GB/T 19292 consists of the following parts, under the general title Corrosion of Metals and Alloys — Corrosivity of Atmospheres:
— Part 1: Classification, Determination and Estimation;
— Part 2: Guiding Values for the Corrosivity Categories;
— Part 3: Measurement of Environmental Parameters Affecting Corrosivity of Atmospheres;
— Part 4: Determination of Corrosion Rate of Standard Specimens for the Evaluation of Corrosivity.
This is Part 1 of GB/T 19292.
This part was drafted in accordance with the rules given in the GB/T 1.1-2009.
This part replaces GB/T 19292.1-2003 Corrosion of Metals and Alloys — Corrosivity of Atmospheres — Classification. The following technical deviations have been made with respect to GB/T 19292.1-2003 (the previous edition):
— Category CX is added to C1, C2, C3, C4 and C5 based on the characteristics of specific marine and marine/industrial atmospheres;
— the functional relationship between first year corrosion rates of carbon steel, zinc, copper, and aluminum and the pollutant concentrations (sulfur dioxide deposition and chloride deposition), relative humidity and temperature is established. The corrosivity categories of atmospheric environment are defined by the first year corrosion rate calculated according to the environmental parameters..
This standard is identical with International Standard ISO 9223:2012 Corrosion of Metals and Alloys — Corrosivity of Atmospheres — Classification, Determination and Estimation.
The China documents referenced in this part, with corresponding relationship to the international documents, are given below:
GB/T 10123-2001 Corrosion of Metals and Alloys — Basic Terms and Definitions (eqv ISO 8044:1999);
GB/T 19292.2-2018 Corrosion of Metals and Alloys — Corrosivity of Atmospheres — Part 2: Guiding Values for the Corrosivity Categories (ISO 9224:2012, MOD);
GB/T 24513.1-2009 Corrosion of Metals and Alloys — Classification of Low Corrosivity of Indoor Atmospheres — Part 1: Determination and Estimation of Indoor Corrosivity (ISO 11844-1:2006, IDT);
GB/T 24513.2-2010 Corrosion of Metals and Alloys — Classification of Low Corrosivity of Indoor Atmospheres — Part 2: Determination of Corrosion Attack in Indoor Atmospheres (ISO 11844-2:2005, IDT);
GB/T 24513.3-2012 Corrosion of Metals and Alloys — Classification of Low Corrosivity of Indoor Atmospheres — Part 3: Measurement of Environmental Parameters Affecting Indoor Corrosivity (ISO 11844-3:2006, IDT).
For the purposes of this part, the following editorial changes have also been made:
— the standard name is modified;
This part was proposed by the China Iron and Steel Association.
This part is under the jurisdiction of the National Technical Committee 183 on Iron and Steel of Standardization Administration of China (SAC/TC 183).
The previous editions of this part are as follows:
— GB/T 19292.1-2003.
Introduction
Metals, alloys and metallic coatings can suffer atmospheric corrosion when their surfaces are wetted. The nature and rate of the attack depends upon the properties of surface-formed electrolytes, particularly with regard to the level and type of gaseous and particulate pollutants in the atmosphere and to the duration of their action on the metallic surface.
The character of the corrosion attack and the corrosion rate are consequences of the corrosion system, which comprises the metallic materials, the atmospheric environment, technical parameters and operation conditions.
The corrosivity category is a technical characteristic which provides a basis for the selection of materials and protective measures in atmospheric environments subject to the demands of the specific application, particularly with regard to service life.
Data on the corrosivity of the atmosphere are essential for the development and specification of optimized corrosion protection for manufactured products.
The corrosivity categories are defined by the first-year corrosion effects on standard specimens as specified in GB/T 19292.1. The corrosivity categories can be assessed in terms of the most significant atmospheric factors influencing the corrosion of metals and alloys.
The measurement of relevant environmental parameters is specified in GB/T 19292.3.
The ways of determining and estimating the corrosivity category of a given location according to this part and the relationships among them are presented in Figure 1. It is necessary to distinguish between corrosivity determination and corrosivity estimation. It is also necessary to distinguish between corrosivity estimation based on application of a dose-response function and that based on comparison with the description of typical atmospheric environments.
This part does not take into consideration the design and mode of operation of the product, which can influence its corrosion resistance, since these effects are highly specific and cannot be generalized. Steps in the choice of optimized corrosion protection measures in atmospheric environments are defined in GB/T 20852.
