材料 | |
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就本文件而言,ISO 8044 中給出的術語和定義以及以下術語和定義适用。
大氣腐蝕性分為六個類别(見表 1)。
類别 | 腐蝕性 |
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很低 | |
低 | |
中等 | |
高 | |
很高 | |
極端 |
大氣環境的腐蝕性應通過根據第 7 章測定腐蝕性或在不可能時根據第 8 章估算腐蝕性來分類。這兩種腐蝕性評估方法均為通用方法,具有一定的不确定性和局限性。
表 2 給出了每個腐蝕性類别中标準金屬(碳鋼、鋅、銅、鋁)的第一年腐蝕速率數值。一年的暴露試驗應在春季或秋季開始。在季節差異明顯的氣候中,建議在腐蝕性最強的時期開始。第一年腐蝕速率不能簡單外推以預測長期腐蝕行為,ISO 9224 提供了特定的計算模型、腐蝕指導值和關于長期腐蝕行為的附加信息。
腐蝕性類别 | 單位 | 碳鋼 | 鋅 | 銅 | 鋁 |
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忽略 | |||||
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注 1:分類标準基于用于腐蝕性評估的标準試樣腐蝕速率的測定方法(見 ISO 9226)。
注 2:以克每平方米每年 表示的腐蝕速率被重新計算為微米每年 并四舍五入。
注 3:标準金屬材料表征見 ISO 9226 。
注 4:鋁經受不均勻腐蝕和局部腐蝕。表中所列腐蝕速率是按均勻腐蝕計算得到的。最大點蝕坑深度和點蝕坑數量是潛在破壞性的最好指示,這取決于最終的應用。鑒于鈍化作用和逐漸降低的腐蝕速率,不均勻腐蝕和局部腐蝕不能在暴曬的第一年後就用于評估。
注 5:腐蝕速率超過 C5 等級上限是極端情況。腐蝕性等級 CX 是指特定的海洋和海洋工業環境(見附錄C)。
若無法通過标準試樣暴露試驗确定腐蝕性類别,腐蝕性估算可基于以下方式:
文中給出了四種标準金屬的劑量 - 響應函數,這些函數将露天暴露第一年的腐蝕侵蝕描述為二氧化硫幹沉積、氯化物幹沉積、溫度和相對濕度的函數。這些函數基于全球腐蝕現場暴露結果,涵蓋了本國際标準範圍内的氣候條件和污染狀況。附錄 A 中描述了一些限制和不确定性。
結構金屬第一年腐蝕損失的計算劑量 - 響應函數如下:
有關環境參數的詳細信息見下表 3,其中還列出了參數的測量區間。如表 3 腳注所述,若在劑量 - 響應函數中用 代替 ,則 也應為年平均值。
表 3 推導劑量 - 響應函數所用參數(含符号、描述、區間和單位)
符号 | 描述 | 間隔 | 單位 |
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溫度 | ℃ | ||
相對濕度 | % | ||
沉積速率 | |||
沉積速率 |
注:
金屬 | 測定法(試樣暴露) | 估算法(劑量 - 響應函數) |
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碳鋼 | ±2% | -33% 至 +50% |
鋅 | ±5% | -33% 至 +50% |
銅 | ±2% | -33% 至 +50% |
鋁 | ±5% | -50% 至 +100% |
表 B.1 不同暴露條件下的濕潤時間特征
濕潤時間區間(h/a) | 等級 | 典型環境 |
---|---|---|
有氣候控制的室内微環境(如恒溫恒濕實驗室) | ||
