路径: 主页 > GB/T > 第426页 > GB/T 38269-2019 | 标准编号 | GB/T 38269-2019 (GB/T38269-2019) | | 中文名称 | 金属和合金的腐蚀 含人造海水沉积盐过程的循环加速腐蚀试验 恒定绝对湿度下干燥/湿润 | | 英文名称 | Corrosion of metals and alloys - Accelerated cyclic corrosion tests with exposure to synthetic ocean water salt-deposition process - Dry and wet conditions at constant absolute humidity | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H25 | | 国际标准分类 | 77.060 | | 字数估计 | 22,271 | | 发布日期 | 2019-12-10 | | 实施日期 | 2020-07-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 38269-2019
Corrosion of metals and alloys--Accelerated cyclic corrosion tests with exposure to synthetic ocean water salt-deposition process--Dry and wet conditions at constant absolute humidity
ICS 77.060
H25
中华人民共和国国家标准
金属和合金的腐蚀 含人造海水沉积盐
过程的循环加速腐蚀试验 恒定绝对
湿度下干燥/湿润
(ISO 16539:2013,IDT)
2019-12-10发布
2020-07-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准使用翻译法等同采用ISO 16539:2013《金属和合金的腐蚀 含人造海水沉积盐过程的循环
加速腐蚀试验 恒定绝对湿度下干燥/湿润》。
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参见附录NA。
本标准做了下列编辑性修改:
---增加了资料性附录NA。
本标准由中国钢铁工业协会提出。
本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。
本标准起草单位:中国科学院金属研究所、冶金工业信息标准研究院。
本标准主要起草人:王振尧、刘雨薇、侯捷、潘晨、李倩、汪川。
引 言
无论有无保护层的金属材料,都会受到许多环境因素的影响,其重要性因金属材料的类型和环境的
类型而不同。因此,在设计实验室加速腐蚀试验时,不可能考虑所有影响耐腐蚀的环境因素。所以,实
验室加速试验通常用来模拟能加速金属材料腐蚀的最重要影响因素。
本标准中所述的加速腐蚀试验旨在模拟和加强金属材料在户外暴露时环境的影响,暴露在户外含
盐环境中会加速腐蚀。
本标准中的两种试验方法较传统加速试验[如:ISO 9227中规定的中性盐雾试验(NSS)和
ISO 14993中规定的循环暴露在盐雾、干燥和湿润环境下的加速试验]有独特的优势,其优势体现在二
者均能较好的重现金属材料在含有大量海盐粒子的大气环境中的腐蚀行为。
在这些环境中模拟大气腐蚀的加速腐蚀试验预期包括以下内容:
a) 恒定绝对湿度:在户外环境中,温度和相对湿度保持恒定绝对湿度的条件下变化。沉积盐的吸
水性是影响大气腐蚀行为的重要因子。同理,在干/湿循环中,恒定绝对湿度也是温度和相对