Figure 1 Classification of Atmospheric Corrosivity
Corrosion of Metals and Alloys — Corrosivity of Atmospheres — Part 1: Classification, Determination and Estimation
1 Scope
This part of GB/T 19292 establishes a classification system for the corrosivity of atmospheric environments.
This part defines corrosivity categories for the atmospheric environments by the first-year corrosion rate of standard specimens, gives dose-response functions for normative estimation of the corrosivity category based on the calculated first-year corrosion loss of standard metals, and makes possible an informative estimation of the corrosivity category based on knowledge of the local environmental situation.
This part specifies the key factors in the atmospheric corrosion of metals and alloys. These are the temperature-humidity complex, pollution by sulfur dioxide and airborne salinity.
Temperature is also considered an important factor for corrosion in areas outside the temperate macroclimatic zone. The temperature-humidity complex can be evaluated in terms of time of wetness. Corrosion effects of other pollutants (ozone, nitrogen oxides, particulates) can influence the corrosivity and the evaluated one-year corrosion loss, but these factors are not considered decisive in the assessment of corrosivity according to this part.
This part does not characterize the corrosivity of specific service atmospheres, e.g. atmospheres in chemical or metallurgical industries.
The classified corrosivity categories and introduced pollution levels can be directly used for technical and economical analyses of corrosion damage and for a rational choice of corrosion protection measures.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 8044 Corrosion of Metals and Alloys — Basic Terms and Definitions
ISO 9224 Corrosion of Metals and Alloys — Corrosivity of Atmospheres — Guiding Values for the Corrosivity Categories
ISO 11844-1 Corrosion of Metals and Alloys — Classification of Low Corrosivity of Indoor Atmospheres — Part 1: Determination and Estimation of Indoor Corrosivity
ISO 11844-2 Corrosion of Metals and Alloys — Classification of Low Corrosivity of Indoor Atmospheres — Part 2: Determination of Corrosion Attack in Indoor Atmospheres
ISO 11844-3 Corrosion of Metals and Alloys — Classification of Low Corrosivity of Indoor Atmospheres — Part 3: Measurement of Environmental Parameters Affecting Indoor Corrosivity
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044 and the following apply.
3.1
corrosivity of atmosphere
ability of the atmosphere to cause corrosion in a given corrosion system
3.2
category of corrosivity of atmosphere
standardized rating of corrosivity of atmosphere in relation to the one-year corrosion effect
3.3
type of atmosphere
characterization of the atmosphere on the basis of appropriate classification criteria other than corrosivity or of complementary operation factors, such as rural, urban, industrial, marine, chemical, etc.
3.4
temperature-humidity complex
combined effect of temperature and relative humidity on the corrosivity of the atmosphere
3.5
time of wetness
period when a metallic surface is covered by adsorptive and/or liquid films of electrolyte to be capable of causing atmospheric corrosion
3.6
pollution level
numbered rank based on quantitative measurements of specific chemically active substances, corrosive gases or suspended particles in the air (both natural and the result of human activity) that are different from the normal components of the air
3.7
category of location
conventionally defined typical exposure conditions of a component or structure; for example, exposure in the open air, under shelter, in a closed space, etc.
3.8
dose-response function
relationship derived from results of field tests for calculation of corrosion loss from average values of environmental parameters
4 Symbols and Abbreviated Terms
4.1 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
rcorr: Corrosion rate for the first year of atmospheric exposure.
T: Air temperature.
Pd: SO2 deposition rate.
Pc: SO2 concentration.
Sd: Cl- deposition rate.
τ: Time of wetness.
4.2 Abbreviation terms
For the purposes of this document, the following abbreviation terms apply.
C: Atmospheric corrosivity category.
RH: Relative humidity.
5 Category of Corrosivity of the Atmosphere
The corrosivity of the atmosphere is divided into six categories (see Table 1).
Table 1 Categories of Corrosivity of the Atmosphere
Category Corrosivity
C1 Very low
C2 Low
C3 Medium
C4 High
C5 Very high
CX Extreme
6 Classification of Corrosivity of the Atmosphere
The corrosivity of atmospheric environments shall be classified either by determination of the corrosivity in accordance with Clause 7 or, where this is not possible, by estimation of the corrosivity in accordance with Clause 8. Both methods of the corrosivity evaluation represent a generalized approach and are characterized by some uncertainties and limitations.
A corrosivity category determined from the first-year corrosion loss reflects the specific environmental situation of the year of exposure.
A corrosivity category estimated from the dose-response function reflects the statistical uncertainty of the given function.
