材料 | |
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就本文件而言,ISO 8044 中给出的术语和定义以及以下术语和定义适用。
大气腐蚀性分为六个类别(见表 1)。
类别 | 腐蚀性 |
---|---|
很低 | |
低 | |
中等 | |
高 | |
很高 | |
极端 |
大气环境的腐蚀性应通过根据第 7 章测定腐蚀性或在不可能时根据第 8 章估算腐蚀性来分类。这两种腐蚀性评估方法均为通用方法,具有一定的不确定性和局限性。
表 2 给出了每个腐蚀性类别中标准金属(碳钢、锌、铜、铝)的第一年腐蚀速率数值。一年的暴露试验应在春季或秋季开始。在季节差异明显的气候中,建议在腐蚀性最强的时期开始。第一年腐蚀速率不能简单外推以预测长期腐蚀行为,ISO 9224 提供了特定的计算模型、腐蚀指导值和关于长期腐蚀行为的附加信息。
腐蚀性类别 | 单位 | 碳钢 | 锌 | 铜 | 铝 |
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忽略 | |||||
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注 1:分类标准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:以克每平方米每年 表示的腐蚀速率被重新计算为微米每年 并四舍五入。
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)。
若无法通过标准试样暴露试验确定腐蚀性类别,腐蚀性估算可基于以下方式:
文中给出了四种标准金属的剂量 - 响应函数,这些函数将露天暴露第一年的腐蚀侵蚀描述为二氧化硫干沉积、氯化物干沉积、温度和相对湿度的函数。这些函数基于全球腐蚀现场暴露结果,涵盖了本国际标准范围内的气候条件和污染状况。附录 A 中描述了一些限制和不确定性。
结构金属第一年腐蚀损失的计算剂量 - 响应函数如下:
有关环境参数的详细信息见下表 3,其中还列出了参数的测量区间。如表 3 脚注所述,若在剂量 - 响应函数中用 代替 ,则 也应为年平均值。
表 3 推导剂量 - 响应函数所用参数(含符号、描述、区间和单位)
符号 | 描述 | 间隔 | 单位 |
---|---|---|---|
温度 | ℃ | ||
相对湿度 | % | ||
沉积速率 | |||
沉积速率 |
注:
金属 | 测定法(试样暴露) | 估算法(剂量 - 响应函数) |
---|---|---|
碳钢 | ±2% | -33% 至 +50% |
锌 | ±5% | -33% 至 +50% |
铜 | ±2% | -33% 至 +50% |
铝 | ±5% | -50% 至 +100% |
表 B.1 不同暴露条件下的湿润时间特征
湿润时间区间(h/a) | 等级 | 典型环境 |
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有气候控制的室内微环境(如恒温恒湿实验室) | ||
无气候控制的室内环境(如潮湿气候下未空调的仓库) | ||
干燥寒冷气候的露天环境(如温带干燥地区)、通风良好的遮蔽处 | ||
湿润气候的露天环境(如热带雨林)、潮湿环境的通风棚屋 | ||
高湿度热带地区的不通风棚屋、持续潮湿的工业环境 |
注释 1:特定区域的湿润时间取决于露天大气的温湿度综合作用和场所类别,以小时 / 年(h/a)表示。
注释 2:海洋环境中受遮蔽且有氯化物沉积的表面,因吸湿性盐类存在,湿润时间可能显著延长。
注释 3:无气候控制的室内环境中,水蒸气来源(如冷凝、生产过程)会导致湿润时间增加。
表 B.2 不同类型环境中主要室外污染物浓度
污染物 | 乡村环境 | 城市环境 | 工业环境 | 海洋环境 | 来源 |
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— | 的主要来源是煤炭和石油的使用以及工业工厂的排放 | ||||
— | — | 交通是排放的主要来源 | |||
— | 与相关,高浓度的、有机化合物和紫外线会增加的浓度 | ||||
是由阳光、氧气和污染物之间的相互作用在大气中形成的。在污染的乡村大气中浓度较高,而在交通繁忙的城市区域浓度较低。 | |||||
(工业和动物圈养区域) | 自然界存在一些污染源,例如沼泽和火山活动。而纸浆和造纸工业以及农业活动则会产生最高浓度的污染物。 | ||||
(一些工业/厂房) | 主要来自纸浆和造纸行业的排放。 | ||||
(取决于地理位置) | (取决于地理位置) | (取决于地理位置) | 主要来自海洋和道路除冰 | ||
通常:低浓度:; 靠近源:高达 | 通常:低浓度:; 靠近源:高达 | 通常:低浓度:; 靠近源:高达 | 通常:低浓度:; 靠近源:高达 | 农业区域的施肥活动以及工业和食品生产过程中的排放,可能会产生最高的平均(污染物)值。 | |
