GB T 19292.3-2003 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 污染物的测量.pdf

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1、G/T 19292. 3-2003/150 9225: 1992 前言本标准等同采用国际标准ISO9225: 1992金属和合金的腐蚀大气腐蚀性污染物的测量)(英文版)。本标准还作了下列编辑性修改a) 删除国际标准的前言。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由冶金工业信息标准研究院归口。本标准起草单位z钢铁研究总院、青岛海洋腐蚀研究所、冶金工业信息标准研究院。本标准起草人王菇、柳泽燕、朱相荣、胡小萍。GB/T 19292. 3-2003/ISO 9225: 1992 引言金属和合金的大气腐蚀由下列因素控制z温度、湿度与污染物的综合作用。确定大气腐蚀性的一个基本要求是环境中污染物的沉降率和浓度的

2、标准化测量。大气中的二氧化硫浓度应根据其专用标准来测量。本标准提供二氧化硫和空气中盐的沉降率的测量方法。包含在本标准中的这些方法因其易于应用和结果对比性强而被接受。应当强调的是在GB/T 19292. 1-2003(金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类中给出的二氧化硫的分类和空气中氯离子水平是基于本标准中所描述的测量方法。GB/T 19292. 3-2003/1S0 9225: 1992 金属和合金的腐蚀大气腐蚀性污染物的测量警告一本标准中的一些步骤涉及到潜在危险化学物质的使用。因此，强调应采取所有适当的安全措施。1 范围本标准规定了三种用于测量二氧化硫(硫化物)和空气中盐分沉降率的方法。它不包含浓

3、度的测量，二氧化硫和空气中其他污染物浓度的测量应根据标准方法，如:lSO4221: 1980(空气质量大气环境中二氧化硫质量浓度的确定牡试剂分光光度法儿包含在本标准中的测量方法应用于试验现场的腐蚀性的表征，用这些方法得到的污染物数据通常用于腐蚀性分类的确定。2 周二氧化铅确定二氧化砸在硫酸盐收集盘上的沉积率2.1 原理大气中的二氧化硫和二氧化铅反应形成硫酸铅。硫酸盐片被覆盖后进行硫酸盐分析以测定吸收二氧化硫的程度。二氧化硫的沉积率以mg/(m d)J来表示。在此方法中所用的二氧化铅也可以将其他含硫化合物如硫化氢和硫醇转化成硫酸盐。硫酸盐收集盘的反面从酸性沉降物或硫酸悬浮物中硫吸收量很小。2.2

4、 采样装置2.2.1 硫酸盐收集盘用于暴晒的硫酸盐收集盘可以购买也可以制备。推荐下列方法用于制备硫酸盐收集盘。将滤纸片固定在聚苯乙烯盘上。圆片直径50mm或60mm，固定时将滤纸粗糙面朝上，放在盘的底部。放在盘中的滤纸应没有皱折。仔细地向盘中喷淋丙酬，使滤纸刚好饱和。用玻璃棒压紧滤纸以使它与盘完全粘在一起，允许丙嗣挥发。将一组经固定的盘(80个50mm的或55个60mm的)放在一支架上并且用去离子水或蒸馆水冲洗。再用水充满盘，停留1h.倒掉盘中的水重新加入1/41/2的蒸馆水或去离子水。将3.5g黄蕾胶和900mL蒸馆水或去离子水放入高速搅拌机中，以低速混合2h。将搅拌机中的混合物倒入1L的量

5、杯中，再将350mL混合物倒回搅拌机中，把3.5g滤纸捣成浆，加入到U350 mL胶液中，将搅拌机调成中速直到混合物呈平滑和均匀状。将400mL制备好的胶浓倒入搅拌机，以中速搅拌1ffiln。将搅拌机设置在高速，加入112g二氧化铅，搅拌2min后，将搅拌机转为低速。用移液管小心地将10mL混合液注入每个50mm盘中或15mL注人60mm盘中，保证混合液均匀扩散到每个盘的边缘。将盘连同架放入炉中在40C50C温度烘20h. 从炉中取出硫酸盐收集盘，待冷却后用紧密配合的盖子密封保存直到开始暴晒。编号后在120d内暴晒，每一组至少保留三个盘作为参照。2.2.2 暴瞄支架用二角托架把硫酸盐收集盘安全