A corrosivity category estimated using the informative procedure based on the comparison of the local environmental conditions with the description of typical atmospheric environments can lead to misinterpretations. This approach is to be used if experimental data are not available.
Annex A defines uncertainties related to the determination and normative estimation of atmospheric corrosivity categories.
Detailed classification of low corrosivity of indoor atmospheres covering the corrosivity categories C1 and C2 in terms of this part is specified in ISO 11844-1, ISO 11844-2 and ISO 11844-3.
Foreword II
Introduction IV
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Symbols and Abbreviated Terms
5 Category of Corrosivity of the Atmosphere
6 Classification of Corrosivity of the Atmosphere
7 Corrosivity Determination Based on Corrosion Rate Measurement of Standard Specimens
8 Corrosivity Estimation Based on Environmental Information
Annex A (Informative) Sources of Uncertainty Associated with the Determination and Estimation of Atmospheric Corrosivity
Appendix B (Informative) Characterization of the Atmosphere in Relation to Its Corrosivity
Annex C (Informative) Description of Typical Atmospheric Environments Related to the Estimation of Corrosivity Categories
Bibliography
ICS 77.060
H 25
中华人民共和国国家标准
GB/T 19292.1—2018/ISO 9223:2012
代替GB/T 19292.1—2003
金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性
第1部分:分类、测定和评估
Corrosion of metals and alloys—Corrosivity of atmospheres—
Part 1:Classification,determination and estimation
(ISO 9223:2012,Corrosion of metals and alloys—Corrosivity of atmospheres—
Classification,determination and estimation,IDT)
2018—05—14发布 2019—02—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
GB/T 19292《金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性》已经或计划发布以下部分:
——第1部分:分类、测定和评估;
——第2部分:腐蚀等级的指导值;
——第3部分:影响大气腐蚀性环境参数的测量;
——第4部分:用于评估腐蚀性的标准试样的腐蚀速率的测定。
本部分为GB/T 19292的第1部分。
本部分按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T 19292.1—2003《金屈和合金的腐蚀 大气腐蚀性 分类》。与GB/T 19292.1—2003相比主要技术变化如下:
——根据特定海洋和海洋/工业环境特点,在C1、C2、C3、C4、C5的基础上增加了一级CX;
——建立了碳钢、锌、铜和铝第一年的腐蚀速率与污染物浓度(二氧化硫沉积率和氯化物沉积率)、相对湿度和温度的函数关系。根据环境参数计算材料第一年的腐蚀速率,据此对大气环境进行腐蚀性分级。