湿度在一个实际环境中目的/预期的存在。
b) 盐沉积量的控制:根据所用金属材料在大气中的腐蚀性能来确定试样表面沉积盐的量。通过
稀释盐溶液的浓度或者调整喷液时间,来提供与实际环境相同的年平均盐沉积量。
因此,本标准中所描述的试验方法包括盐沉积和恒定绝对湿度下干燥/湿润循环过程。
所得结果不宜对被测金属材料服役在各种大气环境条件中的耐蚀性提供更深入的结论。但可为研
究材料暴露在和试验环境相似的含盐介质中的性能提供有效的信息。
金属和合金的腐蚀 含人造海水沉积盐
过程的循环加速腐蚀试验 恒定绝对
湿度下干燥/湿润
1 范围
本标准规定了两种加速腐蚀试验方法,方法A和方法B,用于评价表面有/无覆盖层的金属和合金
在大气环境中的腐蚀行为,并规定了所选用的设备。两个试验都包括盐的沉积和恒定绝对湿度下的干
燥/湿润循环环境。
方法A适用于:金属及其合金(包括耐蚀合金)。
方法B适用于:
---金属及其合金;
---带覆盖层的金属及其合金[包括金属覆盖层(阴极或阳极)、有机涂层和转化膜]。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 4628-1 色漆和清漆 涂层老化的评价 缺陷的数量和大小及外观的均匀变化程度的标识
ISO 4628-2 色漆和清漆 涂层老化的评价 缺陷的数量和大小及外观的均匀变化程度的标识
ISO 4628-3 色漆和清漆 涂层老化的评价 缺陷的数量和大小及外观的均匀变化程度的标识
ofdegreeofrusting)
ofdegreeofcracking)
ofdegreeofflaking)
ISO 14993 金属和合金的腐蚀 循环暴露在盐雾、“干”和“湿”条件下的加速试验(Corrosionof
ISO 17872 色漆和清漆 腐蚀试验用金属板涂层划痕标记导则(Paintsandvarnishes-Guidelinesfor
3 试验溶液
3.1 混合盐溶液的制备
溶液成分见表1,应选用温度为25℃±2℃,电导率不超过20μS/cm的蒸馏水或去离子水,配制
成质量浓度为36.0g/L±3.6g/L的混合盐溶液。
混合盐溶液的组成和典型人造气氛的海水组成相同,见ISO 11130:2010,A.3(模拟海水腐蚀影响
的溶液)。
表1 混合盐溶液的组成成分
试剂(分析纯) 质量浓度/(g/L)
NaCl 24.53
MgCl2 5.20
Na2SO4 4.09
CaCl2 1.16
KCl 0.695
NaHCO3 0.201
KBr 0.101
H3BO3 0.027
SrCl2 0.025
NaF 0.003
警告:SrCl2 和NaF的操作是高度危险的,应仅限于技术熟练的化学家使用或在他们的监控下使用。
3.2 pH调节
将5.0g±0.5g的NaOH溶于水中,并稀释成1L浓度为0.125mol/L的NaOH溶液。将此溶液
加至混合盐溶液中调节pH值至8.2±0.1(温度25℃±2℃)。
3.3 试验溶液的制备
试验溶液应使用混合盐溶液稀释10倍或100倍的溶液,质量浓度分别为36.0g/L±3.6g/L、
3.6g/L±0.36g/L、0.36g/L±0.036g/L。若未规定,质量浓度应由供需双方协商确定。
4 仪器设备
4.1 组件保护
与试验溶液接触的所有部件应由耐溶液腐蚀的材料制成或镶有耐蚀性的内衬,且不影响雾化试验
溶液的腐蚀性。设备应包括以下描述的组件。
4.2 暴露箱
暴露箱内的温度和湿度应可持续控制。
4.3 盐沉积装置
雾化器应由耐蚀性材料制成,如玻璃、塑料或钛合金。雾化试验溶液应均匀的沉积在试样表面,且
沉积量可控。雾化溶液的粒径不超过100μm。
可通过以下方法控制试验溶液的沉积量:
