主页 购物车 询价 关于我们
www.GB-GBT.com
收录标准: 222635 (2026-05-28) 搜索

GB/T 38213-2019 相关标准英文版PDF, 自动发货

标准号码价格美元第2步(购买)交付天数标准名称
GB/T 38213-2019 180 GB/T 38213-2019 3秒自动 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
   
基本信息
标准编号 GB/T 38213-2019 (GB/T38213-2019)
中文名称 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
英文名称 Corrosion of metals and alloys - Procedures to determine and estimate runoff rates of metals from materials as a result of atmospheric corrosion
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 14,115
发布日期 2019-10-18
实施日期 2020-09-01
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 38213-2019 Corrosion of metals and alloys--Procedures to determine and estimate runoff rates of metals from materials as a result of atmospheric corrosion ICS 77.060 H25 中华人民共和国国家标准 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 (ISO 17752:2012,IDT) 2019-10-18发布 2020-09-01实施 国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 中国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 17752:2012《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》。 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、潘晨、侯捷、刘雨薇、李倩、汪川。 引 言 开展流失测试的目的是为了获得不同材料在大气暴露下金属流失速率的数据。流失测试包括在试 验现场暴晒试样并连续收集流失水样,因此,流失测试比标准化的腐蚀试验要求更高。 由于从长期看,流失速率总是小于或等于,且常常远小于腐蚀速率。由于腐蚀产物中包含金属,因 此不能用标准化腐蚀试验获得流失速率数据。与标准化试验相比,流失测试可以在实际产品的表面或 任何经表面处理的材料上进行,例如纯金属、合金或不同的覆盖层(如金属覆盖层、含金属的有机覆盖 层),只需记录试样的来历、表面处理和特性这些信息。 本现场试验的结果是通过收集冲刷材料表面雨水而得到的金属流失速率。金属进一步可能发生的 化学形式转化及与环境发生的相互作用是超出本标准范围的。 考虑到特定的应用条件,可基于规范性的暴露试样测定或通过资料性的评估来建立流失速率程序。 附录A给出了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。 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 1 范围 本标准规定了在户外大气环境下金属、合金和覆盖层中金属流失速率的测定和评估程序。 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 4221 空气质量 环境空气中二氧化硫质量浓度的测定 钍试剂分光光度法(Airquality- method) ment) ISO 4543 金属和其他无机覆盖层 储存条件下腐蚀试验的一般规则(Metalicandothernon-or- ISO 8565 金属和合金 大气腐蚀试验 现场试验的一般要求(Metalandaloys-Atmospheric ISO 9225 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 影响大气腐蚀性的环境参数的测量(Corrosionof ISO 9226 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 用于评估腐蚀性的标准试样的腐蚀速率的测定 3 试验样品要求 3.1 样品类型 样品暴露的表面积应满足如下要求:能够提供足够的流水量以保证测试结果的重现性,最大限度地 减小边缘效应和一切流水损失。平板式矩形样品的尺寸应不小于100mm×300mm(300cm2)。如可 以精确求得表面积且可以连续收集所有流失水,样品表面积可更大。样品应有足够厚度,以确保样品能 够承受预定的试验周期。有效厚度在1mm~3mm之间。测试样品表面应尽可能接近实际产品状态。 3.2 样品制备和处理 由于大气腐蚀和金属流失测试可能会持续多年,确保样品可以清楚识别并认真保存记录数据(收集 总流失水量,pH值,测定总的金属浓度)非常重要。 应避免表面损伤。所有样品,特别是有覆盖层材料,表面应无损伤。为减少表面污染并确保表面均 匀性,非覆盖层样品应尽可能根据材料进行暴晒前清洗。一种实用的方法是在丙酮和异丙醇中除油。 不建议打磨样品,因为打磨过的表面不代表产品的真实状态,并在很大程度上影响金属释放的程度。