本部分使用翻译法等同采用ISO 9223:2012《金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 分类、测定和评估》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:
GB/T 10123—2001金属和合金的腐蚀 基本术语和定义(eqv ISO 8044:1999);
GB/T 19292.2—2018 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 第2部分:腐蚀等级的指导值(ISO 9224:2012,MOD);
GB/T 24513.1—2009金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类 第1部分:室内大气腐蚀性的测定和评估(ISO 11844-1:2006,IDT);
GB/T 24513.2—2010金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类 第2部分:室内大气腐蚀性的测定(ISO 11844-2:2005,IDT);
GB/T 24513.3—2012金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类 第3部分:影响室内大气腐蚀性的环境参数测定(ISO 11844-3:2006,IDT)。
本部分做了下列编辑性修改:
——修改了标准名称。
本部分由中国钢铁工业协会提出。
本部分由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183)归口。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
——GB/T 19292.1—2003。
引 言
当金属、合金以及金属涂镀层的表面呈潮湿状态时会受到大气腐蚀。侵蚀的性质和速率取决于表面形成电解质的性质,尤其取决于大气中悬浮污染物的类型和含量,以及它们在金属表面作用的时间。
腐蚀形态和腐蚀速率是腐蚀体系(包括金属材料、大气环境、工艺参数和运行条件)综合作用的结果。
腐蚀等级是一个技术性特征,它为有特殊应用要求,尤其是与服役寿命有关的,在大气环境中使用材料及保护措施的选择.提供了依据。
大气腐蚀性数据对于产品的最佳腐蚀防护措施的发展和规范至关重要。
腐蚀性分类根据GB/T 19292.1规定的标准试样上第一年的腐蚀效果确定。腐蚀性分类也可根据影响金属和合金腐蚀的最重要的大气因素来评估。
GB/T 19292.3规定了相关环境参数的测量标准。
图1列出了根据本标准测定和评估给定地点的腐蚀性分类方法及其相互关系。它对区分腐蚀性测定和腐蚀性评估十分重要。它对区分基于运用剂量-响应函数进行的腐蚀性评估和基于对比典型大气环境进行的腐蚀性评估同样十分重要。
本部分不考虑产品的设计和操作模式对耐蚀性的影响.因为这些因素是极其特殊的,并且不能按常规对待。GB/T 20852规定了大气环境中最佳腐蚀防护措施的选择步骤。
大气腐蚀性分类、测定和评估(GB/T 19292.1)
根据测得的标准金属试样一年腐蚀失重进行腐蚀性测定
根据环境信息进行腐蚀性评估
根据计算标准金属的腐蚀失重进行规范性腐蚀性评估(GB/T 19292.1)
根据对比实际暴露情况和典型大气环境进行资料性腐蚀性评估(GB/T 19292.1)
腐蚀性等级Cl-CX(GB/T 19292.1)
标准试样的腐蚀失重测定(GB/T 19292.4)
影响大气腐蚀性的环境参数测量(GB/T 19292.3)
特定金属在每一类大气中的腐蚀指导值(GB/T 19292.2)
图1大气腐蚀性分类
金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性
第1部分:分类、测定和评估
1范围
GB/T 19292的本部分为大气环境的腐蚀性建立一个分类体系。
本部分根据标准试样第一年的腐蚀速率定义大气环境的腐蚀性分类;根据计算所得标准金属第一年的腐蚀失重给出用于腐蚀性等级规范性评估的剂量-响应函数;使基于当地环境状况认知进行腐蚀性等级资料性评估成为可能。
本部分规定了金属和合金大气腐蚀的关键因素,包括温度-湿度的综合作用、二氧化硫污染和空气中盐污染。
温度同样被认为是温带气候区腐蚀的一个重要因素。可根据潮湿时间评估温度-湿度的综合影响。其他污染物(包括臭氧、氮化物、颗粒物)的腐蚀作用会影响腐蚀性和估算的一年腐蚀失重,但这些因素在基于本部分的腐蚀性评估中不是决定性因素。
本部分不适用于特殊环境的大气腐蚀性,如化学或冶金工业大气。
腐蚀性等级和污染水平可以直接用于腐蚀破坏的技术和经济分析,以及腐蚀防护措施的合理选择。
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 8044金属和合金的腐蚀 基本术语和定义(Corrosion of metals and alloys—Basic terms and definitions)