無氣候控制的室内環境(如潮濕氣候下未空調的倉庫) | ||
幹燥寒冷氣候的露天環境(如溫帶幹燥地區)、通風良好的遮蔽處 | ||
濕潤氣候的露天環境(如熱帶雨林)、潮濕環境的通風棚屋 | ||
高濕度熱帶地區的不通風棚屋、持續潮濕的工業環境 |
注釋 1:特定區域的濕潤時間取決于露天大氣的溫濕度綜合作用和場所類别,以小時 / 年(h/a)表示。
注釋 2:海洋環境中受遮蔽且有氯化物沉積的表面,因吸濕性鹽類存在,濕潤時間可能顯著延長。
注釋 3:無氣候控制的室内環境中,水蒸氣來源(如冷凝、生產過程)會導緻濕潤時間增加。
表 B.2 不同類型環境中主要室外污染物濃度
污染物 | 鄉村環境 | 城市環境 | 工業環境 | 海洋環境 | 來源 |
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— | 的主要來源是煤炭和石油的使用以及工業工廠的排放 | ||||
— | — | 交通是排放的主要來源 | |||
— | 與相關,高濃度的、有機化合物和紫外線會增加的濃度 | ||||
是由陽光、氧氣和污染物之間的相互作用在大氣中形成的。在污染的鄉村大氣中濃度較高,而在交通繁忙的城市區域濃度較低。 | |||||
(工業和動物圈養區域) | 自然界存在一些污染源,例如沼澤和火山活動。而紙漿和造紙工業以及農業活動則會產生最高濃度的污染物。 | ||||
(一些工業/廠房) | 主要來自紙漿和造紙行業的排放。 | ||||
(取決于地理位置) | (取決于地理位置) | (取決于地理位置) | 主要來自海洋和道路除冰 | ||
通常:低濃度:; 靠近源:高達 | 通常:低濃度:; 靠近源:高達 | 通常:低濃度:; 靠近源:高達 | 通常:低濃度:; 靠近源:高達 | 農業區域的施肥活動以及工業和食品生產過程中的排放,可能會產生最高的平均(污染物)值。 | |
顆粒物 | — | 鄉村地區:(大氣污染物)主要為惰性成分 城市地區:高濃度交通區域(存在)腐蝕性成分 工業區域:生產活動排放可能導緻(污染物)高濃度聚集 | |||
顆粒物(塵埃沉積物) | — | 鄉村地區:(大氣污染物)以惰性成分為主 城市與工業地區:含腐蝕性活性成分(如硫酸根離子 、硝酸根離子 、氯離子 ) | |||
煙塵 | 高達 | 高達 | — | 煤炭和木材燃燒是主要來源,汽車排放的柴油煙灰是另一個來源。 |
注:本表列出了污染物濃度或沉積量的通用限值。在世界不同地區,實際(真實)範圍可能因工業化程度及污染治理措施(法律手段、末端治理技術等)的應用情況而異。
表B.3 以SO₂為代表的含硫物質污染分級
沉積速率 ( ) | 污染等級 | 典型大氣環境 | |
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鄉村大氣(低工業活動區域) | |||
城市大氣(城市中心、商業區) | |||
工業大氣(一般工業區) | |||
高污染工業大氣(冶金、化工區) |
注釋1:的測定方法見 标準。
注釋2:對于本國際标準,通過沉積法()和體積法()測定的值等效,兩者關系近似為: 。該換算系數基于堿性表面的沉積速率測量。
注釋3:本标準中,沉積速率和濃度需基于至少一年的連續測量并取年平均值。短期測量結果可能與長期值存在顯著差異,僅作參考。
注釋4:表中範圍覆蓋了各類大氣環境的常見水平,極端值見表B.2。
在寒冷地區,當溫度超過 0°C 且相對濕度達到 80% 時,濕潤時間會因冰點降低效應而被低估。
表 B.4 以氯化物為代表的空氣鹽度污染分級