a) 控制每个试验周期连续雾化;
b) 控制试验溶液的量、雾化压力和雾化器的移动速度。
提供给雾化器的压缩空气应经滤器过滤,去除油渍和固体杂质。
4.4 温湿度控制装置
温湿度控制装置应能检测和控制试样周围的温湿度。在温湿度过渡期,装置应控制干球温度与目
标值及测试周期之间呈线性变化。该装置应能够控制湿度来保持在至少每分钟内到干球温度时的绝对
湿度恒定,或使用其他精密度高的装置。
4.5 试样的冲洗处理
在温湿度循环后,试样在进行再沉积试验之前进行冲洗处理。首先,试样先用蒸馏水清洗,再用去
离子水清洗。然后用清洁空气小心的将水滴去除,以免腐蚀产物脱落。
4.6 仪器类型
以下是符合4.1~4.5中规定要求的3种仪器:
a) 两箱型(自动程序)。试样在盐沉积箱和暴露箱之间移动。雾化器前后左右移动,以改变每个试
样表面沉积盐的量。然后,将试样移到暴露箱,进行干燥/湿润循环,并自动清洗(参见附录A)。
b) 单箱型(自动程序)。试样放在一个箱体内,装好雾化器,进行干燥/湿润循环,并自动清洗(参
见附录B)。
c) 单箱型(手动程序)。在试样表面沉积盐后(见4.3),人工将试样放置在箱内进行干燥/湿润循
环。然后将试样从箱内取出清洗。清洗后,应尽快将试样放进箱内(参见附录C)。
5 试样要求
5.1 试样的数量和类型应根据测试材料或产品的规格来选择。未规定时,由供给双方协商决定。
5.2 试验前应仔细清洗试样以去除污垢、油渍或其他杂质,以免影响试验结果。所用的清洁方法应取
决于材料和污染物的性质,但不应选用会腐蚀试样表面的研磨剂或溶剂。
5.3 对没有任何有机、无机覆盖层的金属或合金来说,应选择合适的有机溶剂,用干净的软毛刷或者超
声波清洗装置彻底清洗试样。清洗过程应在装满溶剂的容器内进行。清洗后,用干净的溶剂再冲洗一
次后吹干。
5.4 除非另有规定,有保护性有机覆盖层的试样在试验前无需清洗。若一定要清洗,应用浸有酒精的
纱布擦拭试样,以免损坏试样表面。请注意,试样在清洗后不要再被污染。
5.5 如果试样是从有覆盖层的样品上切割,应避开覆盖层损坏区。除非另有规定,切口边缘应选用适
当的、在试验过程中稳定性好的覆盖层保护起来。如油漆、蜡或胶带。
6 盐沉积量的测量方法
试验溶液沉积在样品表面。盐沉积量的平均值应由测量盐沉积前后试样质量的变化来确定,精确
到1mg。为防止试样干燥,测量过程应尽快完成。
7 试样准备
试样表面盐沉积后,放在箱体内。放置时避免试样与箱体接触。试样应水平放置。只要液滴不会
在试样表面滴下或试样不放在其他试样的正下方,箱体内的试样可放置在不同的平面上。
8 操作条件和操作过程
操作条件见表2(方法A)和表3(方法B)。操作过程见图1(方法A)和图2(方法B)。试验所用沉
积盐溶液不应重复使用。试验过程中,箱内压力应保持大气压力。
表2 方法A的试验条件
过程 条件
a) 盐沉积
1) 温度
2) 试验溶液
3) 频率
4) 盐沉积
1) 室温
2) 见第3章
3) 每周期后
4) 试验表面盐溶液的沉积量应为250g/m2±50g/m2。溶液浓度不低于人
造海水浓度的1/1000
b) “干燥”环境 温度 相对湿度
1) A (49±1)℃ (32±5)%
2) B (54±1)℃ (25±5)%
3) C (55±1)℃ (24±5)%
4) D (54±1)℃ (25±5)%
5) E (49±1)℃ (32±5)%
c) “湿润”环境 (30±1)℃ (90±5)%
d) 清洗处理 清洁蒸馏水(不超过40℃)
表2(续)
过程 条件
e) 一个暴晒周期的长度及组成(一
个暴晒周期为24h)
“湿润” 6h36min
“干燥” 10h48min
“湿润” 6h36min
f) 一个暴晒周期内达到指定条件的
时间