ISO 9224金属和合金的腐蚀 大气的腐蚀性 腐蚀等级的指导值(Corrosion of metals and alloys—Corrosivity of atmospheres—Guiding values for the corrosivity categories)
ISO 11844—1金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类 第1部分:室内大气腐蚀性的测定和评估(Corrosion of metals and alloys—Classification of low corrosivity of indoor atmospheres—Part 1:Determination and estimation of indoor corrosivity)
ISO 11844—2金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类 第2部分:室内大气腐蚀性的测定(Corrosion of metals and alloys—Classification of low corrosivity of indoor atmospheres—Part 2:Determination of corrosion attack in indoor atmospheres)
ISO 11844—3金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类 第3部分:影响室内大气腐蚀性的环境参数测定(Corrosion of metals and alloys—Classification of low corrosivity of indoor atmospheres—Part 3:Measurement of environmental parameters affecting indoor corrosivity)
3术语和定义
ISO 8044界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
大气腐蚀性corrosivity of atmosphere
在给定腐蚀体系中大气引起腐蚀的能力。
3.2
大气腐蚀性分类category of corrosivity of atmosphere
与一年腐蚀效果有关的大气腐蚀性评定标准。
3.3
大气类型type of atmosphere
基于适当的分类标准,而不是腐蚀性或者附加操作因素的大气环境特征,如乡村大气、城市大气、工业大气、海洋大气、化工大气等。
3.4
温度-湿度的综合作用temperature-humidity complex
温度和相对湿度对大气腐蚀性的综合影响。
3.5
潮湿时间time of wetness
能引起大气腐蚀的吸附物和(或)电解质液膜覆盖金属表面的时间。
3.6
污染水平pollution level
根据特定化学活性物质,腐蚀性气体或不同于正常空气成分的悬浮物颗粒(自然的和人为的结果)定量测量的等级排序。
3.7
地点分类category of location
习惯性地定义零件或结构件的典型暴晒条件,如敞露于空气中,在遮蔽条件下或在封闭条件下等。
3.8
剂量-响应函数dose-response function
基于现场试验结果得到的计算腐蚀失重与环境参数平均直之间的关系。
4符号和缩略语
4.1符号
下列符号适用于本文件。
rcorr:大气暴晒第一年腐蚀速率。
T:空气温度。
Pd:二氧化硫沉积速率。
Pc:二氧化硫浓度。
Sd:氯离子沉积速率。
τ:潮湿时间。
4.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
C:大气腐蚀性等级。
RH:相对湿度。
5大气腐蚀性等级
大气腐蚀性等级分为六级,见表1。
表1大气腐蚀性分级
等级 腐蚀性
C1 很低
C2 低
C3 中等
C4 高
C5 很高
CX 极高
6大气腐蚀性分类
大气环境腐蚀性分类应按照第7章进行腐蚀性测定,不能测定时应按照第8章进行腐蚀性评估。两种腐蚀性评价方法都是常规方法,具有一定的不确定性和局限性。
通过第一年腐蚀失重确定的腐蚀性等级反映了暴晒当年具体的环境状况。
通过剂量-响应函数评估的腐蚀性等级反映了给定函数的统计不确定性。
基于对比当地环境条件和典型大气环境进行的资料性评估所得到的腐蚀性等级,可能导致偏差。当实验数据不可用时,使用这种方法。
附录A给出了与大气腐蚀性等级测定和规范性评估相关的不确定度。
ISO 11844-1、ISO 11844-2和ISO 11844-3中规定了低腐蚀性室内大气的详细分类,包括本部分中的腐蚀性等级C1和C2。
7 根据标准试样的腐蚀速率测量值进行腐蚀性分类
