GB/T 38213-2019 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀引起的材料中金属流失速率的测定和评估程序

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  • 暴晒架是使试验样品牢固地固定在试验地的装置,且不会发生显著腐化变质,不会受附着在其上面 的试验样品的腐蚀或流失影响。只要有足够的强度和耐久性,可使用金属材料或木材。如需要,可通过 余覆合适的覆盖层给金属暴晒架提供额外保护。暴晒架可配置有适当保护和维护的木材。材料的选择 和支撑架的设计不应影响或干扰试验结果。 设计的试验架应保证暴晒样品与水平呈45°。试验架的设计应使试验样品不受来自试验架或其他 样品的流失水以及来自地面的飞溅水的影响。暴晒架的最低高度选择应防止雨水飞溅和积雪埋藏,且 应不小于0.5m

    213—2019/ISO17752.2

    沉积率。 根据ISO9226中描述的方法,结合环境数据确定或评估大气腐蚀性等级。 为对比流失速率测量结果,建议对流失暴晒试验相同样品的正面直接进行腐蚀测量,样品背面用胶 带覆盖,切边用蜡或漆涂覆,如3.2中所述。

    每个样品应单面安装在配有倾斜沟槽的固定装 斜沟槽可收集冲刷试样的流失水。流失溶 液经过沟槽被输送到容器内(见图1)。固定装置、沟槽及容器应由惰性材料制成,如聚甲基丙烯酸甲酯 或聚乙烯。延伸至样品的固定装置宽度应尽可能小,以避免流失水被稀释,通常小于0.5cm。

    冶金标准图1推荐用于测量流失速率的情性材料固定装置示意图

    试验样品放置要求如下: 试验样品与任何可能影响其腐蚀或影响流失测试条件的材料之间不发生接触 腐蚀产物及来自表面的含释放金属的流失水不应从一个试验样品滴到另一个样品; 收集冲刷样品表面的全部流失水; 流失水的收集容器方便定期更换; 易于接近试验样品表面; 保护试验样品不受坠落、意外污染或破坏的影响; 所有试验样品均暴露在相同条件下,所有方向尽可能均匀地接触空气; 通常,北半球试验样品表面朝南,南半球试验样品表面朝北,但应考虑能够影响腐蚀 他朝向,如海洋;

    试验样品倾斜度宜与水平呈45

    B/T38213—2019/ISO17752:2012

    暴晒总周期和季节取决于试验样品的类型和试验目的。建议流失速率测定的总暴晒周期最 手,最好5年,覆盖层样品的暴晒周期应不少于5年

    7.2流失样品定期收集

    根据所要分析的金属,金属浓度超过1mg/L通常采用火焰原子吸收光谱法进行测定。金属浓度 王微克每升(g/L)级别的范围内,可采用石墨炉原子吸收光谱法或电感耦合等离子体/原子发射光谱 法进行分析。减去每个采样周期测得的基准浓度后,将各采样周期释放的金属含量相加(金属浓度乘以 收集得到的流失水体积),可计算得到释放的金属总量,单位为克每平方米年[g/(m:a)。流失速率的 另一种表达方式是微米每年(μum/a)。前者更适合表征实际金属流失速率,后者则更适合比较腐蚀 速率。 流失速率是基于冲刷表面的雨水总体积,表示为L/m(基于与水平面呈45°角样品的暴晒面积,很 大程度上受当时风向影响)或表示为总的暴晒周期内冲刷表面的毫米降水量(每平方米水平面积雨水深 度)。气象单位“毫米降水量”主要用于预测和比较来自不同场地和表面倾斜方向的金属流失速率。 流失速率可按式(1)进行计算:

    MR 金属流失速率,单位为克每平方米年[g/(m·a)]; m 收集的流失水中金属的总质量,单位为克(g); A 金属表面积,单位为平方米(m); t 暴晒时间,单位为年(a)

    MR一金属流失速率,单位为克每平方米年[g/(m·a)]; m 收集的流失水中金属的总质量,单位为克(g); A 金属表面积,单位为平方米(m); 暴晒时间,单位为年(a)

