GB T 17214.4-2005 工业过程测量和控制装置的工作条件 第4部分;腐蚀和侵蚀影响.pdf

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1、ICS 25. 040. 40 N 10 GB 中华人民共和国国家标准GB/T 17214.4-2005/IEC 60654-4: 1987 工业过程测量和控制装置的工作条件第4部分:腐蚀和侵蚀影晌Operating conditions for industrial-process measurement and control equipment-Par 4: Corro咀iveand erosive influence CIEC 60654-4 :1 987 , IDT) 2005-09-09发布2006-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局也士中国国家标准化管理委员会4

2、叩GB/T 17214. 4-2005/IEC 60654-4: 1987 目次前言.T.T.1 1 范围.2 目的3 总则. 4 非固体物质. 2 4.1 定义.2 5 气体和蒸气.2 5.1 污染物影响.2 5.2 元机氯化物(表l中以CI，表示).2 5.3 污染物严酷度等级说明.36 气溶胶.4 7 液体.4 8 固体物质.4 8.1 工业过程的种类以及仪表在该过程中的位置，叶.山H48.2 环境中可能影响仪袤的固体物质的种类.48.3 化合.48.4 发生的频率.5 85 粒径.5且6浓度(mg/kg干空气或g/kg干空气. 5 8.7 速度(m/8.8 热导率.5 8.9 电导率.

3、5 8.10 磁导率-. . 6 8.11 调查表使用方法实例69 动植物.附录A(资料性附录)工业污染物.川川7附录B(资料性附录反应性环境等级划分方法.8 GB/T 17214. 4-2005/IEC 60654-4: 1987 前言GB/T 17214(工业过程测量和控制装置的工作条件分为以下几部分:一一第1部分2气候条件:第2部分.动力;第3部分z机械影响;第4部分s腐蚀和侵蚀影响。本部分为GB/T17214的第4部分。本部分等同采用IEC60654-4: 1987(工业过程测量和控制装置的工作条件第4部分:腐蚀和侵蚀影响)(英文版)。本部分等同翻译IEC60654-4:1987。为丁

4、便于使用，本部分做了下列编辑性修改和对出错之处的更正:本标准词改为GB/T17214飞一删除了IEC60654-4: 1987的前言和引言:-一将磁化系数的表达式/C=(/。)-1改正为/C=(/。)-1;本部分是在JB/T9237. 1-1999基础上首次制定。本部分的附录A和附录B均为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第一分技术委员会归口。本部分由上海工业自动化仪表研究所负责起草。本部分主要起草人，主捷、陈诗恩、李明华。本部分所代替标准的历次版本发布情况为一一-ZBN10007-1988,JBjT 9237. 1-1999, 1 范围

5、GB/T 17214. 4-2005/IEC 60654-4: 1987 工业过程测量和控制装置的工作条件第4部分z腐蚀和僵蚀影晌GB/T 17214的本部分所考虑的是陆上和海上工业过程测量和控制系统或系统的部件在使用期间，在已安装好但尚未使用期间以及在储存和运输过程中所处的腐蚀性和侵蚀性正业环境。维护和修理条件则不在本部分考虑范围内。本部分所考虑的环境影响仅限于可能直接影响过程测量和控制系统或系统的部件的那些影响。至于特殊环境条件对人员的影响则不属本部分考虑范围。装置在工作、运输和储存时所处的现场环境应该以本部分列出的物理或化学参数的相应值及环境的定性描述加以确定。本部分仅考虑这些条件本身，

6、至于这些条件导致的对仪表的影响则不包括在本部分中.本部分列出的不少环境条件难以分类，因而对环境的特性作了定性描述。2 目的GB/T 17214的本部分的目的是向工业过程测量和控制系统以及系统部件的使用者和供应者提供一个设备在指定场所工作、储存、装卸与运输期间可能遭受的腐蚀和侵蚀性环境条件的统一列表和分级。运输条件指装暨经过适当防损坏包装的条件。本部分列出的环境条件旨在作为综合规范的基础。本部分的目的之一是为减少由于忽视考虑特殊工作条件对系统和系统部件性能的影响所造成的问题。本部分的另一目的是为制定工业过程测量和控制装置评定规范时选用特定限值提供帮助。3 总则工业过程测量和控制装置被广泛应用于世