颗粒物 | — | 乡村地区:(大气污染物)主要为惰性成分 城市地区:高浓度交通区域(存在)腐蚀性成分 工业区域:生产活动排放可能导致(污染物)高浓度聚集 | |||
颗粒物(尘埃沉积物) | — | 乡村地区:(大气污染物)以惰性成分为主 城市与工业地区:含腐蚀性活性成分(如硫酸根离子 、硝酸根离子 、氯离子 ) | |||
烟尘 | 高达 | 高达 | — | 煤炭和木材燃烧是主要来源,汽车排放的柴油烟灰是另一个来源。 |
注:本表列出了污染物浓度或沉积量的通用限值。在世界不同地区,实际(真实)范围可能因工业化程度及污染治理措施(法律手段、末端治理技术等)的应用情况而异。
表B.3 以SO₂为代表的含硫物质污染分级
沉积速率 ( ) | 污染等级 | 典型大气环境 | |
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乡村大气(低工业活动区域) | |||
城市大气(城市中心、商业区) | |||
工业大气(一般工业区) | |||
高污染工业大气(冶金、化工区) |
注释1:的测定方法见 标准。
注释2:对于本国际标准,通过沉积法()和体积法()测定的值等效,两者关系近似为: 。该换算系数基于碱性表面的沉积速率测量。
注释3:本标准中,沉积速率和浓度需基于至少一年的连续测量并取年平均值。短期测量结果可能与长期值存在显著差异,仅作参考。
注释4:表中范围覆盖了各类大气环境的常见水平,极端值见表B.2。
在寒冷地区,当温度超过 0°C 且相对湿度达到 80% 时,湿润时间会因冰点降低效应而被低估。
表 B.4 以氯化物为代表的空气盐度污染分级
氯化物沉积速率 | 污染等级 | 典型大气环境 |
---|---|---|
内陆乡村、无盐雾影响的干燥区域 | ||
沿海低湿度地区、离海岸 1–5 公里区域 | ||
沿海高湿度地区、离海岸 < 1 公里区域 | ||
近海岛屿、盐雾直接影响的海岸区域 |
注释 1:本国际标准中的空气盐度等级基于 ISO 9225 规定的 “湿蜡烛法” 测定。
注释 2:使用不同方法(如干板法)测定大气盐含量时,结果可能无法直接对比或转换,换算系数见 ISO 9225。
注释 3:本标准中,氯化物沉积速率以年平均值表示。短期测量结果受天气影响显著,波动较大。 注释 4:强海洋飞溅和喷雾导致的极端氯化物污染超出本标准范围。
注释 5:空气盐度强烈依赖于海盐传输变量(如风向、风速、局部地形、暴露点距海距离等)。
C1 | 极低 | 相对湿度低、污染轻微的供暖空间,如办公室、学校、博物馆 | 干燥或寒冷区域,污染和潮湿时间都极少的大气环境,如某些沙漠地区、北极/南极中心区域 |
C2 | 低 | 温度和相对湿度变化不定、冷凝频率低、污染少的未供暖空间,如仓库、体育馆 | 温带区域,污染低( )的大气环境,如乡村地区、小镇干燥或寒冷区域,潮湿时间短的大气环境,如沙漠、亚北极地区 |
C3 | 中等 | 冷凝频率适中,且生产过程产生适度污染的空间,如食品加工厂、洗衣房、啤酒厂、乳制品厂 | 温带区域,污染中等(: 至 )或有一定氯化物影响的大气环境,如城市地区、氯化物沉积量低的沿海地区亚热带和热带区域,污染低的大气环境 |
C4 | 高 | 冷凝频率高,且生产过程产生高污染的空间,如工业加工厂、游泳池 | 温带区域,污染高(: 至 )或氯化物影响显著的大气环境,如污染的城市地区、工业区、无海水飞溅的沿海地区,或受除冰盐强烈影响的区域亚热带和热带区域,污染中等的大气环境 |
C5 | 极高 | 冷凝频率极高,且/或生产过程产生高污染的空间,如用于工业用途的矿井、洞穴,亚热带和热带区域不通风的棚屋 | 温带和亚热带区域,大气环境中 污染极高( 至 ),且/或氯化物影响显著,如工业区、沿海地区、海岸遮蔽处 |
CX | 极端 | 几乎常年处于冷凝状态,或长时间暴露于极端潮湿环境,且 / 或因生产过程产生高污染的空间,例如,在潮湿热带地区,室外污染物(包括空气中的氯化物和促进腐蚀的颗粒物)可侵入的不通风棚屋 | 亚热带和热带地区(湿度极高),二氧化硫污染非常高(高于 250 微克 / 立方米)的大气环境,包括相关生产因素和 / 或氯化物的强烈影响,例如,极端工业区、沿海和近海区域,偶尔接触盐雾 |
注释 1:沿海地区氯化物的沉积情况,极大程度取决于影响海盐向内陆传输的变量,如风向、风速、局部地形、海岸外的防风岛屿、场地与海洋的距离等。
注释 2:典型的海洋飞溅或强盐雾造成的极端氯化物影响,不在本国际标准范围内。
注释 3:特定工业领域(如化工行业)工作环境的腐蚀性分类,不在本国际标准范围内。
注释 4:在氯化物沉积并累积的海洋大气环境中,那些受遮蔽且未被雨水冲刷的表面,因存在吸湿性盐,可能会处于更高的腐蚀性类别。
注释 5:ISO 11844 - 1 中对腐蚀性类别 C1 和 C2 内的室内环境类型有详细描述,并对室内腐蚀性类别 IC1 至 IC5 进行了定义和分类。
a:腐蚀性类别相关内容未在图中体现,可能需结合前文。
b:示例并非全部涵盖,仅作典型参考。
c:在预期为 “CX 类别” 的环境中,建议根据一年的腐蚀损失来确定大气腐蚀性分类。V
d:二氧化硫(SO₂)浓度应至少测定一年,并以年平均值表示。