6、固定在反向的位置，使二氧化铅混合物面可以朝下。硫酸盐收集盘应水平放置，防止阻碍自然风或空气流动。三角架托由耐大气腐蚀的材料制成。包括夹具或其他装GB/T 19292. 3-2003/ISO 9225: 1992 置以在强风中固定硫酸盐收集盘。典型的托架如图l所示。2.3 试样在监测暴晒现场，每个暴晒周期最少用三个硫酸盐收集盘。若可能，这些硫酸盐收集盘应被放置在腐蚀试验试样暴晒的最高位置和最低位置。推荐暴晒30d士2d，在暴晒阶段的最后，硫酸盐收集盘应从托架上拆下，并密封以防不必要的硫化。硫酸盐收集盘的分析应在暴晒结束后的60d内完成。当暴晒结束后，应记录硫酸盐收集盘的编号，暴晒地点和暴晒的起止

7、日期。2.4 硫酸盐分析硫酸盐收集盘中的硫含量的确定用已建立的定量分析技术。下面介绍一种浑浊度方法。2.4.1 原理取出盘中所盛的物品并溶解，如用碳酸纳溶液，然后用顿离子沉淀硫酸盐并测量浑浊度。140 E夸号二一-回1葡酸盐盘支架2.4.2试Jl!J除非另外注明，分析只能用标志为分析纯的试剂，并且只能用蒸馆水和相同纯度的水。2.4.2.1碳酸纳溶液大约50g/L。将50g土0.5g无水碳酸锅溶入1L水中。2.4.2.2 盐酸溶液c(HCl) =0.7 mol/Lo 用水稀释60mL浓盐酸(p=l.19 g/mLl至1Lo 2.4.2.3 氯化领溶液5 g/L。将5g含2个结晶水的氯化领(BaC

8、l， 2H，0l溶入1L水中。2.4.2.4 硫酸销溶液每升500mg硫酸根离子的标准溶液。单位为毫米称重0.740g(精确到0.1mgl无水硫酸锄，放入1000mL单-刻度的容量瓶中，用水稀释至刻度并混合均匀。GB/T 19292.3-2003/1809225.1992 1 mL该标准溶液中含500吨硫酸根离子。2.4.3 硫戳盐收集盘的分析从盘中定量取出二氧化铅并且尽可能以纤维状取出，转人50mL单一刻度的容量瓶中加入20mL 碳酸锅溶液(2.4.2.1)振荡。间歇性搅拌保持3h.放入100(;水浴中保持30min。冷却后用水稀释至J度线。用定量级滤纸过滤15mL放入干净、于燥的试管中，不

9、要冲洗。用移液管取10mL滤后的样液放入150mm长，直径25mm的试管中，加10.0mL水和5mL盐酸(2.4.2.2)溶液。旋转混合后用试纸检查pH值，pH值应为2.54. 0。否则，重复以上步骤。用移液管取5mL等份的样液放入两个直径25mm的试管中，再分别加15mL水。加入1mL氯化锁榕液(2.4.2.3)用力摇匀，在测量浑浊度前静止5mino 在500mm条件下测量样液的浑浊度用与无顿的溶液做对比。将所读的吸收率(浑浊度用在2.4.4中规定的校准曲线转换为硫酸盐的质量(g)。将没有经暴晒的硫酸盐盘空白试祥与经暴晒的同时进行分析。2.4.4 校准曲线的绘制用容量瓶稀释10mL硫酸纳(2

10、.4.2.4)标准溶液jjJJ100 mL. 分别用移液管移取下列体积的经稀释的硫酸锁溶液到试管中.1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、10 mL和15mL。用水稀释每个体积到20mL，然后按照2.4.3中的步骤操作。在线性坐标纸上描出以上各个溶液的吸收率读数和相应各自所含硫酸盐的质量，如，50问、100阅、150月、200鸣、250陆、500月和750吨。2.5 结果的表达硫酸盐沉积率根据硫酸盐收集盘中所吸收的二氧化硫按式(1)计算。从硫酸盐片分析程序中得到的硫酸盐质量通过减去空白试样的值被转化为净硫酸盐质量。二氧化硫的沉积率按式(1)计算gR,., = (m,.- mo) .X.:.

