GB/T 24517-2009 金属和合金的腐蚀 户外周期喷淋暴露试验方法

　　ICS 77 . 060 H 25

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 24517—2009

　　金属和合金的腐蚀

　　户外周期喷淋暴露试验方法

　　Corrosion ofmetalsand alloys—

　　outdoorsexposuretestmethodsforperiodicwaterspray

　　2009-10-30 发布 2010-05-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 24517—2009

　　前 言

　　本标准的附录 A 和附录 B 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：中国兵器工业第五九研究所 、国家材料环境腐蚀野外科学研究试验站网综合研究中心 、冶金工业信息标准研究院 。

　　本标准主要起草人：杨德模 、凌勇 、王振尧 、韩薇 。

　　Ⅰ

　　GB/T 24517—2009

　　引 言

　　自然环境腐蚀是产品及材料在贮存和使用条件下失效的主要原因之 一，由于环境温度 、湿度 、太阳辐射的影响作用，使得产品及材料的腐蚀与老化程度以及变化规律都有较大的差异 。 为了有效缩短试验周期，快速评价产品及材料的环境适应性，提高产品及材料在自然环境条件下的腐蚀速度，制定了《金属和合金的腐蚀 户外周期喷淋暴露试验方法》。

　　本标准利用自然环境条件，通过强化大气中雨水及其雨水中的腐蚀成分，考核产品及材料在自然环境条件下的环境适应性和可靠性 。开展自然环境周期喷淋试验的 目 的是确定产品及材料在自然环境下的腐蚀速度，有效缩短试验周期，快速评价产品及材料的环境适应性 。

　　Ⅱ

　　GB/T 24517—2009

　　金属和合金的腐蚀

　　户外周期喷淋暴露试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了产品和材料开展户外周期喷淋暴露试验的试验原理 、试验装置 、试验条件 、试验程序 、试验记录 、数据处理及结果表述和试验报告等 。

　　本标准适用于金属及其合金材料 、金属覆盖层 、阳极氧化膜和转化膜的 自然环境周期喷淋腐蚀试验，对可能遇到淋雨环境的产品和材料亦可参照执行 。

　　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 。

　　GB/T 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

　　GB/T 14165—2008 金属和合金 大气腐蚀试验 现场试验的一般要求

　　GB/T 24516 . 1—2009 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀 地面气象因素观测方法

　　JB/T 10579 腐蚀数据统计分析标准方法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本标准 。

　　3 . 1

　　自然环境试验 naturalenvironmentaltest

　　将产品置于一类或几类自然环境中，通过试验评价其在预期使用环境中环境适应性能力的试验 。

　　3 . 2

　　自然环境加速试验 naturalenvironmentaccelerated test

　　可缩短自然环境试验时间的一类试验 。该类试验是利用设备或装置提高产品和材料在自然环境试验中现场预期遇到的主要环境应力的出现频率 、幅度 、大小及持续时间达到其目的 。

　　3 . 3

　　周期喷淋 periodicspraying

　　将试验溶液按规定的喷淋和间歇时间，周期循环地喷洒到试验样品表面，达到加速腐蚀的作用 。

　　4 试验原理

　　利用试验装置模拟自然环境中的降雨状态，通过增加试验样品表面干湿循环和强化雨水中的酸和盐等腐蚀介质，提高自然环境的严酷度，加速试样的腐蚀 。

　　5 试验条件

　　5 . 1 试验场地与设施

　　试验场应具有典型气候类型的环境特点 。大气试验场主风向上方附近不允许有影响试验的污染源存在，周围障碍物到暴露场边缘的距离至少是该障碍物高度的 3 倍以上，保证试验场空气流通，阳光不受遮挡 。

　　1

　　GB/T 24517—2009

　　5 . 1 . 1 开展户外周期喷淋试验要求的环境气候条件是在不低于 0 ℃的地区 。

　　5 . 1 . 2 将周期喷淋试验装置固定在大气暴露试验场内，与其他试验装置和设施不能相互干扰和影响 。

　　5 . 1 . 3 试验场应有环境因素监测场，满足大气环境因素测定方法所必需的监测仪器 。

　　5 . 2 试验装置与仪器

　　5 . 2 . 1 装置结构及要求

　　5 . 2 . 1 . 1 装置结构

　　装置的结构根据试样的大小和结构来设计，主要由喷嘴 、试验台架 、储水箱和压力水泵等部分组成 。对于开展小型零部件 、结构件和金属材料及其覆盖层的试验，本标准推荐选用台式周期喷淋试验装置，其结构示意图见图 1 。

　　1 — 喷嘴;

　　2 — 试验架;

　　3 — 积液台;

　　4 — 储水箱;

　　5 — 压力水泵;

