GB T 24195-2009 金属和合金的腐蚀.酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验.pdf

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1、lCS 77060H 25 园园中华人民共和国国家标准GBT 24195-2009IS0 16151：2005金属和合金的腐蚀酸性盐雾、“干燥和“湿润条件下的循环加速腐蚀试验Corrosion of metals and aUoysAccelerated cyclic tests with exposureto acidified salt spray”dry”and”wet”conditions2009-07-08发布(IS0 16151：2005，IDT)2010-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局学者中国国家标准化管理委员会捉111前 言GBT 24195-2009IS

2、0 16151=2005本标准等同采用Is0 16151：2005金属和合金的腐蚀酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验(英文版)。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；删除了国际标准的前言规范性引用文件按对应的国家标准作了变更；删除第11章的注；删除参考文猷。本标准的附录A、附录B和附录c为资料性附录。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归口。本标准起草单位：宝山钢铁股份有限公司、冶金工业信息标准研究院。本标准主要起草人：祁庆琚、陈红星、胡凡、冯超、王印旭、任翠英。GBT 24195-2009IS0 16151：2

3、005引 言金属材料的腐蚀，不管有无防腐保护，都会受到许多环境因素的影响，其影响程度取决于金属材料的种类以及环境的类型。由于在实验室不可能设计出包含所有影响耐蚀性的环境因素的加速腐蚀试验，所以，实验室试验是用来模拟几个主要环境因素对金属材料腐蚀的影响。金属材料暴露于酸雨和盐污染的户外气候条件下可能会促进腐蚀，在本标准中提及的加速腐蚀试验方法就是模拟和加速这种环境对金属材料腐蚀的影响。本标准的制定以一些技术论文和报告做参考(见参考文献)。试验方法包括试样循环暴露于酸性盐雾、干燥条件和湿润条件。试验方法主要用于对比试验，试验结果并不代表此种金属在整个实际工作环境下的最终耐蚀性，但是，对于材料暴露于

4、类似试验条件的盐污染酸雨环境的相对耐蚀性能，此种试验方法可以提供很有价值的信息。GBT 24195-2009IS0 16151：2005金属和合金的腐蚀酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验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，以对比评价户外盐污染酸雨环境下带有或没有永久性或临时性腐蚀防护的金属材料的耐蚀性能。标准同时规定了试验设备。这两种试验方法包括试样循环暴露于酸性盐雾、“干燥”和“湿润”试验条件。本试验与传统的加速腐蚀试验，如GBT 10125 1997规定的中性盐雾试验(Nss)相比，其最大的优点在于它能更好地模拟发生在户外盐污染酸雨环境下的腐蚀。这两种

5、方法对评价外观腐蚀也非常有用。方法A适用于：一一金属及其合金；金属涂层(阴极涂层)；阳极氧化涂层；一一金属材料上的有机涂层。方法B适用于：一一钢板上的阳极涂层；钢板上带有转换涂层的阳极涂层。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 6461 金属基体上金属和其他无机覆盖层 经腐蚀试验后的试样和试件的评级(GBT 6461-2002，ISO 10289：1999，

6、IDT)GBT 10125-1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验(eqv ISO 9227：1990)GBT 16545金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除(GBT 16545-1996，ISO 8407：1991，IDT)GBT 19746-2005金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验(ISO 11130：1999，IDT)IsO 3574商品级和冲压级冷轧碳素钢薄板ISO 46281色料和清漆色漆涂层剥蚀的评定一般性缺陷程度、数量和大小的规定第1部分：一般原则和等级表ISO 46282色料和清漆色漆涂层剥蚀的评定一般性缺陷程度、数量和大小的规定第2部分；起泡程度的规定ISO 46283色料和清漆

7、色漆涂层剥蚀的评定 一般性缺陷程度、数量和大小的规定 第3部分：生锈程度的规定ISO 46284色漆和清漆色漆涂层剥蚀的评定一般性缺陷程度、数量和大小的规定第4部分：裂纹程度的规定】GBT 24195-2009150 16151：2005ISO 46285色漆和清漆色漆涂层剥蚀的评定一般性缺陷程度、数量和大小的规定第5部分：剥落程度的规定ISO 8993 阳极氧化铝和铝合金点腐蚀法评定铝及铝合金阳极氧化膜图表法3试验溶液方法A和方法B中所用溶液的制备和使用方法如下所述。31方法A311 5酸性氯化钠溶液的制备3111 5中性氯化钠溶液在温度为25土2时电导率不高于20 pScm的蒸馏水或去离子