7、界各地，因此而受到热带、温带和寒带气候动植物区域以及沙漠、丛林、山区和海洋等特有环境条件的影响。必须认识到，除了这些基本环境影响以外，大量采用过程控制装置和控制系统的工业化地区普遍存在一般程度的污染，被控制的士业过程会将各种污染物带进现场环境，造成使用过程控制装置的局部区域确实存在着污染程度比较高的现象。这种较高的污染程度可能会永远存在，也可能只是暂时现象。在多数情况下，对测量和控制装置的影响是同污染物的浓度、温度和暴露周期成正比，并往往因湿度的增加而加重。但是，要想通过确定单位时间内污染物的浓度来说明-种环境是相当困难的。因此对化学活性物质进行定量分析时采用了平均值原理作为依据。但应认识到，

8、短时间的高浓度(峰值)腐蚀性污染物可造成异常严重的危害。因此在等级划分中纳入了下文确定的峰值。附录A列出了与各种过程工厂有关的工业污染物。这是一个指南，着重反映了由各种工业过程携人的特定市染物。系统和系统的部件可能接触的大气污染物有气体、蒸气、液体和固体。这些污染物的影响可以是各不相同的，例如化学活性污染物产生腐蚀影响，砂尘阻塞产生侵蚀影响。不同种类的污染物还会混合出现，例如高湿同氯气结合，从而形成更为严酷的环境条件。因此，应对环境温度和相对湿度作出规定。由于所有各种污染物有无数种组合形式，从而可产生众多的影响和不同的严酷程度，以至于几乎不GB/T 17214. 4-2005/IEC 6065

9、4-4: 1987 可能对所有各种环境划分等级。众所周知，各种气体、蒸气和液体污染物主要产生腐蚀影响，而固体污染物则可能产生有害的侵蚀、腐蚀、热或电磁影响。因此，第4.5.6和7章对非国体化学活怪物质的腐蚀影响作了分类。第8和自章例举了对仪表装置的其他环境影响，列出了各种固体活性物质，并且简要论述了动植物区域的影响。4 非固体物质非固体物质只是化学活性物质，因此可根据其浓度的平均值和峰值划分等级。4.1 定义以下为理解本部分所需的定义。半小时平均值由下式确定. z FillllEl l-川灿川式中:X是被测或预计的活染物浓度，峰值是被测或预计的二年中最大的半小时平均值。平均值是统计足够数量的被

10、测或预计半小时平均值的算术平均值。注2在法定情况下也可使用一小时平均值a5 气体和蒸气从表l可以看出，正确划分一种环境的等级应同时考虑平均浓度和峰值。峰值是在半小时基础上计算出的。化学活性污染物悦目二氧化硫或氟化氢)的反应速率在半小时内的变化可能是相当大的。因此，各种污染物的峰值与平均值的关系各不相同。如果平均值和峰值不属于同一级别，应以最高等级来确定按种类划分的环境等级。附录B列出了另一种以铜的反应速率为依据的分级方法。5.1 污染物影响每一种场所的腐蚀性气态污染物的组合形式是各不相同的。仪表装置性能下降的速度取决于现场污染物的特定浓度等级和组合形式，有的很快发生性能下降，有的则要经过多年后

11、才发生。以下各条论述了各种活染物造成仪表装置性能下降的机理。5.2 无机氯化物(襄1中以C.，表示)无机氯化物包括强氧化剂(氯气、二氧化氮和氯化氢之类的化合物，因此反应性取决于特定的气体成分。在潮湿条件下.这些气体会产生氯离子迅速与铜、锡、银和铁合金起化学反应，即使这些气体的浓度很低，其反应也很强烈。在干燥的大气条件下反应会减弱。氯化物气体浓度较高时会导致多数合成橡胶和某些塑料被氧化。因此，应特别留意暴露于含有氯化污染物大气中的仪表，在划分等级时，宜将诸如洗涤剂和冷却塔水蒸气等氯离子掠考虑在内。5.2.1 活性硫(亵1中以H，S亵示)活性硫包括硫化氢、元素硫和硫醇一类的有机硫化物。浓度较低时能

12、迅速腐蚀铜、银和铁合盒。在潮湿条件下，少量无机氯化物会极大加速硫化腐蚀。即使在相对湿度较低的环境中仍然会产生腐蚀。活性硫同无机氯化物并列为过程工业大气腐蚀的最主要因素.5.2.2 氧化确(亵1申以50，襄示)氧化硫(SO，.SO，)是各种含硫矿物燃料燃烧的产物。少量的氧化硫能钝化活性金属，从而延缓腐蚀。但含量较高时会腐蚀某些金属、合成橡胶和塑料。通常，当这些气体溶于水中形成亚硫酸和硫酸时才会对金属产生腐蚀。5.2.3 氧化氯(襄1中以NO再表示)氮氧化物(NO、NO，、N20，)是各种矿物燃料燃烧约产物，在大气臭氧的形成过程中起着关键作用。GB!T 17214. 4-2005/IEC 6065