样 品处理过程中产生的指纹会影响结果,应使用棉手套和触摸样品边缘来避免产生指纹。 每个样品背面应贴胶带,切边位置应用非金属漆或蜡密封,以避免金属从样品的这些部分释放。对 于有覆盖层材料,切割边缘应密封。 在放置样品的同一地点,应平行暴晒一个惰性材质的空白样品架(不夹样品),同时收集冲刷空白样 品架的雨水并测定沉积率作为试验样品的基准沉积率。 3.3 样品标记 尽可能以一种在暴晒过程中不易被混淆的方式标记试验样品。建议同时标记样品架和样品。 可通过刻痕(应在样品背面)来标记样品。如满足易读性和耐久性的要求,也可使用其他标记方法。 受标记影响的区域应最小化。当用刻痕来识别覆盖层样品时,识别方法应不影响或干扰试验结果。应 在涂装前对所有覆盖层样品进行刻痕。 3.4 样品数量 对于表面积不小于300cm2(见3.1)的材料,一个样品就足够了。 3.5 储存 从样品制备到开始暴晒的时间间隔应尽可能短,以减小样品储存过程中引起的腐蚀效应。腐蚀效 应会影响流失结果,特别是对于金属释放浓度非常低的样品。建议从样品制备到开始暴晒的时间间隔 为一周,尤其是裸金属和合金表面。 由于流失测试可以在任何表面上进行,因此试验前有必要记录储存时间和储存条件。如果暴晒结 束后应对腐蚀产物和表面形貌进行分析,建议从暴晒结束到表面评价之间的最长时间间隔为两周,以确 保表面特性无变化并避免进一步氧化。对于短期暴晒,时间间隔应尽可能短。 样品储存期间,应避免机械损伤以及与其他样品接触。应选择温度可调节且相对湿度不大于50% 的房间储存样品。特别敏感的样品应储存于干燥器中或密封于含有干燥剂的塑料袋中(见ISO 4543)。 3.6 样品数据记录 对于每一系列的试验样品,需记录流失效应评估所需的数据(见第8章)。应包含以下内容: a) 裸金属和合金: 1) 化学成分,包括主要和次要合金元素; 2) 暴晒外观和表面积; 3) 表面光洁度特性(例如:表面粗糙度等); 4) 样品来历(例如储存条件、预处理、表面老化)。 b) 覆盖层和其他表面: 1) 基材说明,如有; 2) 涂装方法说明; 3) 覆盖层材料说明,化学成分; 4) 覆盖层厚度。 注1:样品每一处的化学成分都有所不同,正如暴晒试验中的覆盖层形貌一样。 注2:可对试验前和试验期间的样品条件进行摄影记录。 4 大气腐蚀试验场地 4.1 试验场地要求 大气腐蚀试验场地应提供用于户外暴晒的装置,即直接暴露于所有的大气状况和大气污染物下(见 ISO 8565)。 通常应选择受全面气候影响的测试区作为试验场地。建筑物、构筑物、树木和某些地理特征(河流、 湖泊、丘陵和山谷)的存在可能会引起风、污染源和阳光被意外遮挡。 除非人为或自然特征的影响是暴晒计划的预期部分,否则应避免这些特征对试验结果产生影响,如 无法避免,应记录这些特征。同样,低生灌木丛和其他植物的存在可能会影响给定试验场地的温度和湿 度分布。因此,应选择没有低生灌木丛和其他植物,或者其高度在0.2m以下的场地,将试验架设置在 排水良好的地面上,或设置在砾石、混凝土或铺砌地基上。 4.2 试验场地位置和安全 选择的暴晒场地应代表具有特定特征的大气条件,例如乡村、城市、海洋或工业环境。如可能,暴晒 场应位于或靠近由环境或卫生组织对温度、湿度、降水特征(降雨量、降雨强度)、气态和/或颗粒污染物 等进行持续气象和环境监测的地点。应避免腐蚀性物质排放的近点源。理想情况下,试验场地应使用 围栏或其他方式保护,避免样品受到人或动物的伤害以及避免生长的植物触及样品。 4.3 暴晒架 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 涂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。 5 试验场地特征 应根据ISO 9226直接测定标准样品的腐蚀速率,并结合现场测量的环境参数或从其他途径收集的 环境数据来进行表征试验场地的大气条件。 推荐的大气特征环境数据如下: ---空气温度,单位为摄氏度(℃); ---相对湿度,%; ---降水量,单位为毫米每年(mm/a); ---基于年降水量中H+浓度加权平均值得到的降水pH值; ---二氧化硫(SO2)浓度,单位为微克每立方米(μg/m3);或二氧化硫(SO2)沉积率,单位为毫克 每平方米天[mg/(m2·d)]; ---氯离子(Cl-)沉积率,单位为毫克每平方米天[mg/(m2·d)],通常只用于海洋试验场地。 其他因素的收集或测定取决于试验的具体要求。 根据ISO 4226和ISO 9169表征试验场地大气。宜根据ISO 4221测定浓度,根据ISO 9225测定 沉积率。 根据ISO 9226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。 6 操作条件 每个样品应单面安装在配有倾斜沟槽的固定装置上,倾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。 说明: 1---面板; 2---惰性材质固定装置; 3---惰性材料边缘; 4---挡边; 5---硅管; 6---用于收集流失水的聚乙烯容器。 图1 推荐用于测量流失速率的惰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破坏的其 他朝向,如海洋; ---试验样品倾斜度宜与水平呈45°。 7 试验程序 7.1 试验时间 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少 1年,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 应连续收集容器内的流失水。应在容器被完全填满前对其进行更换,以确保释放金属不受损失并 能够测定冲刷样品的实际雨水量及受当时的暴晒条件和风向影响的雨水量。