11、67 二回，-A t X 1 000 式中zR(S02)一二氧化硫沉积率，单位为毫克每平方米天mg/(m2 d)J, 刑。一一空白试样中得到的硫酸盐质量，单位为毫克(mg);m，一一硫酸盐片中所含硫酸盐的质量，单位为毫克(mg)，A一一硫酸盐片的面积，单位为平方米(m2);f一一暴随时间，单位为天(d)。3 在磁性表面上确定二氧化硫沉积率3.1 原理.( 1) 硫的氧化物。x)和其他酸性硫化物被碳酸纳或碳酸伺饱和的多孔滤纸片的碱性表面收集。确定被转化为硫酸盐的硫化物的量。二氧化硫的沉积率用mg/(m2 d)J表示。3.2 试样装置3.2.1 硫酸盐片硫酸盐片用下列方法制备。用70g/L碳酸销或

12、碳酸饵溶液浸泡150mmXI00 mmX3 mm的滤纸片(也允许用层析滤纸片或其他类似性质的材料)。从溶液中取出滤纸片，排空水，分别在温度105(;土2C或90C土2(;干燥1h或8h.干燥后，将片密封在塑料容器中(聚乙烯或聚丙烯)。从处理过的片中取出5片，测定硫酸盐含量作为空白试样。G8/T 19292. 3-2003/1S0 9225 ,1 992 3.2.2 暴晒支架试样垂直放在支架上觅图2)以便试样的表面平行子主风方向。试样的底部距地离1.8m2.0 mo支架上的顶棚既能防止雨水冲刷，又能使空气在片之间自由流动。3.3 试样在试验现场用接头在支架上安装三个试样片。试样片暴晒时间是30d

13、土2d，除非试验或污染水平的性质有必要进行不同的试验时间(60d或90d)。暴晒后，在不破坏表面的情况下拆下试样片并封装在塑料容器中。在塑料容器上，标记试验地名称、暴晒日期和拆装日期。3.4 filIf酸盐分析硫酸盐分析在暴晒结束后的60d内完成。下面将介绍试样片中硫酸盐的体积测定。只要有满意的精度，任何其他的分析程序都可以采用，如重量分析或光谱分析。3.4.1 原理用牡做指示剂，高氯酸领水/乙醇做滴定剂进行滴定。最后一滴以黄色向粉红色转变来指示，pH值在23之间。硫酸盐片3.4.2 试剂且由一圈2碱性硫酸盐片暴晒架15 50 (L50X50X5) 召在除非另有注明，分析过程中，只能用分析纯级

14、试剂和蒸馆水或相同纯度的水。3.4.2.1 过氧化氢150 g/L挥手液。3.4.2.2 乙醇95%(体积分数GB/T 19292. 3-2003/1SO 9225,1992 3.4.2.3 高氯酸1，5稀释，3.4.2.4硫酸标准参比溶液c(H2SO.)=0.005 mol!L. 3.4.2.5高氯酸锁标准容量分析溶液c=O.005 mol!L。溶解2.0g三水高氯酸领于200mL水中，加入高氯酸(3.4.2.3)调整溶液的pH值为2-3。用乙醇(3.4.2.2)稀释溶液至1000 mL.确切的浓度用在3.4.3.2中提到的10mL硫酸(3.4.2.4)标准参比溶液来滴定确定。3.4.2.6

15、 牡显示剂2 g/L溶液。溶解0.2g仕指示剂于100mL水中。3.4.3 硫酸盐片分析3.4.3.1 试样浓液的准备从塑料容器中取出试样片然后转入800mL烧杯中。浸湿后用玻璃棒分成小片，用水调整悬浮液的体积到400mL。加入1mL过氧化氢溶液(3.4.2. 1)并完全搅拌悬浮液。短时煮沸混合液，然后静置一夜。通过定量粗滤纸真空过滤悬浮液，并且用水冲洗两遍滤纸上的残渣。在容量瓶中调整滤液的体积到500mL(试样溶液)。3.4.3.2 分析用移液管移取10mL试样溶液到滴定容量瓶中，如果试样溶液中的硫酸盐含量很高，应移取较少体积然后用水补充到10mL。如果试样洛液中的硫酸盐含量低，那么应加人5

16、mL标准硫酸参比液。用高氨酸调整pH值jJJ2-3.加40mL乙醇(3.4.2.2)和3滴牡显示J!J溶液。用高氯酸顿的标准溶液滴定到黄转粉红为止。3.5 结果的表达结果以二氧化硫沉积率的方式表达.按式(2)计算.R , = _;!: SI)2) - x-:-t 式中zR，由7)二氧化硫沉积率，单位为毫克每平方米天mg!(m d)J , m-一试样片上二氧化硫的总质量，单位为毫克(mg);A-试样片暴晒部分的面积，单位为平方米(m)，t一暴晒时间，单位为天(d)。用高氯酸顿标准滴定溶液滴定硫酸盐，结果按式(3)计算z式中Rc， , = sV1 - VO)Cl X 64. 06VT (出Ll=