“湿润”到“干燥(A)” 2h22min
“干燥(A)”到“干燥(B)”1h40min
“干燥(B)”到“干燥(C)”1h22min
“干燥(C)”到“干燥(D)”1h22min
“干燥(D)”到“干燥(E)”1h40min
“干燥(E)”到“湿润” 2h22min
注1:在指定时间间隔内[见本表中f)]温湿度应成线性变化。连续的干燥过程 A到E给出了相同的绝对湿度,
30℃的露点温度。
注2:平衡条件下,有关给定参数值---温度和相对湿度的公差是允许存在波动的。这并不是说数值可以随给
定值总量的加/减变化。
说明:
T ---温度,℃; s---盐沉积;
R ---相对湿度,%RH; r---清洗处理。
t ---时间,h;
图1 方法A的试验过程
表3 方法B的试验条件
过程 条件
a) 盐沉积
1) 温度
2) 试验溶液
3) 频率
4) 盐沉积
1) 室温
2) 见第3章
3) 8个循环和11个循环后
4) 试验表面盐溶液的沉积量应为28.0g/m2±2.8g/m2。溶液浓度不低于
人造海水浓度的1/1000
b) “干燥”环境
温度 相对湿度
(60±1)℃ (35±5)%
c) “湿润”环境 (40±1)℃ (95±5)%
d) 清洗处理 清洁蒸馏水(不超过40℃)
e) 一个暴晒周期的长度及组成(一
个暴晒周期为24h)
“干燥”3h
“湿润”3h
直到达到指定条件为止
“干燥”到“湿润”1h
“湿润”到“干燥”1h
f) 试验过程
1) 盐沉积
2) 干燥/湿润循环:8个循环
循环结束后,待温度达到60℃时,应将试样从箱内迅速取出。
3) 清洗处理
4) 盐沉积
清洗处理和盐沉积过程应在干燥条件下完成。
5) 干燥/湿润循环:11个循环
循环结束后,待温度达到60℃时,应将试样从箱内迅速取出。
6) 清洗处理
注1:露点温度39℃,温湿度应在同一绝对湿度下变化。
注2:平衡条件下,有关给定参数值---温度和相对湿度的公差是允许存在波动的。这并不是说数值可以随给
定值总量的加/减变化。
说明:
T ---温度,℃; s---盐沉积;
R ---相对湿度,%RH; r---清洗处理。
C ---循环;
图2 方法B的试验过程
9 试验结束后试样处理
试验结束后将试样从箱内取出,冲洗前干燥0.5h~1h,以免腐蚀产物脱落。试样检测之前,将试
样在温度不超过40℃的干净自来水中轻轻冲洗,除去残留在试样表面的盐溶液,然后立即用不超过
200kPa的压缩空气吹干。
10 试验的连续性
整个试验期间最好保持连续。如需中断操作,应尽量使间断时间最短。需要中断试验时,试样应做
如下处理:试样应从试验箱中取出,并按第9章中的方法处理,然后存放在干燥器中直至恢复试验。
11 持续试验时间
试验时间应根据试验材料或产品的规格决定。若未规定,应由供需双方协商决定。
推荐试验时间:
a) 方法A:3个周期(72h),7个周期(168h),21个周期(504h),42个周期(1008h);
b) 方法B:7d,14d,21d,28d,42d,56d,70d。
注:附录D给出了推荐的试验周期。
12 结果评价
试验结果的评价由不同的标准来满足特殊的需求,例如:
a) 刚出现腐蚀迹象前的时间;
b) 试验后的形貌;
c) 腐蚀缺陷的数量和分布(如:蚀坑、裂纹、锈蚀或色漆划痕处的蠕变;它们的评价方法见ISO 8993
或ISO 10289,有关色漆见ISO 4628的各部分和ISO 17872);
d) 去除腐蚀产物后的表面形貌(见ISO 8407);
e) 质量变化;
f) 显微分析中的变化;
g) 力学或电学性能的变化。
注:附录E给出了推荐的评价方法。
13 试验报告
试验报告包括以下信息:
a) 本标准编号;
b) 试验设备说明;
c) 试验材料说明;