　　6 — 时间控制器 。

　　图 1 装置结构示意图

　　5 . 2 . 1 . 2 装置工作流程

　　调整时间控制器，确定周期喷淋的喷淋时间和间歇时间 。 喷淋时，时间控制器闭合，压力水泵通电运行，将储水箱内的试验溶液抽起，通过喷嘴均匀地喷洒到样品表面 。

　　5 . 2 . 1 . 3 装置要求

　　a) 装置总体要求：

　　— 装置外箱体选用耐候性较好的材料制作;

　　— 当试验样品外形尺寸大于 1 000 mm×1 100 mm 时，台式喷淋装置无法固定试样，应放弃使用台式喷淋装置，选择使用其他喷淋装置 。

　　b) 装置各部分要求：

　　— 喷嘴，数 量 2 个 ~ 10 个，喷 嘴 孔 径 φ0 . 05 mm ~ φ0 . 5 mm, 离 试 验 架 高 度 500 mm ~ 800 mm 可调;

　　— 试验架，可变换角度，能调整到 0 °、15 °、30 °、45 °和 60 °等试验角度;

　　— 积液台，位于试验架下方，存储喷淋流下的溶液;

　　— 储水箱，选用耐酸 、碱 、盐的材料，推荐用合成材料，储水容积大于 0 . 4 m3 ;

　　— 压力水泵，扬程大于等于 3 m ;

　　— 时间控制器，可循环控制喷淋时间和间歇时间，实现周期循环喷淋 。

　　5 . 2 . 2 装置主要技术指标

　　5 . 2 . 2 . 1 装置的结构设计要合理，应能达到开展各种产品和材料的试验要求 。

　　5 . 2 . 2 . 2 台式喷淋试验装置的有效喷淋范围应大于 1 100 mm×1 000 mm,应使试验架各个部位固定

　　2

　　GB/T 24517—2009

　　的试验样品，都能均匀的喷淋到试验溶液 。

　　5 . 2 . 2 . 3 装置配置的压力水泵的功率要足够大(台式喷淋装置推荐功率在 0 . 5 kW 以上)，使试验溶液到达喷嘴时的压力最小达到 500 kPa 。

　　5 . 2 . 2 . 4 积液台较试验架尺寸大 30%以上(台式喷淋装置推荐尺寸为：1 400 mm×1 200 mm) 。

　　5 . 2 . 3 仪器

　　5 . 2 . 3 . 1 环境因素监测仪器

　　试验场安置的自然环境因素监测仪器，其精度要求和安装方法应符合 GB/T 24516 . 1—2009 中 4 . 2的规定 。

　　5 . 2 . 3 . 2 性能检测仪器

　　根据试样的性能测试项目选用相应的测试仪器和设备 。

　　5 . 3 喷淋溶液

　　喷淋的溶液是模拟雨水配制的水溶液 。本标准推荐模拟三类不同的雨水，第一类是近中性雨水， pH 值在 6 . 5 ~ 7 . 5 ,雨水中腐蚀性物质较少;第二类是酸性雨水，pH 值在 4 . 3 ~ 5 . 3 范围内，雨水中腐蚀性物质较多，主要含量为硫酸根 、亚硫酸根离子;第三类是含盐雨水，pH 值在 6 . 2 ~ 7 . 2 范围内，这类雨水中的腐蚀性物质较多，主要含量是氯离子 。本方法针对上述三种雨水的主要成分，提出了三种试验用喷淋溶液及其配制方法，参见附录 A 。

　　注：为避免酸性溶液对人体造成损害，建议操作人员采取适当的保护措施 。

　　6 试样

　　6 . 1 试样可以是产品 、零部件 、结构件或材料试片等，尺寸大小按产品的实际尺寸 。数量每周期 3 件 ~ 5 件 。

　　6 . 2 产品 、零部件 、结构件作为试验样品时，直接将产品及相关部分作为试样，不需制备 。

　　6 . 3 材料试片应制作成边长为 25 mm 的整数倍，推荐长宽比为 2 ∶ 1 ,厚度为 1 mm ~ 3 mm 。

　　6 . 4 试验前根据试样类别及试验目的，对试样原始性能进行检测，检测结果应记录在试样档案卡中 。

　　7 试验周期

　　7 . 1 装置运行 24 h 为一个试验周期 。

　　7 . 2 试验检测 周 期 根 据 试 样 的 耐 候 性 能 和 试 验 目 的 来 确 定，推 荐 周 期 为：10 d 、30 d 、60 d 、90 d 、 180 d 等 。