17、302 ) - VA A t R而，-一二氧化硫的沉积率，单位为毫克每平方米天mg/(m d)J , Vo 用于空白样漓定的高氯酸领标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mU;V1一-用于等量试样滴定的高氯酸织的滴定用溶液体积，单位为毫升(mLl;V A 经移取的等量试样溶液体秧，单位为毫升(mL);VT一试样溶液的总体积，单位为毫升(mL)，c，一高氯酸锁标准滴定用溶液的确切浓度，单位为摩尔每升(mol!U;A二千试样片暴晒部分的面积，单位为平方米(m)，t暴晒时间，单位为天(d)。. ( 2 ) . ( 3 ) GB/T 19292.3-2003/1809225,1992 4 用湿烛法测定氯化物

18、的沉积率4.1 原理将已知商积的湿纺织品(防雨淋)暴晒特定的时间。氯离子的沉积量用化学分析法来确定。从分析的结果可计算氯离子的沉积率，以mg/(mZ d)J表达。4.2 采样装置4.2.1 湿烛湿烛由插入一瓶中的烛芯组成。烛芯由一直径为25mm，惰性材料(聚乙烯)制成的中心部分组成，外缠双层筒状医用纱布或一圆医用纱布。烛芯暴露在大气中的表面积大约100c时，烛芯对应的长度为120mmo暴晒表团需精确测定。烛芯的一端插入橡胶塞中。塞子有两个外加的孔，纱布的自由端可以穿过(如果是管状纱布，低端沿纱布留下120mm的长度)。三个孔的边缘形成一个通道以便从纱布上流下的液体通过塞子排泄(见图3)。纱布的

19、自由端必须足够长，以便能达到瓶的底部。A-A B-B #布自由端T- 图3橡皮塞装置GB/T 19292. 3-2003/ISO 9225, 1992 将塞子塞到体积大约500mL聚乙烯或其他惰性物质的瓶中。瓶中盛有200mL的丙三醇水溶液(体积分数为20%)，加入酸基酸防止生霉，如曲霉。溶液由200mL丙三醇CHOH(CH，O日斗，用水混合至1000mL向溶液中加入20滴辛酸(C，H，02)。在延长极限温度的情况下(如高于25C或低于一25C).必须增加丙三醇的含量体积分数到40%防止结冰或过度挥发，或者用体积分数为20%乙烯丙三醇溶液来代替丙三醇溶液。4.2.2 暴晒架湿烛在支架上顶棚的中

20、心位置下暴晒，如图4所示，顶棚应是500mm长的正方形，惰性并且透明。湿烛应被固定，以便烛芯的顶部到顶棚的距离为200mm.而且烛芯应对着顶棚的中心位置，瓶与地面的距离至少1m.烛芯应朝向海或其他氯离子源进行暴晒。500X500 抨主撑架圈4装置安装4.3试样在试验点，安装准备好的湿烛并按下列步骤进行。川调整芯的暴晒部分的长度到预定位置;b) 从瓶中拆下塞子和芯，用蒸馆水冲洗纱布的自由端和瓶子gd 向瓶中注入200mL丙三醇水溶液见4.2.); d) 重新安装芯和瓶:e) 按图4所示把烛放在暴晒位置上。丙三醇水溶液按下列步骤按月更换:一一松开瓶上的塞子a单位为毫米柱状盯在幢血事静布自囱喘瓶主撑

21、摆幢幢一一用至少200mL蒸馆水从上向下仔细冲洗芯，保证冲洗液经塞子上的排水孔流进瓶中。从瓶上拆下塞子和芯.当取出时，冲洗纱布的自由端。把塞子和芯放人一个盛有200mL丙三醇水溶液的新瓶中，保证纱布的自由端浸入溶液中，重新放人夹具中。一一拧紧换下瓶的盖，保证不泄漏。在瓶上清楚地标记试验站的名称、位置、暴晒和拆卸的日期，瓶中的溶液为4.4.3中的分析做准备。GB/T 19292. 3-2003/ISO 9225: 1992 4.4 氯离子的分析下面描述的是一种适当的氯离子的分析方法，其他任何可以提供满意精度的方法都可采用。4.4.1 原理在试祥溶液中氯离子的含量由用联苯咔瞠与苯盼混合指示剂来进行