8、水中溶解的氯化钠，配制成浓度为50 gL士5 gL的溶液。25时，氯化钠溶液密度范围为10291036。氯化钠中含有少于0001(质量分数)的铜和镍。铜和镍的含量由原子吸收光谱或其他具有相同灵敏度的分析方法测定。氯化钠中不应含有超过01(质量分数)的碘化钠或超过相对于干盐计算的05(质量分数)的总杂质量。如果制备溶液在25士2的pH值超出6o70的范围，应检测盐中或水中杂质的含量。3112酸化在252，溶液pH值应调整至35oi。向lo L 5中性氯化钠溶液中添加下列试剂：12 mL硝酸溶液(HN03，P一142 gmL)；173 mL硫酸溶液(HzSO，P一184 gmL)；添加质量百分比为

9、10的氢氧化钠溶液(NaOH)，调整溶液的pH值至3501(大约需要300 mLNaOH溶液)。32方法B321混合盐溶液的制备在温度为25士2时电导率不高于20 pScm的蒸馏水或去离子水中溶解不同质量的试剂(如表1所示)，制备浓度为36 gL土36 gL的备用溶液，然后按1：6稀释成浓度为60 gL土06 gL的混合盐溶液。备用溶液的成分与GBT 19746-2005，附录A3模拟海水腐蚀效应的试验溶液中所规定的典型合成海水溶液相同。表1制备混合盐溶液所用备用溶液的成分与浓度试 剂 浓度(gL)NaCl 2453MgCl2 520Na2SO, 409CaCl, 116KCl 0695NaH

10、C03 0201KBr 0101H3803 0027Srcl2 0025NaF 0003警告：SrC2和NaF是危险化学品，应限于熟练的技师或者在其指导下进行处理。322酸液的制备为制备酸性溶液，将162 g浓硝酸(HN03，P一140 gmL，质量分数为65)和425 g硫酸2GBT 24195-2009IS0 16151：2005(H。SO,，P一184 gmL，质量分数为96)溶解在水中，然后稀释到1 L制成1 N酸溶液，即硝酸和硫酸比(NO。一IIS04“)为04。323酸化盐溶液的制备将322制备的酸液添加到321制备的混合溶液中，在25士2时调整pH值至25士01。注：322制备的

11、混合酸液的添加量与酸化盐溶液的pH值的对应关系参见附录A所示。pH值接近25的溶液无缓冲作用，无相应的指示剂。4设备所有与盐雾或试验溶液接触的设备零部件必须能够耐试验溶液腐蚀并且不影响试验溶液的腐蚀速率。试验设备包括下面几个部分。41暴露箱暴露箱的容积不小于04 m3。对于大容积箱体，需要确保在酸性盐雾试验期间，满足酸性盐雾的均匀分布。箱体的顶部要避免试验时在其表面上凝结的液滴滴落到试样表面。箱体的尺寸和形状应当保证在盐雾试验期间，箱体中溶液的沉降率应满足72的规定。注：附录B中给出暴露箱的示意图以及进行酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的加速循环腐蚀试验的相关设备图。42湿度和温度控制此控制

12、系统保证暴露箱内温度和湿度保持在规定的范围内(见71)。温度测量应在距离箱体内壁至少100 mm处进行。43喷雾装置喷雾装置由一个可控压力和湿度的清洁空气供应装备、一个盐水槽和一个或多个喷雾器组成。供给到喷雾器的压缩空气应先经过过滤器，去除油质及固体物质。雾化压力应控制在70 kPa170 kPa，最好恒定在98 kPa。44空气饱和器为防止雾滴中水分的蒸发，空气在进入喷雾器之前应先经过水温高于箱体内几摄氏度的饱和塔进行湿化。在酸性盐雾试验期问，根据所用压力和喷雾器喷嘴类型确定合适温度，并调整温度确保箱体盐雾沉降率以及沉降液浓度在规定范围内(见72)。水位应自动调节，以确保足够的湿度。喷雾器应