对应于每个腐蚀性等级的标准金属(碳钢、锌、铜、铝)第一年的腐蚀速率值见表2。一年期暴晒试验宜始于春季或秋季。在有明显季节性差异的气候环境中,建议在腐蚀性最强的时期开始试验。不能简单地利用第一年的腐蚀速率外推估计长期的腐蚀行为。具体的计算模型,指导性的腐蚀值以及长期腐蚀行为的其他信息见ISO 9224。
表2不同腐蚀性等级标准金属暴晒第一年的腐蚀速率rcorr
腐蚀性
等级 金属腐蚀速率rorr
单位 碳钢 锌 铜 铝
C1 g/(m2·a)
μm/a rorr≤10
rorr≤1.3 rorr≤0.7
rorr≤0.1 rorr≤0.9
rorr≤0.1 忽略
—
C2 g/(m2·a)
μm/a 1010
—
注1:分类标准是基于用于腐蚀性评估的标准试样腐蚀速率的测定方法(见ISO 9226)。
注2:以克每平方米年表达的腐蚀速率被换算为微米每年,并且进行四舍五入。
注3:标准金属材料表征见ISO 9226。
注4:铝经受不均匀腐蚀和局部腐蚀。表中所列腐蚀速率是按均匀腐蚀计算得到的。最大点蚀坑深度和点蚀坑数量是潜在破坏性的最好指示,这取决于最终的应用。鉴于钝化作用和逐渐降低的腐蚀速率,不均匀腐蚀和局部腐蚀不能在暴晒的第一年后就用于评估。
注5:腐蚀速率超过C5等级上限是极端情况。腐蚀性等级CX是指特定的海洋和海洋工业环境(见附录C)。
8基于环境信息的腐蚀性评估
8.1 腐蚀性评估的一般要求
如果不能根据标准试样暴晒来测定腐蚀性等级,则可根据环境数据计算所得腐蚀失重或根据环境条件及暴晒情况进行腐蚀性评估。
8.2基于计算所得第一年腐蚀失重的规范性腐蚀性评估
下列四种标准金属的剂量响应函数描述了户外暴晒第一年后腐蚀破坏随二氧化硫干沉积、氯化物干沉积、温度和相对湿度的变化情况。这些函数是基于全球范围内的现场暴晒腐蚀结果.并涵盖了本部分范围内的气候条件和污染状况。一些局限性和不确定性见附录A。
用于计算结构金属第一年腐蚀失重的剂量-响应函数:
碳钢选用式(1):
rcorr=1.77·Pd0.52·exp(0.020·RH+fSt)+0.102·Sd0.62·exp(0.033·RH+0.040·T) (1)
其中:
rcorr——金属的第一年腐蚀速率,单位为微米每年(μm/a);
T——年平均温度,单位为摄氏度(℃);
RH——年平均相对湿度,%;
Pd——年平均SO2沉积率,单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
Sd——年平均Cl-沉积率.单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
fSt——碳钢相关系数。
fSt=0.150·(T-10)当T≤10℃;否则,-0.054·(T-10)
N=128,R2=0.85
锌选用式(2):
rcorr=0.012 9·Pd0.44·exp(0.046·RH+fZn)+0.017 5·Sd0.57·exp(0.008·RH+0.085·T) (2)
其中:
rcorr——金属的第一年腐蚀速率,单位为微米每年(μm/a);
T——年平均温度,单位为摄氏度(℃);
RH——年平均相对湿度,%;
Pd——年平均SO2沉积率,单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
Sd——年平均Cl-沉积率,单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
fZn——锌相关系数。
fZn=0.038·(T—10)当T≤10℃;否则,-0.071·(T-10)
N=114,R2=0.78
铜选用式(3):
rcorr=0.005 3·Pd0.26·exp(0.059·RH+fCu)+0.010 25·Sd0.27·exp(0.036·RH+0.049·T) (3)
其中:
rcorr——金属的第一年腐蚀速率,单位为微米每年(μm/a);
T——年平均温度.单位为摄氏度(℃);
RH——年平均相对湿度,%;
Pd——年平均SO2沉积率,单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
Sd——年平均Cl-沉积率,单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
fCu——铜相关系数。
fCu=0.126·(T-10)当T≤10℃;否则,-0.080·(T-10)
N=121,R2=0.88
铝选用式(4):
rcorr=0.004 2·Pd0.73·exp(0.025·RH+fA1)+0.001 8·Sd0.60·exp(0.020·RH+0.094·T) (4)
其中:
rcorr——金属的第一年腐蚀速率,单位为微米每年(μm/a);
T——年平均温度,单位为摄氏度(℃);
RH——年平均相对湿度,%;
Pd——年平均SO2沉积率,单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
Sd——年平均Cl-沉积率.单位为毫克每平方厘米天[mg/(cm2·d)];
fA1——铝相关系数。
