷耐腐蚀性的因素
多个相互依赖的因素决定了搪瓷涂层的耐腐蚀性能。熔块化学成分是首要因素——二氧化硅含量45-65%提供玻璃网络结构，而氧化硼的添加降低熔化温度并提高耐酸性。氧化锆在5-15%时显著增强耐碱性和整体化学耐久性。二氧化钛在15-20%时用于不透明搪瓷，通过其耐火性质提供额外的耐化学性。烧成工艺必须实现熔块颗粒的完全熔融和流动，同时避免过烧导致气泡形成和表面劣化。
搪瓷缺陷如针孔、鳞爆和铜头不仅是外观问题——它们为腐蚀性介质到达基体金属创造了直接通道。即使每平方厘米只有一个针孔，也可能使搪衬化工设备的使用寿命降低50%或更多。高频火花检测对于在设备投入运行前发现此类缺陷至关重要。
涂层厚度是另一个关键变量。用于钢基材的化工搪瓷典型厚度为0.8-1.5 mm。较厚的涂层提供更好的腐蚀屏障，但增加了热震失效和崩瓷的敏感性。现代双涂层搪瓷系统——底釉用于附着结合，面釉用于耐化学性——通过将富钴底釉的附着特性与氧化锆增韧面釉的化学耐久性相结合，实现了最佳性能。
切勿将搪衬设备用于氢氟酸工况——即使是微量浓度也会迅速侵蚀搪瓷的硅酸盐网络，在数小时内造成灾难性涂层失效。这是搪瓷最重要的化学兼容性限制。
常见问题
问：ISO 28706-2与ISO 28706系列其他部分的关系？
答：该系列包括第1部分（室温酸耐蚀性测定）、第2部分（沸腾酸、中性液体和蒸气——最常引用的部分）、第3部分（碱性液体耐蚀性测定，六角形容器法）、第4部分（碱性液体耐蚀性测定，圆柱形容器法）、第5部分（热酸耐蚀性测定）和第6部分（设备用热化学液体耐蚀性测定）。它们共同构成了全面的耐化学性评估框架。
答：该系列包括第1部分（室温酸耐蚀性测定）、第2部分（沸腾酸、中性液体和蒸气——最常引用的部分）、第3部分（碱性液体耐蚀性测定，六角形容器法）、第4部分（碱性液体耐蚀性测定，圆柱形容器法）、第5部分（热酸耐蚀性测定）和第6部分（设备用热化学液体耐蚀性测定）。它们共同构成了全面的耐化学性评估框架。
问：AA级和A级耐酸性有什么区别？
答：AA级要求沸腾酸试验中质量损失低于0.3 g/m²，代表最高的耐腐蚀性等级。A级允许0.3-1.0 g/m²的质量损失。在实践中，AA级搪瓷指定用于连续操作、接触浓矿物酸的反应器，而A级可能适用于间歇操作或腐蚀性较低的条件。
答：AA级要求沸腾酸试验中质量损失低于0.3 g/m²，代表最高的耐腐蚀性等级。A级允许0.3-1.0 g/m²的质量损失。在实践中，AA级搪瓷指定用于连续操作、接触浓矿物酸的反应器，而A级可能适用于间歇操作或腐蚀性较低的条件。
问：搪瓷腐蚀损伤后能否修复？
答：可以但有局限性。小面积损伤可使用贵金属补片套件或专用搪瓷修补腻子进行修复。但修复区域永远无法达到原有的耐腐蚀性能。大面积损伤通常需要完全剥离并重新烧成，这仅对高价值设备具有经济可行性。
答：可以但有局限性。小面积损伤可使用贵金属补片套件或专用搪瓷修补腻子进行修复。但修复区域永远无法达到原有的耐腐蚀性能。大面积损伤通常需要完全剥离并重新烧成，这仅对高价值设备具有经济可行性。
问：搪瓷涂层中的鳞爆缺陷是什么原因造成的？
答：鳞爆由烧成过程中搪瓷-钢界面的氢气析出引起。氢气来源于钢表面的水分或酸洗步骤。缺陷预防策略包括使用低氢钢、充分的脱气烧成周期以及具有受控气体保留能力的底釉配方。
答：鳞爆由烧成过程中搪瓷-钢界面的氢气析出引起。氢气来源于钢表面的水分或酸洗步骤。缺陷预防策略包括使用低氢钢、充分的脱气烧成周期以及具有受控气体保留能力的底釉配方。