22、柔液滴定.滴定终点显示蓝紫变化，形成柔联苯咔瞠的复合物，pH值在2.32. 8之间。4.4.2 试剂除非另外注明，分析过程中只能用分析纯级的试剂和蒸馆水或相同纯度的水。4.4.2.1 乙醇95%(体积分数)。4.4.2.2 硝酸溶液c( HNO,) = O. 05 mol/L。用水稀释3mL硝酸(p=1. 40 g/ mLl到1000mL。4.4.2.3 氢氧化销溶液c(NaOH) =0.25 mol/L. 在水中溶解lOg氢氧化销再用水稀择至1000mL。4.4.2.4氯化销标准参比溶液c(NaCl)=0. 025 mol/L. 在300L:下干燥氯化纳1h，溶解1.4613 g于水中，在容

23、量瓶中稀释至1000mL。4.4.2.5 硝酸隶(11)标准滴定溶液cHg(NO, )2J=0. 0125 mol/L。在50mL经0.5mL硝酸(p= 1. 40 g/mLl酸化的水中溶解4.2830gHg(NO, )2 H20J硝酸录。在滴定瓶中用水稀释至1000mL。若有必要，过滤后再按4.4.3用氯化锅标准溶液(4.4.2.4)滴定以确定浓度。4.4.2.6二价硝酸乘标准滴定液cHg(NO，),J=O. 0075 mol/L. 用25mL经0.25mL硝酸(p=1. 40日/mL)酸化的水溶解2.4200gHg(NO,), H，OJ二价硝酸隶，在滴定瓶中用水稀释至1000 mL.若有必

24、要，过滤后再用氯化销标准溶液滴定以确定浓度，如4.4.3所述。4.4.2.7 混合指示剂液。用75mL乙醇溶解0.5日联苯咔瞠和0.5g苯盼再用乙醇稀释至100mL.保存在棕色瓶中冷藏。4.4.3 分析根据4.3取已知等量的试样，并且氯离子含量不大于20mg。用硝酸隶预滴定，估计样液中氯离子含量。当所取等量样液中的氯离子含量大于2.5mg，用硝酸隶标准滴定溶液进行滴定。当所取的等量样液的氯离子含量不大于2.5mg，用硝酸录标准滴定液进行微量滴定。在这种情况下，在50mL水中进行空白滴定。如果氯离子含量不到0.1mg/L，蒸发适当的体积l!IJ50 mL，再用硝酸柔溶液进行滴定。加入510滴混合

25、指示剂溶液(4.4.2.7)，出现蓝紫或红颜色变化，则一滴一滴地滴入硝酸溶液(4.4.2.2)直到颜色变黄后再加1mL硝酸溶液才口果当加人指示剂后，立即形成黄或桶黄色，则通过一滴一漓地加入氢氧化纳溶液(4.4.2.3)以出现蓝紫色的变化，然后再酸化。用硝酸录溶液滴定黄色酸化溶液直到整个溶液保持蓝紫色。4.5 结果的亵达结果以氯离子的沉积率来表达，并按式(4)计算gRlrr, = _;!-(Cl-) =互.t.( 4 ) 式中=R( C!-) 氯离子的沉积率，单位为毫克每平方米天mg/(m d)J; m一一样液中氯离子的总质量，单位为毫克(mg)，A 纱布暴露的表面积，单位为平方米(m2);GB

26、/T 19292. 3-2003/ISO 9225: 1992 z一一暴晒时间，单位为天(d)。如果用录滴定法，氯离子的沉积率，按式(5)计算=式中gR,n-, = 2(V, -_.)c. X 35. 5VT 一(Cl ) - V A A t R旧氯离子的沉积率，单位为毫克每平方米天mg/(m d)J; V，一一用于滴定试样等份样液的硝酸乘标准滴定液体积，单位为毫升(mL);V.一一用于滴定空白液的硝酸隶标准滴定液体积，单位为毫升(mL);VA一一一等份样液的体积，单位为毫升(mL);VT 样液的总体积，单位为毫升(mL);c, 所用硝酸乘标准滴定液的浓度，单位为摩尔每升(mol!L); A-暴晒纱布的表面积，单位为平方米(m);t一一暴晒时间，单位为天(d)。注2暴晒纱布的表面积可以用芯的直径乘以(3.14)再乘以芯从塞子伸出的长度计算得到。.( 5 )