金属和合金的腐蚀大气腐蚀性 第1部分：分类、测定和评估 GB /T 19292.1 - 2018
采用标准
术语和定义 - 符号及缩略语
术语和定义
ISO 8044 中给出的术语和定义及以下术语和定义适用于本标准。
● 大气腐蚀性：在给定腐蚀系统中，大气引起腐蚀的能力。
● 大气腐蚀性类别：与第一年腐蚀效应相关的大气腐蚀性标准化等级。
● 大气类型：根据腐蚀性以外的适当分类标准或补充运行因素对大气的表征。示例：乡村、城市、工业、海洋、化工等。
● 温湿度综合作用：温度和相对湿度对大气腐蚀性的综合影响。
● 湿润时间：金属表面被能够引起大气腐蚀的吸附性和 / 或液体电解质膜覆盖的时间段。
● 污染水平：基于对空气中特定化学活性物质、腐蚀性气体或悬浮颗粒（天然和人类活动产生）的定量测量而确定的编号等级，这些物质不同于空气的正常成分。
● 场所类别：组件或结构的常规定义典型暴露条件。示例：露天暴露、遮蔽处暴露、封闭空间内暴露等。
● 剂量 - 响应函数：从现场试验结果得出的关系，用于根据环境参数的平均值计算腐蚀损失。
符号和缩略语
符号
rcorr：大气暴晒第一年的腐蚀速率
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：湿润时间
缩略语
C：大气腐蚀性类别
RH：相对湿度
大气腐蚀性等级、分类
1、大气腐蚀性等级（见表 1）。
表1 大气腐蚀性分级
| 类别 | 腐蚀性 |
|---|---|
| 很低 | |
| 低 | |
| 中等 | |
| 高 | |
| 很高 | |
| 极端 |
2、大气腐蚀性分类
-- 从第一年腐蚀损失确定的腐蚀性类别反映了暴晒年份的特定环境状况。
-- 通过剂量 - 响应函数估算的腐蚀性类别反映了给定函数的统计不确定性。
-- 基于对比当地环境条件与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，当实验当实验数据不可用时可使用这种方法。
附录 A 定义了与大气腐蚀性类别的测定和规范性估算相关的不确定性。
ISO 11844-1、ISO 11844-2 和 ISO 11844-3 规定了低腐蚀性室内大气的详细分类，包括本标准中的腐蚀性等级C1和C2。
不同腐蚀性等级标准金属暴晒一年的腐蚀速率表
△ 基于标准试样腐蚀速率测量的腐蚀性测定
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 |
|---|---|---|---|---|---|
| 忽略 | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - |
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。
基于环境信息的腐蚀性估算
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：
● 由环境数据计算得出的腐蚀损失；● 环境条件和暴露情况的相关信息。
△ 基于计算的第一年腐蚀损失的规范性腐蚀性估算
下列四种标准金属的剂量 - 响应函数，这些函数将露天暴晒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晒结果，涵盖了本标准范围内的气候条件和污染状况。
结构金属第一年腐蚀损失的计算剂量 - 响应函数如下：
当 时，； 当 时， ； 样本量 ，决定系数 。
当 时，； 当 时， ； 样本量 ，决定系数 。
当 时，； 当 时， ； 样本量 ，决定系数 。
当 时，； 当 时， ； 样本量 ，决定系数 。 符号说明：
：第一年腐蚀速率（）； ：年平均温度（）； ：年平均相对湿度（ ）； ：二氧化硫干沉积速率[mg/(cm2·d)]见说明①; ：氯化物干沉积速率[mg/(cm2·d)]见说明①。
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 |
T | 温度 | -17.1至28.7 | ℃ |
RH | 相对湿度 | 34至93 | % |
Pd | SO2沉积速率 | 0.7至150.4 | mg/(cm2·d)见说明① |
Sd | Cl-沉积速率 | 0.4至760.5 | mg/(cm2·d)见说明① |
注 2：所有参数均以年平均值表示。 在将这些方程式外推至其计算所依据的环境参数区间之外时（如沿海环境），应谨慎对待。
说明①：此处的cm2与cm3在 ISO 9223 标准中分别为m2为m3。
基于测定法和评估法腐蚀性等级评估的不确定度
表 A.1 列出了测定和估算方法的不确定性水平，两者差异显著：
| 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% |
有关大气腐蚀性的大气特征
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 |
|---|---|---|
| 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 |
|---|---|---|---|---|---|
| — | 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 | |
|---|---|---|---|
| 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）。
有关腐蚀性等级评估的典型大气环境类型
表 C.1 与腐蚀性类别评估相关的典型大气环境描述
| C1 | 极低 | 低湿度和无污染的加热空间，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（SO2≤5μg/m3）的大气环境，如乡村地区、小镇。 干冷区域，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（5μg/m3＜SO2≤30μg/m3）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（30μg/m3＜SO2≤90μg/m3）或氯化物影响显著的大气环境，如污染的城市地区、工业区、没有盐雾或没有暴露于融冰盐强烈作用下的沿海地区 |
| C5 | 极高 | 冷凝频率极高，且/或生产过程产生高污染的空间，如矿山、工业用洞穴、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（90μg/m3＜SO2≤250μg/m3），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（潮湿时间非常长），极重污染（SO2＞250μg/m3），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：氯化物的极端影响，如海水飞溅或强盐雾，不在本标准范围内。
注释 3：特定服役大气环境的腐蚀性分类，如化学工业，是超出本标准范围的。
注释 4：在氯化物沉积并累积的海洋大气环境中，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。
d：二氧化硫（SO₂）浓度应至少测定一年，并以年平均值表示。