13、由惰性材料制成，例如玻璃或塑料材料。折流板用来防止喷雾直接冲击在试样上。使用雾气分散塔更有助于箱体内获得稳定的盐雾分布。给液槽中酸性盐溶液的液位应自动维持一定水平，确保在试验中能稳定输送盐雾。45盐雾收集装置暴露箱内至少放两个盐雾收集器。由玻璃或其他化学惰性材料制成清洁漏斗形状，收集面积约为80 cm2，插在量筒或其他类似容器中。安装盐雾收集器的目的是为了确认盐雾沉降量是否在规定范围内(见72)，它们应放置在箱内试样放置区域，至少一个靠近喷嘴，一个远离喷嘴，以确保收集到的只有盐雾而不是试样或其他部位滴下的液体。46空气干燥器由加热装置和风扇组成，用于供给试验“干燥”阶段规定湿度的干燥空气(见表

14、2和表3)。47排气系统通过排气系统将气体从暴露箱中排出。要保证当通过建筑物的某个出口向户外排放气体时不会受到大气反压的影响。在排放气体之前设备最好有合适的废气处理方式(参见附录B)。48排水系统试验设备要有相应的排水体系，确保溶液不会直接排放到正常民用排水系统中(参见附录B)。GBT 24195-2009S0 16151：20055试样51试样数量和种类可根据试验材料或产品有关规定选择。若无具体规定，应由相关双方协商确定。52试验前应仔细清洗试样，去除可能会影响试验结果的污物(灰尘、油质或其他杂质)。清洗方法取决于试样材质、试样表面和污物，不应使用可能侵蚀试样表面的研磨剂或溶剂。对于无有机涂

15、层的金属或合金以及无机涂层材料，可采用适当的有机溶剂(沸点在60到120之间的碳氢化合物)和干净的软毛刷或超声波清洗设备彻底清洗试样。清洗后用新溶剂冲洗试样，然后干燥。除非有特殊规定，否则涂有有机保护膜的试样在试验前不宜清洗，试验前试样应保持清洁。如果必须清洗，应用蘸满酒精的纱布擦拭试样并注意不要损坏试样表面。试样清洗后应注意避免再次污染。53如果试样是从较大的带有涂层的工件上切割下来的，要注意避免切割时损坏切口区域附近的涂层。除非有特殊规定，否则应当采用性能稳定的材料，如油漆、石蜡或胶带等，对切口进行保护。6试样的放置61试样不应放在盐雾直接喷射的位置。62暴露箱没有装满试样时，建议空置部分

16、放置同样尺寸惰性平板模拟试样，以确保喷雾的均匀性。模拟试样材料应为塑料、玻璃或其他惰性绝缘材料，才不会影响被测试样的腐蚀速率。63试样表面在试验箱中的放置角度是非常重要的。原则上，试样应为平板，试验表面朝上并尽可能与垂直方向成20。土5。对于表面不规则的试样，例如整个工件，也应尽可能遵守上述规定。64试样放置时不能接触箱体，以保证盐雾自由降落在试样表面上。试样可以摆放在不同水平面上，前提是试样或其支架上的溶液不会滴落在下面的试样上。对于新试验或试验期间超过96 h的试验，试样位置可以改变。试样移动次数和频率，须在试验报告中注明。65试样支架应由惰性非金属材料制成，例如玻璃、塑料或其他带有适当涂

17、层的木制品。如果需要悬挂试样，悬挂试样所用材料不应使用金属，而应使用合成纤维、棉线或其他惰性绝缘材料。7试验条件71方法A和方法B的试验条件分别见表2和表3。表2方法A的试验条件1酸性盐雾条件1)温度 35士12)酸性盐溶液 pH值为35士01，盐浓度50 gL：5 gL(如31所述)2“干燥”条件1)温度 60土12)相对湿度 95RH4单循环时间和具体内容 总试验时间8 h：酸性盐雾2 h“干燥”条件4 h“湿润”条件2 h(每个试验条件下的时间包括达到规定温度的时间)衰2(续)GBT 24195-2009IS0 16151：20055试验条件转换时间 “盐雾”到“干燥”30 mir,_(

18、即试验条件改变后温度和湿度达到规定值所需 “干燥”到“湿润”15 rain时间) “湿润”刊“盐雾”30 mln(当转变为“盐雾”条件时，应立即进行“盐雾”。)6试样摆放角度 与垂直方向成20。士5。表3方法B的试验条件1酸性盐雾条件1)温度 35土12)酸性盐溶液 pH值为25土01，盐浓度60 gL士06 gL(如32所述)2“干燥”条件1)温度 60土12)相对湿度 30RH3“湿润”条件1)温度 40土12)相对湿度 (85土5)RH4单循环的时间和具体内容 总试验时间8 h：酸性盐雾1 h。干燥”条件4 h“湿润”条件3 h(每个试验条件下的时间包括达到规定温度的时间)5试验条件转换