如果收集容器过满,应根 据特定采样周期降雨量的气象测量或根据之前相似的采样周期估计冲刷雨水量。更换收集容器的时间 间隔取决于降水量、当时的降水条件以及使用容器的体积。根据雨水特点,建议收集容器体积为2L~ 5L。如果收集到的流失水发生蒸发,应更频繁地收集流失水,以减少流失水蒸发带来的影响(例如用铝 箔覆盖收集容器)。对于释放低浓度金属的样品,主要是覆盖层样品,为避免发生金属污染应使用酸洗 过的收集容器进行流失水测量,使用前容器应在纯10%硝酸(HNO3)溶液中浸泡至少24h,接着用超 纯水清洗至少4遍,然后在实验室环境空气中干燥。 注:这里所使用的超纯水纯度可参考GB/T 11146.1中的EW-Ⅰ级电子级水。 为确定基准金属浓度,应同时收集来自同一暴露条件及周期的相同惰性样品架的流失水。应从样 品流失数据中减去测量得到的基准金属浓度。 收集完毕后,应将收集到的流失溶液运送到实验室,确定流失水的体积和pH值(实验室环境温度 下)并分析总的金属含量。分析前,应使用硝酸(HNO3)或盐酸(HCl)将流失溶液酸化至pH 小于3。 酸化可以溶解容器壁上可能形成的金属络合物,从而保护流失水。酸化后,流失溶液可在分析前保存一 个月(或更长)(最好在黑暗条件下)。 7.3 结果评价 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 在微克每升(μg/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/(m2·a)]。流失速率的 另一种表达方式是微米每年(μm/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/m2(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= A·t (1) 式中: MR---金属流失速率,单位为克每平方米年[g/(m2·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(m2); t ---暴晒时间,单位为年(a)。 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。 8 试验报告 试验报告应至少包含以下信息: a) 暴晒前样品储存条件的数据; b) 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; c) 试验场地的表征(见第5章); d) 样品的暴露日期和采集时间间隔的数据; e) 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,冰雹等); f) 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; g) 流失速率评价的定量结果,单位为克每平方米年[g/(m2·a)]; h) 每年降雨量,单位为毫米每年(mm/a); i) 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 [g/(m2·a)]。 附 录 A (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 A.1 通则 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 此,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 腐蚀速率可忽略,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。 A.2 暴晒时间的影响 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 洗,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 的关系,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。 A.4 降雨量的影响 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输 从表面溶解的金属。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估 计。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、成分和 pH)密切相关。 A.5 表面方向的影响 不同形状、朝向和倾斜度的建筑物表面(屋顶、外墙等)的流失速率很大程度上受当时风况影响,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 倾斜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一 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,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 (θ)=流失速率(45°)×cosθ/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%。 A.7 二氧化硫(SO2)浓度的影响 在一些科学文献中记录了腐蚀性气态污染物二氧化硫(SO2)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。 A.8 氯化物的影响 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,......