fA1=0.009·(T-10)当T≤10℃;否则,-0.043·(T-10)
N=113,R2=0.65
环境参数的详细信息见表3,表3同时给出了参数的测量区间。如果用0.8Pc代替剂量-响应函数中的Pd,那么正如表3注中说明的,Pc应该是年平均值。
表3用于推导剂量-响应函数的参数.包括符号、描述、区间和单位
符号 描述 区间 单位
T 温度 -17.1~28.7 ℃
RH 相对湿度 34~93 %
Pd SO2沉积率 0.7~150.4 mg/(cm2·d)
Sd Cl-沉积率 0.4~760.5 mg/(cm2·d)
根据沉淀法(Pd)和容量法(Pc)测定的二氧化硫(SO2)值列于本部分是等效的。两种测量方法之间的关系可近似表达为Pd=0.8Pc[Pd用mg/(cm2·d)作单位,Pc用μg/cm3作单位]。
注:所有参数表达为年平均值。
当外推方程超出环境参数区间范围(例如海岸环境)时,应注意。
8.3 基于暴晒条件描述的资料性腐蚀性评估
在温度-湿度综合作用(包括潮湿时间)和其他腐蚀性物质的影响下,大气环境腐蚀性增加。
附录B给出了典型大气的污染水平。
材料、零件或结构件的暴晒条件(地点等级)影响环境作用。
有关资料性腐蚀性评估的大气腐蚀性等级的典型环境定性描述参见附录C。
附录A
(资料性附录)
有关大气腐蚀性测定和评估的不确定度来源
A.1 一般要求
大气环境的腐蚀性应根据试样暴晒测定的腐蚀性等级或根据环境参数和剂量-响应方程评估的腐蚀性等级进行分类。这两种不同腐蚀性等级评估方法的使用意味着会出现测定法(低不确定度)和评估法(高不确定度)两种不同等级的不确定度。本附录用于确定这两种等级的不确定度。
本附录所列详细信息的依据是与评估法剂量-响应函数推导相关的一个独立的统计分析。
A.2误差分布
腐蚀速率呈现为对数正态分布,例如对数值正态分布。如果不确定度用对数值的标准偏差S表示,那么
Δln(rcorr)=±s (A.1)
其中:
rcorr——金属的第一年腐蚀速率,单位为微米每年(μm/a);
s——标准偏差。
这表明不确定度区间通常是不对称的.可以用rcorr·e±s表示。当s很小时.区间是大致对称的。可以用下列例子说明。当s=0.7,那么es=2、e-s=1/2,这对应于一个从-50%到100%的区间。相反,当s=0.01,那么es=1.01、e-s=0.99,这对应于一个从-1%到1%的区间。
A.3不确定度等级
表A.1给出了不确定度的评估等级。由表可知两种方法之间存在巨大差异,这推动着两种不同方法的发展。A.4给出了可能的误差来源,并解释了表A.1中给出的误差。
表A.1 基于测定法(试样暴晒)和评估法(剂量-响应函数)腐蚀性等级评估的不确定度
金属 不确定度
测定法 评估法
碳钢 ±2% -33%~+50%
锌 ±5% -33%~+50%
铜 ±2% -33%~+50%
铝 ±5% -50%~+100%
A.4不确定度来源
对于根据试样暴晒确定的腐蚀性等级,首先要澄清的是,表A.1给出的值表示的是由三个独立值计算所得的平均值而不是一个单独的腐蚀值。
表A.1给出的不确定度等级,包括测定法和评估法.是根据材料在不同试验地点、同一暴晒周期的暴晒结果。因此,这些值具有普适性,但腐蚀破坏随着每年自然环境气候的变化而变化,这些变化并没有包含在表A.1所给出的数值中。
对于根据剂量-响应函数评估的腐蚀性等级,总的不确定度包含两部分,即剂量-响应函数的不确定度和环境参数测量的不确定度。其中,剂量-响应函数的不确定度占主导地位。同时,表A.1给出的值是基于函数中所涵盖参数范围的平均不确定度。对于所有的回归函数.该不确定度在中间范围最低,对应于腐蚀性等级C3;在上限和下限范围较高,对应于腐蚀性等级C1和C5。腐蚀性等级CX的不确定度最高,且不能用这种方法计算。
附录B
(资料性附录)
有关大气腐蚀性的大气特征
对于资料性腐蚀性评估方法而言,参数选择简单且用户容易掌握是很必要的。在本部分中,金属和合金大气腐蚀的关键因素是温度-湿度的综合作用,以及二氧化硫和氯化物的污染水平。
对于无遮蔽位置,腐蚀影响是就干沉降和湿沉降而言的。湿沉降包括雨水的传输,而于沉降指的是其他过程的传输。
对于有遮蔽的位置,只发生干沉降。宜考虑污染物(包括颗粒物)的累积效应。ISO 11844—1、ISO 11844—2和ISO 11844—3中描述了低侵蚀性室内环境的大气腐蚀性具体问题。
表面潮湿由许多因素造成,如露水、雨水、融雪和高湿度。用温度大于0℃且相对湿度高于80%的时间来估算有关表面的潮湿时间τ。在极寒地区,温度超过0℃且相对湿度超过80%的潮湿时间被低估了(凝固点降低)。
计算潮湿时间的信息有助于资料性大气腐蚀性评估。
不同暴露条件下的潮湿时间见表B.1。
在特定的温度-湿度综合作用下,影响大气腐蚀最重要因素是由二氧化硫或空气中盐分所引起的污染。污染水平应根据ISO 9225中的规定进行测量。
其他类型的污染物(氧的氮化物NOx、HNO3及人口密集工业区中的工业粉尘)或者微环境中的具体作业和技术性污染物(Cl2、H2S、有机酸和融冰盐)也可能发挥作用。这些类型的污染物没有被用作分类标准。