19、时间 。盐雾”到“干燥”30 rain(即试验条件改变后温度和湿度达到规定值所需 “干燥”到“湿润”15 rain时间) “湿润”到“盐雾”30 rain(当转变为“盐雾”条件时，应立即进行“盐雾”。)6试样摆放角度 与垂直方向成20。士5。72在方法A中，只有暴露箱中已经放好平板惰性模拟试样，并确认盐雾沉降率和其他条件在规定范围内后，才能开始试验。盐雾收集面积为80 cm2，连续喷雾24 h后，盐雾沉降率应在15 mLh土05 mLh范围内。沉降液的氯化钠浓度应为50 gL土5 gL，pH值在3436范围内。在方法B中，暴露箱中已经放好平板惰性模拟试样，并确认盐雾沉降率和其他条件在规定范围内

20、后，才能开始试验。盐雾收集面积为80 am2，连续喷雾24 h后，盐雾沉降率应在15 mLh士02 mLh范围内。沉降液的氯化钠浓度应为60 gL士06 gL，pH值在2426范围内。注：在方法B中，如果加速循环盐雾腐蚀试验时间仅为1 h，由于钢的耐蚀性对盐浓度非常敏感，因此需要更加严格控制盐雾沉降率。73使用过的盐雾溶液不应重复使用。74试验期间要避免改变盐雾箱压力。75为检测试验结果的重现性，应定期校验酸性盐雾试验箱的腐蚀性。附录c给出使用参比试样评估试验箱腐蚀性的方法。5GBT 241952009Iso 16151：20058试验的连续性在整个试验期间，试验最好不要中断。如果需要中断试验

21、进程进行取样检查，中断时间要尽可能短。如果试验过程需要中断较长时间，试样应进行如下处理。在方法A中，从试验箱中取出试样，并按GBT 10125-1997中第10章规定方式处理，然后保存在干燥器中直至试验重新开始。在方法B中，从试验箱中取出试样，进行干燥处理，然后保存在干燥器中直至试验重新开始。在保存期间，注意不要去除试样表面的沉积物和腐蚀产物。盐的积聚会影响耐蚀性，不要清洗试样。9试验周期试验周期应根据被测材料或产品的相关标准来确定。若无规定时，试验周期可由相关双方协商确定。推荐试验周期如下：a)方法A：3个循环(24 h)，6个循环(48 h)，12个循环(96 h)，30个循环(240 h

22、)，45个循环(360 h)，60个循环(480 h)，90个循环(720 h)，180个循环(1 440 h)。b)方法B：12个循环(96 h)，24个循环(192 h)，36个循环(288 h)，60个循环(480 h)，96个循环(768 h)，192个循环(1 536 h)。10试验完成后试样的处理试验结束后，将试样从盐雾箱中取出，为了减少腐蚀产物脱落，试样在冲洗前应先自然干燥05 h1 h。然后在温度不高于40的干净流水中轻轻浸泡试样，去除试样表面残留的盐溶液，接着在距离试样约300 mm处用压强不超过200 kPa的空气立即吹干。注：如果需要去除试样表面腐蚀产物来评估试样质量变化

23、，可采用GBT 16545中所述方法。如果去除55ANZn镀层表面的腐蚀产物，建议采用GBT 16545中规定的适用于锌的方法，而不采用同一标准中规定的适用于铝的方法。11试验结果评定试验结果的评价项目取决于被测材料或产品的不同评价标准，例如：a)试验后的外观；b)去除表面腐蚀产物后的外观；c)腐蚀缺陷的数量及分布(即：蚀坑、裂纹、鼓泡、锈蚀或有机涂层划线处的扩蚀等)；根据试验材料的类型及试验的目的，可参照ISO 8993或GBT 6461所述评价方法以及ISO 4628一l、ISO 46282、ISO 46283、ISO 46284和IsO 46285中所述的适用于有机涂层的评价方法；d)开