13、4-4,1987 在氯化物和硫化物对贱金属的腐蚀中氧化氮具有催化作用。在潮湿空气中这些气体形成硝酸，从而腐蚀大多数普通金属。5.2.4 氟化氢(表1申以HF表示)氟化氢是一种卤族化合物，其化学性质类似于无机氯化物。5.2.5 氨及其衍生物(表1申以NH，表示)氨及其衍生物是氮的还原物(氨、胶、锁离子)，主要产生于农业应用、化肥厂和化土厂。铜和铜合金在氨环境中特别容易被腐蚀。5.2.6 光化提(襄1中以0，表示)大气中含有多种多样的不稳定活性物质。它们是由阳光同水分及其他大气成分反应形成的。有些物质在快速链式反应中的寿命只有零点几秒，除臭氧外，其中还包括起基、短基、氧化经类、氧化氮、氧化硫和水。

14、由于这类物质绝大多数都具有瞬变的性质，它们主要对户外仪表及外壳产生影响。通常塑料和合成橡胶比金属更容易受光化影响。注2建筑物空调革统的静电过滤器能产生臭氧。5.3 污染物严酷度等级说明在采用过程测量和控制装置的工厂企业中，污染物的浓度和反应性程度的差别很大。有些环境的腐蚀性很大，而另外一些环境则很轻微。53.1 1级z工业清洁空气受到严格控制的环境，在确定装置的可靠性时不必考虑腐蚀因素(实例参见表1)。5.3.2 2级z中等污挠可以测到腐蚀影响的环境，在确定装置的可靠性时可能需要考虑腐蚀因素(实例参见表1)。5.3.3 3级z严重污接发生腐蚀的可能性很大的环境，因其严重程度而需要作进一步评估，

15、以便对环境加以控制或者对装置进行特殊设计和包装(实例参见表1)。襄1化学活性污染物的等级单位为cm3/m3(旧单位PPM)1级2级3级4级空气中的化学活性污染物工业精情空气中等污染严重污染特殊情况平均值峰值平均值峰值平均值峰值平均值峰值硫化氧(H，S)50%500 与第4至第7章(非固体物质)不同，涉及固体物质的环镜元法有效划分等级，因此只能对一种环境或区域进行描述，确定环境对工业过程测量和控制装置的重要影响因素需要作大量说明，为了便于说明，这里拟定了几个有待回答的问题。8.18.10就是这些有待在适当场合回答的问题。8.1 工业过程的种类以及仪景在该过程中的位置8.2 环境申可能影响仪表的固

16、体物质的种类例如z沙p8.3 化合铁矿砂$一一水泥灰;一一碳尘:一一纺织纤维;一一粉末;石棉。某些固体物质，例如氢氧化饷或氢氧化何等吸湿固体，与湿气化合时会成为化学侵蚀物。因此在描述环境条件时必须说明固体物质与其他物质的常见化合。固体物质是否与某些物质化合?例如:一一空气p水(湿气):油:其他(待定)08.4 发生的频率应指明发生的频率。例如z一一连续;一一偶然;一一罕见:尹十待定。8.5 粒径规定了4种平均粒径z一一一0.3 mmo 8.6 浓度(曲g/kg干空气或g/kg干空气)仅适用于空气中的悬浮固体粉粒。例如町1 g/kg干空气。8.7 速度(m/s)GB/T 17214. 4-200

17、5/IEC 60654-4 ,1987 粉粒速度较低时会使固体物质吹进通常它们不会沉积的缝隙和部位，从而引起阻塞和堵塞。粉粒速度较高时能导致严重的侵蚀，例如过程工厂荒地附近的风沙。例如，-:10 m/s(待定).某些固体物质的绝热性能会导致被其隔离的冷却系统严重过热。例如，纺织纤维能严重影响大功率电子设备散热片的散热效果。固体物质是否为不良绝热体，O.I，良绝热体，10。其中，为电导率.S/田。GB/T 17214. 4-2005/IEC 60654-4: 1987 8.10 磁导事导磁物质能积聚在磁场内。例如，磁性物质积聚在永久磁铁气隙内会严重影响受力线圈和检流计的转动甚至完全受阻。同样，磁