d) 试样的尺寸和形状,试样的表面性质和面积;
e) 试样制备细节,包括试验前试样的清洗处理和边缘保护;
f) 试验溶液浓度、盐沉积量和盐沉积过程;
g) 试验过程中,每个盐沉积过程及“干燥”和“湿润”环境的温度和相对湿度;
h) 中断的频率和时长;
i) 试验持续时间;
j) 试验结束后试样的清洗方法,适当的情况下注明清洗造成的质量损失和纠正这一质量损失的
方法;
k) 试验结果,如无覆盖层试样质量损失和厚度损失,有覆盖层试样起泡宽度和剥落宽度;
l) 必要时,图片记录和/或试样外观的描述。
附 录 A
(资料性附录)
盐沉积循环测试仪(两箱式)
两箱式盐沉积循环测试仪见图A.1。
说明:
1---雾化器;
2---干燥箱;
3---样品室;
4---样品盘;
5---样品;
6---样品滚轴/样品驱动装置;
7---过滤器;
8---喷嘴传动装置;
9---主机门;
10---暴露箱;
11---鼓风电机;
12---空气加热器;
13---冷却装置;
14---冰冻机;
15---冲洗喷嘴;
16---鼓风机(去除水滴);
17---尾气处理装置;
18---排风。
图A.1 盐沉积循环测试仪(两箱式)
附 录 B
(资料性附录)
盐沉积循环测试仪(单箱式)
单箱式盐沉积循环测试仪见图B.1。
说明:
1---鼓风机(去除水滴);
2---雾化器;
3---样品;
4---溶液箱;
5---溶液泵;
6---鼓风电机;
7 ---冲洗喷嘴;
8 ---控制面板;
9 ---冰冻机;
10---空气加热器;
11---冷却装置。
图B.1 盐沉积循环测试仪(单箱式)
附 录 C
(资料性附录)
人工喷涂盐沉积方法
C.1 仪器设备
喷涂试验溶液的装置应包括清洁空气供给装置、压力控制装置和溶液存放装置。
雾化压力应控制在0.12MPa~0.3MPa之间,最好持续控制在0.15MPa。
C.2 盐沉积方法
干燥的试样应垂直放置在喷雾器前。
试样距离喷雾嘴300mm。
试验溶液应在预期时间内喷洒使盐沉积在样品表面。盐沉积量和喷洒时间关系的一个实例如
图C.1。
盐沉积量的平均值由喷盐前后试样质量的变化来计算,精确到1mg。测量应尽快进行,以防试样
表面变干。
说明:
A ---盐沉积量(单位:克,g);
S ---喷洒时间(单位:秒,s)。
注:试样是含铬钝化剂处理的镀锌钢薄板,尺寸为70mm×70mm×0.8mm。盐溶液的质量浓度为3.60g/L±
0.36g/L。雾化压力为0.15MPa。试样距离喷雾嘴300mm。
图C.1 盐沉积量和喷洒时间关系
附 录 D
(资料性附录)
推荐试验周期
暴露在海洋环境(日本冲绳)中试样腐蚀之间的相关性,根据ISO 9223中腐蚀等级分类为C4级,
制定加速腐蚀试验。
代表性数据如下:
表D.1给出了不锈钢生锈区暴露在海洋环境中(日本冲绳)和暴露在方法A环境中二者的相关性。
对不锈钢等级评价,一般推荐采用方法A中的13个循环周期。
表D.2中给出了没有覆盖层的冷轧碳钢板和有覆盖层钢板暴露在海洋环境(日本冲绳)和暴露在方
法B两种环境中的质量损失。
一般来说,对于裸金属(合金)或表面有一层薄转化膜或有金属、无机或有机的薄覆盖层金属,推荐
采用方法B中的28d试验和56d试验。对高质量覆盖层体系的评价,推荐采用方法B中的112d
试验。
表D.1 不同试验中腐蚀生锈区面积百分比的对比
试验材料牌号
(ISO 编号)
试验后锈层面积百分比/%
试验方法A
盐沉积
(Cl-:1000mg/m2)
13个循环
暴晒18个月
(日本冲绳)
根据ISO 9223中腐蚀性等级
为C4级
S304(4301-304-00-I) 5~9 9~20(未遮盖)
S410L(4030-410-90-X) 2~5