24、始出现腐蚀需要的时间；e)质量变化；f)显微镜观察；g)机械性能或电学性能的变化。12试验报告试验报告应包含以下内容：a)本标准号；6GBT 24195-2009IS0 16151：2005试验设备的说明；试验材料的说明；试样的尺寸、形状、表面状态以及试验面积；试样的制备，包括试验前试样的清洁处理以及对试样边部的保护措施；试验期间酸性盐雾、“干燥”和“湿润”每一状态下的温度和相对湿度；试验期间从盐雾到“干燥”、“干燥”到“湿润”、“湿润”到盐雾条件每一转变过程所用时间试验进行前所测的盐雾沉降率以及沉降溶液的盐浓度和pI-I值；试验中断的频次和时间；试验循环次数或试验进行时间；试验后试样的清洗方

25、法和清洗导致的质量损失以及用于校正质量损失所用的方法；试验结果，例如无涂层试样质量和厚度损失；带有涂层试样鼓泡宽度、涂层剥落宽度；如有必要，提供试样外观照片和或描述试样外观。oD0D曲DDpDD、nGBT 24195-2009$0 16151：200583附录A(资料性附录)酸性盐溶液的pH值随酸性备用溶液向混合盐溶液中添加量的变化关系曲线TT，3x轴酸性备用溶液向混合盐溶液中的添加量，表示为logE322中制各溶液的添加体积321中制备溶液的体积；y轴混合盐溶液的pH值。图A19GBT 24195-2009ISO 16151：2005附录B(资料性附录)酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下循环

26、加速腐蚀试验设备示意图1试验箱盖；2一可调折流板；3试样支架；4试样；5盐雾分散塔；6溶液；7压力表；8压缩空气；9空气干燥器；10空气饱和器；11空气；12湿润器；13喷雾器；14水；15盐雾收集器(远离喷嘴)；16盐雾收集器(靠近喷嘴)。图B19GBT 24195-2009S0 16151：2005101废气处理装置2排气口。图B2附录C(资料性附录)试验箱腐蚀性的评估方法GBT 24195-2009IS0 16151：2005c1参比试样为校验设备腐蚀速率，采用下列材质的4个试样作为参比试样：根据ISO 3574采用CR 4级别钢，表面无孔洞、划痕，经过毛化处理(中心线平均粗糙度Ra一0

27、8,um士03“m)。高纯度锌，杂质质量百分比低于01。参比试样尺寸为150 rim70 mmXl mm。参比试样在试验前要认真清洗，除去所有可能影响试验结果的杂质(灰尘、油质或其他杂质)。干燥后测量参比试样质量，精确到士1 mg。参比试样试验面的反面应用可剥离的耐水涂层材料(例如胶带)加以保护。如有必要，试验面距离端部5 rftm10 mm处也要进行保护，以覆盖试样边部。c2参比试样的放置4个参比试样放置在试验箱内四个角，未加保护面朝上，与垂直方向成20。士5。如果试验箱没有装满试样，建议空置部分放置同样尺寸惰性平板模拟试样，以确保喷雾的均匀性。模拟试样材料应为塑料、玻璃或其他惰性绝缘材料，

28、不会影响被测试样的腐蚀速率。参比试样支架应由惰性材料制成，例如塑料，或表面涂覆类似材料。参比试样的下边部应与盐雾收集器的顶部持平。C3试验时间试验时间对于方法A应为48 h(6个循环)，方法B应为96 h(12个循环)。C4质量损失的测定试验结束后应立即从试验箱中取出参比试样，除掉保护试样用涂层，然后按照GBT 16545规定反复清洗，去除腐蚀产物。化学清洗方法如下：对于钢，在23下于20(体积百分比)分析纯级别的柠檬酸氢二铵(NH；)：HC。H。O，水溶液中浸泡10 rain。每次清洗后，在室温下用流水轻轻刷洗试样，然后干燥。对于锌，在23下于分析纯级别的氨基乙酸(czHsNOz)去离子水饱

29、和溶液(250 gL土5 gL)中浸泡5 rain。每次清洗后，在室温下用流水轻轻刷洗试样，然后干燥。参比试样质量测量应精确到士1 mg。按照GBT 16545标准规定，从质量随清洗次数变化曲线上可以得到去除腐蚀产物后试样的真实质量。用参比试样试验前质量减去试验后去除腐蚀产物后试样质量，再除以参比试样有效试验面积，计算出参比试样每平方米的质量损失。c5设备运行情况检测每个参比试样的质量损失若在规定范围内(见表c1)，则认为试验设备运行良好。GBT 24195-20091SO 16151：2005表C1l 试验方法 试验时间h 钢(g】2) 锌H97TJ3|)方法A 48 110土35 32士9方法B 96 180土54 9土5