18、性物质积聚在转子和定子之间会严重损坏电动机。固体物质是否为:非导磁物质:，150 黑色或蓝黑色铜试样(公称尺寸15cm)宜选用纯度为99.99的无氧高导电性(OFHC)0.025铜片制备，7i硬%硬。制备步骤如下za) 用240X金相砂纸加润滑蜡研磨;b) 用400X金相砂纸加润滑蜡研磨gc) 用600X金相砂纸加润滑蜡研磨pd) 用棉花蘸热的试剂级丙酣擦洗;e) 浸入热的试剂级异丙醇中;。贮入经干氯气净化的玻璃容器中。c)至e)步骤宜尽可能在临近放置试样时进行。B. 2. 2试样的a露将五个铜试样垂直安放在受监视场所中最具典型空气流速的区域内。铜试样表团应不受指印等污染。铜试样暴露一个月后表

19、面产生腐蚀膜，根据腐蚀膜的厚度便可确定腐蚀情况。在轻微污染场所，腐蚀膜的形成相当慢，在严重污染场所，腐蚀膜的形成则相当快。为便于在这些极端条件下测量腐蚀膜的厚度，在轻微腐蚀场所的试验时间可延长到三个月，严重污染场所的试验时间可缩短到二个星期。由于铜的腐蚀是非线性的，因此在改变试验时间时应特别谨慎。经验表明，利用下列关系式可将延长或缩短试验时间后测量的厚度值换算成一个月正常试验时间的值。GB/T 17214. 4-2005/IEC 60654-4.1987 Xl = x(干)式中zx , 相当于一个月后的腐蚀膜厚度g工实际试验时间后测得的腐蚀膜厚度;t，-30天;t一一实际试验时间，天;A一一1

20、级等于0.3.2级等于0.5，3级等于l。B. 2. 3 样晶分析腐蚀膜的厚度宜采用W.E. Campbel1和D.B. Thomas所著的贝尔电话系统专著13，1170(939)中所述的方法，透过阴级还原法来确定a以下是这一方法的简要说明。将被腐蚀膜覆盖的试样放入一种合适的电解液中，在试样(阴极与铅阳极之间接通一恒定的电流，观察还原期间样品和基准电极之间的电势.试验采用含水电解液(0.1NKCl)和钝铠阳极。这种技术要求在腐蚀膜还原前消除溶液中的氧。应注意，这种技术通常用于银、铜、贵金属合金、惕和其他金属上常见的可还原腐蚀膜.但这种方法不能还原镰、钵和铝上的腐蚀膜。腐蚀膜厚度的计算采用法拉弟

21、定律。还原腐蚀膜所需的时间/库仑可以确定腐蚀膜的总量。根据下列假设，可将此值转换成相应的腐蚀膜厚度:a) 腐蚀膜均匀;b) 腐蚀膜的平均特性(分子量、密度)类似于大块材料的公布值.在这些条件下，适用下列关系式2式中$7一一腐蚀膜的厚度.10-7阳刚岛，一电流.mA，t 选定化合物的还原时间，s;M 分子量;A 表面积，cm勺F一密度，g/cm; T= (崭)x10 itC, A n 腐蚀膜每克原子的等量值，例如:AgzS，n=2;f一一法拉第常数，9.648X 10 C/mol , C，-常数。常数C，的典型值有，AgCI(27.3) , Ag，006.们.Ag，S07.的，Cu，002.3)

22、. CuO(6. 43). Cu, S 04.3) .SnO, (5.62)。还原槽宜为一个可以密封的玻璃容器，能置入下列物品za) 4个问隔900排列的铅丝阳极sb) 一个用银丝吊挂试样(阴极)的中心孔zc) 一个基准电极(Ag/AgCIl.GB/T 17214. 4-2005/IEC 60654-4 ,1987 dl 一个用于向还原槽注入新电解液和纯N，的注入孔。还原槽应槽封，以排除电解液(0.1NKCl)中的空气，操作时应处于氮气流的微置压下。制备电解液时首先将溶液放入烧瓶(容量为1L2 L)里煮沸30min,-._, 4S min，使溶液中的氮气起泡。使用前将电解液冷却到重温，并始终置于氮气流下。采用这种方法时，若不能消除溶液中的氧气，氧的阴极还原会导致分析误差。如上所述，阳极仅是4根并联的钳丝，其端部在溶液中距试样10rnrno 基准电极同样是一根外面包裹着氯化银的银丝。将银丝放人2mA/cm的0.1NHCl中阳极氧化60 min就可形成这层氯化银。以这种方法制成的电极寿命相当长，经数百次还原后其性能仍很稳定。10