    GB/T38213—2019/ISO17752:2012

    其中,总质量是从不同采样结果中减去基准沉积质量后得到的每个单独质量的总和。建议流失速 率测量的总暴晒时间为至少1年,最好5年。 即便应在流失水填满收集容器前对其进行定期更换,受季节影响的意外降水还是可能导致容器中 的流失水溢出。这种情况下,应假设所测得雨水的金属浓度可以代表整个采样周期。在这种情况下,采 详周期的雨水总量应基于附近气象站对特定采样周期内降雨量的气象测量,或基于以往类似的采样周 期进行估计

    其中,总质量是从不同采样结果中减去基准沉积质量后得到的每个单独质量的总和。建议流失速 率测量的总暴晒时间为至少1年,最好5年。 即便应在流失水填满收集容器前对其进行定期更换,受季节影响的意外降水还是可能导致容器中 的流失水溢出。这种情况下,应假设所测得雨水的金属浓度可以代表整个采样周期。在这种情况下,采 样周期的雨水总量应基于附近气象站对特定采样周期内降雨量的气象测量,或基于以往类似的采样周 期进行估计

    试验报告应至少包含以下信息: 暴晒前样品储存条件的数据; 试验样品的数据,包括暴晒样品的制备、倾斜度和方向以及推荐操作条件的任何差异; 试验场地的表征(见第5章); 1 样品的暴露日期和采集时间间隔的数据; 特定采样周期的信息,包括溢出收集容器,意外暴晒条件(如风暴,冰苞等); 每个采样周期收集流失水的总金属浓度、pH值和体积的信息,以及为测量基准沉积率进行平 行暴晒的惰性样品架信息; 流失速率评价的定量结果,单位为克每平方米年[g/(m·a)]; h) 每年降雨量,单位为毫米每年(mm/a); 基于空白样品架的流失水测量而得到的试验样品的基准沉积率,单位为克每平方米年 Lg/(ma)]。

    B/T38213—2019/ISO17752:2012

    (资料性附录) 大气腐蚀特殊应用中影响裸基材料金属流失速率评价的条件

    本标准中描述的金属流失速率测定程序是用于比较不同类型材料,不同类型腐蚀防护措施,或不同 大气环境。鉴于给定户外环境中污染物的变化,这些数据也可用于建立长期趋势 数据只代表正常的暴晒情况,并不能直接适用于特殊应用或特殊暴晒情况下的流失速率评估。此 外,如果缺乏测量得到的流失数据,有时需要对流失速率作出评估。已知的很多参数会影响腐蚀速率和 流失速率,如降水量、遮蔽效应、风况、样品使用年限和方向,以及放射源。 对于这种转换或评估的一些相关信息或经验简要列在下面。 从长期看,流失速率总是小于或等于腐蚀速率,且往往明显小于裸金属表面的腐蚀速率。即便如 比,在特定情况下,腐蚀速率可以用于评估流失速率的保守预估上限。这对于已知的具有很低腐蚀速率 的区域是十分有效的(见A.9)。 根据常规方法所得腐蚀数据计算流失速率的保守预估上限时,必须考虑样品反面和正面的腐蚀差 异。如果它们是等同的,流失速率通常小于腐蚀速率,如前所述。然而,如果与正面腐蚀速率相比,反面 离蚀速率可忽略,意味着流失速率的保守预估上限通常低于两倍的腐蚀速率,因为腐蚀速率的表征总是 考虑到总面积,包括正面和反面

    从长期看(1年以上),户外建筑材料由于形成腐蚀产物而产生的金属流失速率呈现出相对恒定或 略有下降的趋势。在给定降雨特征的特定雨季,流失速率在第一个阶段会非常高,是所谓的第一次冲 先,这取决于降雨事件前当时的暴晒条件,随后在剩余阶段流失速率开始下降并变得相对恒定。当整合 多次降雨事件时,在给定试验场地中含腐蚀产物的裸露表面流失金属的累积量与时间近似呈线性增加 关系,流失速率相对恒定,与暴晒时间无关。只要给定暴晒场地在不同暴晒年份之间环境条件没有显 著变化,则对于裸金属表面每单位降雨量中金属的释放量是相对恒定的

    A.3腐蚀产物演化的影响

    裸露的建筑材料通常会形成相对多孔的腐蚀产物,这个过程取决于当时的环境条件和暴晒时间。 与更致密的表面氧化物相比,腐蚀产物能够较长时间地保持湿度和环境污染物。然而,由腐蚀产物测量 得到的流失速率仅略高一点。尽管腐蚀产物可能具有不同的化学成分和密度,但结果总是如此。不过, 从风险评估角度看,这些差异很小。

    鉴于污染物浓度和表面倾斜度,流失速率与冲刷表面的降雨量密切相关,降雨作为媒介溶解和传 表面溶解的金属。对于某些裸金属来说,流失总量与总降雨量呈线性关系是一种简单保守的粗略 然而,实际流失量取决于具体材料,并与降雨前的环境和污染条件、以及雨水特征(如强度、成分

    GB/T38213—2019/ISO17752:2012 DH)密切相关

    8213—2019/ISO17752.