根据本部分.其他类型的污染物应作为伴生污染物(如城市大气中氧的氮化物NOx)或具体作业中的污染物(如作业微环境中的酸雾)。不同大气环境中最重要污染物的浓度见表B.2。
在世界许多地区,二氧化硫浓度逐渐降低,而交通量的增加导致氮氧化物浓度逐渐升高,它们与臭氧和颗粒物共同创造了一个新的多污染环境。在世界其他地区,由于工业快速发展,污染物二氧化硫的腐蚀作用加剧并且仍然占据主导地位。
本部分中从腐蚀性分类角度考虑的大气污染物被分成两类:由二氧化硫和空气中盐分引起的污染。这两种类型污染物在乡村、城市、工业和海洋大气中都具有代表性。对于标准室外大气,二氧化硫引起的污染分类见表B.3。
各类型大气的盐分特征分类见表B.4。必须考虑没有被雨水冲刷掉的氯化物在表面积累的重要性,特别是在潮湿地点。
表B.1 不同暴露条件下的潮湿时间
潮湿时间/(h/a) 等级 举例
τ≤10 τ1 有空气调节的内部微气候
10<τ≤250 τ2 无空气调节的内部微气候,潮湿气候中内部无空气调节的空间除外
250<τ≤2 500 τ3 干冷气候或某些温带气候下的室外大气;温带气候下适当通风的工作间
2 500<τ≤5 500 τ4 所有气候的室外大气(除干冷气候外);潮湿环境中通风的工作间;温带气候下不通风的工作间
5 500<τ τ5 潮湿气候的某些区域;潮湿环境中不通风的工作间
注1:给定地点的潮湿时间取决于户外大气中温度和湿度的综合作用和地点等级,且按小时每年表达。
注2:由于吸湿性盐的存在,海洋性大气中被遮蔽且有氯化物沉积的表面实际上增加了潮湿时间。
注3:在没有空气调节的室内大气中,水蒸气导致潮湿时间增加。
表B.2不同类型环境中一些最重要污染物的户外浓度
污染物 浓度/沉积(年平均值) 来源
SO2 乡村:2μg/m3~15μg/m3
城市:5μg/m3~100μg/m3
工业:50μg/m3~400μg/m3 SO2的主要来源是煤和石油的使用以及工厂的排放物
NO2 乡村:2μg/m3~25μg/m3
城市:20μg/m3~150μg/m3 交通是NO2排放物的主要来源
HNO3 乡村:0.1μg/m3~0.7μg/m3
城市/工业:0.5μg/m3~4μg/m3 HNO2与NO3有关。高浓度二氧化氮、有机化合物和紫外线会增加HNO3浓度
O3 20μg/m3~90μg/m3 大气中阳光、氧气和污染物之间反应形成O3。其浓度在污染的乡村大气中较高,而在车流密集的城市地区中较低
H2S 正常情况下:1μg/m3~5μg/m3
工业和动物收养所:20μg/m3~250μg/m3 有些是自然界来源,如沼泽和火山活动。造纸工业和农业地区H2S浓度最高
Cl2 正常情况下:0.1μg/m3
某些工厂:多达20μg/m3 主要来源是造纸工业的排放物
Cl- 0.1μg/m3~200μg/m3
取决于地理位置-海洋大气:300μg/m3~1 500μg/m3 主要来源是海洋和道路除冰
NH3 正常情况下低浓度:
<20μg/m3
接近本源:多达3 000μg/m3 农业施肥及工业和粮食生产排放物中NH3平均浓度最高
颗粒物-PM10 乡村:10μg/m3~25μg/m3
城市/工业:30μg/m3~70μg/m3 乡村:大多数惰性成分
城市:车流密集地区,腐蚀性成分
工业:生产排放物中颗粒物浓度高
颗粒物(灰尘沉积) 乡村:450 mg/(m2·a)~1 500 mg/(m2·a)
城市/工业:l 000 mg/(m2·a)~6 000 mg/(m2·a) 乡村:大多数惰性成分
城市和工业:腐蚀活性成分(SO42-、NO3-、Cl-)
烟尘 乡村:<5 mg/(m2·a)
城市/工业:多达75 mg/(m2·a) 煤炭和木材燃烧是主要来源。汽车柴油尾气是另一个来源
注:本表介绍了污染物浓度或沉积的一般界限。对于特定区域,实际区间范围是不同的,这取决于工业化水平和污染减排措施的应用(法律约束,管末控制技术等)。
表B.3 以二氧化硫为代表的含硫化合物的污染分类
二氧化硫沉积率/[mg/(m2·d)] 二氧化硫浓度/(μg/m3) 等级
Pd≤1 Pc≤5 P0乡村大气
4250 μg/m3)包括间接和直接因素和/或氯化物有强烈作用的大气环境,如极端工业地区、海岸与近海地区及偶尔与盐雾接触的地区
注1:沿海地区氯化物沉积受风向、风速、当地地貌、海岸外避风岛、地点距海洋的距离等影响。
注2:氯化物的极端影响,如海水飞溅或重盐雾,是超出本部分范围的。
注3:特定服役大气环境的腐蚀性分类,如化学工业,是超出本部分范围的。
注4:有氯化物沉积和积累的海洋大气环境中,由于吸湿性盐的存在,被遮蔽的表面和没有雨水冲刷的表面具有更高的腐蚀性等级。
注5:腐蚀性等级C1和C2的室内环境类型的详细描述见ISO 11844—1。对室内腐蚀性等级IC1到IC5进行了定义和分类。
a预期为CX等级的大气环境,建议根据一年腐蚀失重来确定大气腐蚀性分类。
b二氧化硫浓度的测定至少要经过一年,并且表达为年平均值。
参考文献
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