氯化物沉積速率 | 污染等級 | 典型大氣環境 |
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内陸鄉村、無鹽霧影響的幹燥區域 | ||
沿海低濕度地區、離海岸 1–5 公裏區域 | ||
沿海高濕度地區、離海岸 < 1 公裏區域 | ||
近海島嶼、鹽霧直接影響的海岸區域 |
注釋 1:本國際标準中的空氣鹽度等級基于 ISO 9225 規定的 “濕蠟燭法” 測定。
注釋 2:使用不同方法(如幹闆法)測定大氣鹽含量時,結果可能無法直接對比或轉換,換算系數見 ISO 9225。
注釋 3:本标準中,氯化物沉積速率以年平均值表示。短期測量結果受天氣影響顯著,波動較大。 注釋 4:強海洋飛濺和噴霧導緻的極端氯化物污染超出本标準範圍。
注釋 5:空氣鹽度強烈依賴于海鹽傳輸變量(如風向、風速、局部地形、暴露點距海距離等)。
C1 | 極低 | 相對濕度低、污染輕微的供暖空間,如辦公室、學校、博物館 | 幹燥或寒冷區域,污染和潮濕時間都極少的大氣環境,如某些沙漠地區、北極/南極中心區域 |
C2 | 低 | 溫度和相對濕度變化不定、冷凝頻率低、污染少的未供暖空間,如倉庫、體育館 | 溫帶區域,污染低( )的大氣環境,如鄉村地區、小鎮幹燥或寒冷區域,潮濕時間短的大氣環境,如沙漠、亞北極地區 |
C3 | 中等 | 冷凝頻率适中,且生產過程產生适度污染的空間,如食品加工廠、洗衣房、啤酒廠、乳制品廠 | 溫帶區域,污染中等(: 至 )或有一定氯化物影響的大氣環境,如城市地區、氯化物沉積量低的沿海地區亞熱帶和熱帶區域,污染低的大氣環境 |
C4 | 高 | 冷凝頻率高,且生產過程產生高污染的空間,如工業加工廠、遊泳池 | 溫帶區域,污染高(: 至 )或氯化物影響顯著的大氣環境,如污染的城市地區、工業區、無海水飛濺的沿海地區,或受除冰鹽強烈影響的區域亞熱帶和熱帶區域,污染中等的大氣環境 |
C5 | 極高 | 冷凝頻率極高,且/或生產過程產生高污染的空間,如用于工業用途的礦井、洞穴,亞熱帶和熱帶區域不通風的棚屋 | 溫帶和亞熱帶區域,大氣環境中 污染極高( 至 ),且/或氯化物影響顯著,如工業區、沿海地區、海岸遮蔽處 |
CX | 極端 | 幾乎常年處于冷凝狀态,或長時間暴露于極端潮濕環境,且 / 或因生產過程產生高污染的空間,例如,在潮濕熱帶地區,室外污染物(包括空氣中的氯化物和促進腐蝕的顆粒物)可侵入的不通風棚屋 | 亞熱帶和熱帶地區(濕度極高),二氧化硫污染非常高(高于 250 微克 / 立方米)的大氣環境,包括相關生產因素和 / 或氯化物的強烈影響,例如,極端工業區、沿海和近海區域,偶爾接觸鹽霧 |
注釋 1:沿海地區氯化物的沉積情況,極大程度取決于影響海鹽向内陸傳輸的變量,如風向、風速、局部地形、海岸外的防風島嶼、場地與海洋的距離等。
注釋 2:典型的海洋飛濺或強鹽霧造成的極端氯化物影響,不在本國際标準範圍内。
注釋 3:特定工業領域(如化工行業)工作環境的腐蝕性分類,不在本國際标準範圍内。
注釋 4:在氯化物沉積并累積的海洋大氣環境中,那些受遮蔽且未被雨水沖刷的表面,因存在吸濕性鹽,可能會處于更高的腐蝕性類别。
注釋 5:ISO 11844 - 1 中對腐蝕性類别 C1 和 C2 内的室内環境類型有詳細描述,并對室内腐蝕性類别 IC1 至 IC5 進行了定義和分類。
a:腐蝕性類别相關内容未在圖中體現,可能需結合前文。
b:示例并非全部涵蓋,僅作典型參考。
c:在預期為 “CX 類别” 的環境中,建議根據一年的腐蝕損失來确定大氣腐蝕性分類。V
d:二氧化硫(SO₂)濃度應至少測定一年,并以年平均值表示。