金屬和合金的腐蝕大氣腐蝕性 第1部分：分類、測定和評估 GB /T 19292.1 - 2018
采用标準
術語和定義 - 符号及縮略語
術語和定義
ISO 8044 中給出的術語和定義及以下術語和定義适用于本标準。
● 大氣腐蝕性：在給定腐蝕系統中，大氣引起腐蝕的能力。
● 大氣腐蝕性類别：與第一年腐蝕效應相關的大氣腐蝕性标準化等級。
● 大氣類型：根據腐蝕性以外的适當分類标準或補充運行因素對大氣的表征。示例：鄉村、城市、工業、海洋、化工等。
● 溫濕度綜合作用：溫度和相對濕度對大氣腐蝕性的綜合影響。
● 濕潤時間：金屬表面被能夠引起大氣腐蝕的吸附性和 / 或液體電解質膜覆蓋的時間段。
● 污染水平：基于對空氣中特定化學活性物質、腐蝕性氣體或懸浮顆粒（天然和人類活動產生）的定量測量而确定的編号等級，這些物質不同于空氣的正常成分。
● 場所類别：組件或結構的常規定義典型暴露條件。示例：露天暴露、遮蔽處暴露、封閉空間内暴露等。
● 劑量 - 響應函數：從現場試驗結果得出的關系，用于根據環境參數的平均值計算腐蝕損失。
符号和縮略語
符号
rcorr：大氣暴曬第一年的腐蝕速率
T：空氣溫度
Pd：二氧化硫沉積速率
Pc：二氧化硫濃度
Sd：氯離子沉積速率
τ：濕潤時間
縮略語
C：大氣腐蝕性類别
RH：相對濕度
大氣腐蝕性等級、分類
1、大氣腐蝕性等級（見表 1）。
表1 大氣腐蝕性分級
| 類别 | 腐蝕性 |
|---|---|
| 很低 | |
| 低 | |
| 中等 | |
| 高 | |
| 很高 | |
| 極端 |
2、大氣腐蝕性分類
-- 從第一年腐蝕損失确定的腐蝕性類别反映了暴曬年份的特定環境狀況。
-- 通過劑量 - 響應函數估算的腐蝕性類别反映了給定函數的統計不确定性。
-- 基于對比當地環境條件與典型大氣環境進行的資料性評估所得到的腐蝕性等級，可能導緻偏差，當實驗當實驗數據不可用時可使用這種方法。
附錄 A 定義了與大氣腐蝕性類别的測定和規範性估算相關的不确定性。
ISO 11844-1、ISO 11844-2 和 ISO 11844-3 規定了低腐蝕性室内大氣的詳細分類，包括本标準中的腐蝕性等級C1和C2。
不同腐蝕性等級标準金屬暴曬一年的腐蝕速率表
△ 基于标準試樣腐蝕速率測量的腐蝕性測定
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 |
|---|---|---|---|---|---|
| 忽略 | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - |
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。
基于環境信息的腐蝕性估算
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：
● 由環境數據計算得出的腐蝕損失；● 環境條件和暴露情況的相關信息。
△ 基于計算的第一年腐蝕損失的規範性腐蝕性估算
下列四種标準金屬的劑量 - 響應函數，這些函數将露天暴曬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曬結果，涵蓋了本标準範圍内的氣候條件和污染狀況。
結構金屬第一年腐蝕損失的計算劑量 - 響應函數如下：
當 時，； 當 時， ； 樣本量 ，決定系數 。
當 時，； 當 時， ； 樣本量 ，決定系數 。
當 時，； 當 時， ； 樣本量 ，決定系數 。
當 時，； 當 時， ； 樣本量 ，決定系數 。 符号說明：
：第一年腐蝕速率（）； ：年平均溫度（）； ：年平均相對濕度（ ）； ：二氧化硫幹沉積速率[mg/(cm2·d)]見說明①; ：氯化物幹沉積速率[mg/(cm2·d)]見說明①。
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 |
T | 溫度 | -17.1至28.7 | ℃ |
RH | 相對濕度 | 34至93 | % |
Pd | SO2沉積速率 | 0.7至150.4 | mg/(cm2·d)見說明① |
Sd | Cl-沉積速率 | 0.4至760.5 | mg/(cm2·d)見說明① |
注 2：所有參數均以年平均值表示。 在将這些方程式外推至其計算所依據的環境參數區間之外時（如沿海環境），應謹慎對待。
說明①：此處的cm2與cm3在 ISO 9223 标準中分别為m2為m3。
基于測定法和評估法腐蝕性等級評估的不确定度
表 A.1 列出了測定和估算方法的不确定性水平，兩者差異顯著：
| 金屬 | 測定法（試樣暴露） | 估算法（劑量 - 響應函數） |
|---|---|---|
| 碳鋼 | ±2% | -33% 至 +50% |
| 鋅 | ±5% | -33% 至 +50% |
| 銅 | ±2% | -33% 至 +50% |
| 鋁 | ±5% | -50% 至 +100% |
有關大氣腐蝕性的大氣特征
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 |
|---|---|---|---|---|---|
| — | 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 | |
|---|---|---|---|
| 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 |
|---|---|---|
| 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）。
有關腐蝕性等級評估的典型大氣環境類型
表 C.1 與腐蝕性類别評估相關的典型大氣環境描述
| C1 | 極低 | 低濕度和無污染的加熱空間，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（SO2≤5μg/m3）的大氣環境，如鄉村地區、小鎮。 幹冷區域，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（5μg/m3＜SO2≤30μg/m3）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（30μg/m3＜SO2≤90μg/m3）或氯化物影響顯著的大氣環境，如污染的城市地區、工業區、沒有鹽霧或沒有暴露于融冰鹽強烈作用下的沿海地區 |
| C5 | 極高 | 冷凝頻率極高，且/或生產過程產生高污染的空間，如礦山、工業用洞穴、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（90μg/m3＜SO2≤250μg/m3），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（潮濕時間非常長），極重污染（SO2＞250μg/m3），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：氯化物的極端影響，如海水飛濺或強鹽霧，不在本标準範圍内。
注釋 3：特定服役大氣環境的腐蝕性分類，如化學工業，是超出本标準範圍的。
注釋 4：在氯化物沉積并累積的海洋大氣環境中，由于吸濕性鹽的存在，被遮蔽的表面和沒有雨水沖刷的表面具有更高的腐蝕性等級。
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。
d：二氧化硫（SO₂）濃度應至少測定一年，并以年平均值表示。