    A.5 表面方向的影响

    不回形、朝可和倾斜科度的建巩物表 当时风倪影响,风 况决定冲刷每个表面的降雨量。因此,当比较两个表面的流失速率时,其中一个表面根据规范程序朝南 项斜45°,另一个表面朝任一方向倾斜45°,根据实际收集的冲刷雨水量对各个表面的流失量进行归 化,比较两个表面的流失速率。需要补充的是,当时的风况同样影响腐蚀性大气成分的沉积

    A.6表面倾斜度和遮蔽程度的影响

    给定所有其他参数并假设当时风向影响很小,流失速率随水平方向倾斜度的增加而减小。这是由 表面投影面积差异引起的,水平方向的表面收集的降水量最多,倾斜度越高的表面收集到的降水量越 少。因此隧道标准规范范本,当比较两个不同倾斜度表面的流失速率时,宜比较每个表面的降水量差异,并假定流失速率 和降水量之间的比例。基于此规律,对于降水是垂直方向的简单情况,可利用以下关系式(A.1)根据倾 斜度为45°的流失速率来估算倾斜角度为θ的表面流失速率: 流失速率(0)=流失速率(45°)XcOs0/cOs45° ·(A.1 任何建筑物或其他室外建筑的总流失速率将会是每个单独表面流失速率相加的结果。基于一些文 献的结果,据估计,表面的加权流失速率通常不会超过归一化所得的流失速率,因此可以说是归一化所 得的流失速率是一个上限。一个平常建筑物(包括外墙和屋檐)的加权流失速率通常会比归一化所得的 流失速率低25%。此结论基于模型屋顶的暴晒,并可能只适用于特定的暴晒情况。然而,在科学合理 的讨论范围内,结果也可能适用于其他暴晒情况,至少适用于没有极端照射源存在的温带气候区。其他 地方建议的数字至少是大约50%

    二氧化硫(SO,)浓度的影

    在一些科学文献中记录了腐蚀性气态污染物二氧化硫(SO.)对一些裸金属流失速率的重要性,并 建立了有限的预测模型。然而,显而易见的是,二氧化硫(SO2)既直接影响干燥条件下腐蚀产物成分的 溶解过程,又间接影响降雨过程中雨水的pH值

    到目前为止,还没有发表过氯化物对金属流失速率的影响关系。然而,最新发现表明即使氯化物对 腐蚀速率有很大影响,但它对流失速率的影响似乎是有限的。目前由于数据有限,流失速率是很难预测 的。然而,即使在强腐蚀性场地,裸金属的流失速率随时间表现为相对恒定或逐渐下降,并且其水平远 低于报道的腐蚀速率

    目前没有报道关于温度对流失的影响关系。然而,如A.1所述电力弱电施工组织设计,流失速率总是小于或等于腐蚀速 率,且经常远小于腐蚀速率。此外,关于温度对腐蚀影响方面的信息是很丰富的,宜考虑这些信息。例 如,当温度很低时,腐蚀也非常缓慢。因此,当估算流失速率时,最好对估算的流失速率及相似情况下估 算的腐蚀速率进行比较,并确保这两种估算符合流失速率往往小于或等于腐蚀速率这一规律。

    B/T38213—2019/ISO17752:2012

    以下给出与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件 GB/T11377一2005金属和其他无机覆盖层储存条件下腐蚀试验的一般规则(ISO4543: 1981,IDT); GB/T14165—2008 金属和合金 金大气腐蚀试验 现场试验的一般要求(1SO8565:1992, IDT); GB/T19292.3—2018金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性第3部分:影响大气腐蚀性环境参 数的测量(ISO9225:2012,IDT); GB/T19292.4一2018金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 第4部分:用于评估腐蚀性的标准 试样的腐蚀速率的测定(ISO9226:2012,IDT)

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