20~40(未遮盖)
40~100(遮盖)
S436L(4513-436-00-J) 2~5
2~5(未遮盖)
5~9(遮盖)
S444(4521-444-00-I) 0.2~0.4
0.2~0.4(未遮盖)
0.9~2(遮盖)
S445J1(4128-445-92-J) 0.9~2
0.2~0.4(未遮盖)
0.2~0.4(遮盖)
S447J1(4135-447-92-C) 0.2~0.4 0.09~0.2(未遮盖)
S316(4401-316-00-I) 2~5
0.09~0.2(未遮盖)
0.9~2(遮盖)
S312L(4547-312-54-I) 0.4~0.9
0.09~0.2(未遮盖)
0.09~0.2(遮盖)
表D.2 冷轧碳钢板和有覆盖层的钢板在不同试验环境中质量损失对比
试验材料
试验后质量损失/(g/m2)
试验方法B
盐沉积量(100mg/m2)
暴晒21个月
(日本冲绳)
根据ISO 9223中
腐蚀性为C4级
第一年数据
CRS
130~230(暴晒28d)
300~500(暴晒56d)
520~800(未遮盖)
900~1400(遮盖)
400~650
GI
10~18(暴晒28d)
18~28(暴晒56d)
20~32(未遮盖)
60~100(遮盖)
Zn-5% Al
10~16(暴晒28d)
16~26(暴晒56d)
18~28(未遮盖)
43~65(遮盖)
55% Al-Zn
2~4(暴晒28d)
3~5(暴晒56d)
7~12(未遮盖)
9~15(遮盖)
15~30
(纯锌)
注:
CRS:冷轧碳钢板;
GI:热浸镀锌板(双面涂层重量270g/m2);
Zn-5% Al:Zn-5%Al合金涂层钢板(双面涂层重量180g/m2);
55% Al-Zn:55% Al-Zn合金涂层钢板(双面涂层重量150g/m2)。
附 录 E
(资料性附录)
试验腐蚀性的评价方法
E.1 参比试样
为了验证装置,选用以下材料的4个参比试样:
ISO 3574中CR4级钢,无孔、没有轻微痕迹和划痕的粗糙表面(粗糙度轮廓算术平均偏差Ra=
0.8μm±0.3μm)。
参考试样尺寸宜为70mm×70mm。
试验前,应仔细清洗参考试样,去除可能影响试验结果的痕迹(灰尘、油渍或其他杂质)。
干燥后,称量参考试样的质量并精确到1mg。
选用去除覆盖保护参考试样的背面和边缘表面,如:粘合塑料膜。
E.2 参考试样的排列
四个参考试样应放置在箱体的四个方位,与测试试样位置相近。试样应水平放置箱体内。
参考试样的支撑部件应由塑料、玻璃或其他惰性绝缘材料,或者表面有塑料、玻璃或其他惰性绝缘
涂层的材料。保证不影响试样在试验过程中的腐蚀。
E.3 质量损失的测定
试验结束后,应立即从试验箱内取出参考试样,然后根据ISO 8407中的方法反复清洗去除腐蚀
产物。
应采用以下化学清洗方法。
钢:在23℃体积分数为20%柠檬酸铵(NH4)2HC6H5O7(分析纯)溶液中浸泡10min。每个清洗
周期后,在室温下的自来水中轻轻刷洗试样,随后吹干。
称量参考试样的质量并精确到1mg。
从质量和清洗周期数的关系图中,确定去除腐蚀产物后试样的真实质量(见ISO 8407),减去试验
前参考试样的初始质量,差值除以参考试样的表面积,从而得到参考试样单位面积的质量损失。
E.4 箱体的性能优点
如果每个参考试样的质量损失都介于表E.1和表E.2之间,试验设备的运行令人满意。
表E.1 参考试样质量损失允许的范围(试验方法A)
类型 盐沉积量/(mg/m2)
质量损失/(g/m2)
5d 10d
方法A
100 12±2......
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