　　8 试验前准备

　　8 . 1 试样标识

　　试样的标识要具备唯一性，标识应在不对试验造成影响的部位，在整个试验过程中清晰可辨 。

　　8 . 2 预处理

　　8 . 2 . 1 试样的预处理是用不产生腐蚀或不产生防护膜的溶剂，清除试样表面的污物或临时性防护层 。

　　8 . 2 . 2 金属覆盖层试样在试验前还应用耐候性涂料做封边处理 。

　　8 . 3 试样放置

　　8 . 3 . 1 试样应牢固地固定在喷淋装置的试验架上，推荐采用朝南 45 °(根据试验 目 的也可选择其他朝向或夹角)。

　　8 . 3 . 2 试样之间不应互相接触或遮盖，不能和其他金属材料或吸水材料相互接触;试验样品之间选择合适的间距，保证喷淋溶液能均匀喷淋到每个样品的表面 。

　　8 . 3 . 3 试验装置的放置地点要与自然暴露试验区有一定的距离，并处于本地区主风向的下方，防止喷淋的溶液(由于风的影响)对其他试验样品造成影响 。

　　3

　　GB/T 24517—2009

　　9 试验

　　9 . 1 试验开始

　　9 . 1 . 1 根据试验目的配置不同的喷淋试验溶液，溶液的配置方法参见附录 A 。

　　9 . 1 . 2 将配制好的喷淋溶液盛入装置的储水箱内;在时间控制器上设定喷淋时间和间歇时间;开启电源，装置按设定的喷淋时间和间歇时间连续 、循环地开始试验 。

　　9 . 1 . 3 喷淋周期根据试验材料类别和试验环境进行设置，推荐喷淋周期设定为：喷淋时间 1 min,间歇时间 60 min(夜间喷淋时，间歇时间还可以适当延长)。

　　9 . 2 试验中断与恢复

　　9 . 2 . 1 在试验周期内，若遇自然降雨，要立即停止喷淋 。待降雨停止后，清洁积液台上的残余雨水，恢复装置的喷淋程序，详细记录降雨时间和降雨量 。

　　9 . 2 . 2 在试验周期内，遇 10 m/s 以上大风天气，要停止喷淋，避免大风将喷淋溶液吹走，使得试样表面不能喷淋到溶液 。待大风过后，及时清洁积液台上的尘土，恢复喷淋试验，记录大风造成喷淋停止时间 。

　　9 . 2 . 3 在试验周期内，若遇自然灾害等不可抗拒力的影响，要中断试验 。

　　9 . 3 中间检测

　　在规定的检测周期进行试样外观及性能的检测，其中金属产品及材料按 GB/T 14165—2008 规定进行，覆盖层按 GB/T 6461 的检测项 目 、内容及方法进行，并将检测结果记录在试样档案卡中 。

　　9 . 4 最终检测

　　试验结束，按相关标准要求对试样外观及性能进行检测 。

　　10 试验记录

　　10 . 1 环境因素记录

　　10 . 1 . 1 环境因素数据记录应按 GB/T 24516 . 1—2009 第 6 章的规定进行 。

　　10 . 1 . 2 试验期 自然环境因素监测参数与频率参见附录 B 。

　　10 . 2 试样检测记录

　　试样每周期获得的外观和性能检测结果，应填写在试样检测记录卡 。记录卡推荐格式见表 1 。

　　表 1 试样检测记录卡

　　项 目名称

　　试验地点

　　试验起止时间

　　试样编号

　　试样类别

　　试样制作工艺

　　检测标准

　　检测条件

　　检测仪器

　　原始检测数据

　　原始表面状态

　　检测时间

　　试验周期

　　检 测 结 果

　　重大记事

　　试验(检测)： 复查： 审核：

　　4

　　GB/T 24517—2009

　　10 . 3 运行记录

　　运行记录用于记录试验过程和各检测周期执行情况，主要记录内容见表 2 。

　　表 2 户外周期喷淋试验运行记录表

　　项 目名称

　　试验起止时间

　　架位编号

　　检测项 目

　　试样编号

　　试样数量

　　记录时间

　　运 行 情 况

　　原因分析及解决措施

　　重大事项及说明

　　记录人(签名)

　　1 1 数据处理与结果描述

　　1 1 . 1 数据处理

　　数据处理方法可参照 JB/T 10579 进行处理 。

　　1 1 . 2 结果描述

　　根据产品及材料的评价标准，获得试验样品的试验结果 。一般从以下几个方面进行描述：

　　a) 试验样品的外观变化;

　　b) 试验后出现的腐蚀缺陷;

　　c) 金属覆盖层外观等级和保护等级评判;

　　d) 金属覆盖层出现腐蚀(锈蚀)的时间;

　　e) 金属及合金的锈层颜色 、颗粒大小 、疏松程度等分析;

　　f) 样品重量损失 、腐蚀深度和腐蚀速度;

　　g) 机械性能或其他性能变化 。

　　12 试验报告

　　根据试样类型和试验目的，试验报告应有以下内容：

　　a) 本标准号;

　　b) 试验目的与试验地点;

　　c) 试验时间与试验方式;

　　d) 检测项目及试验与评价标准;

　　e) 喷淋溶液的类型与配制方法;

　　f) 试样外观变化描述与腐蚀评级;

　　g) 试样腐蚀及典型变化形貌;

　　h) 试验期环境因素数据;

　　i) 试样腐蚀速度与性能检测数据 。

　　5

　　GB/T 24517—2009

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　喷淋试验溶液配制方法

　　A.1 近中性水溶液

　　选用满足实验室分析用去离子水或蒸馏水，作为模拟近中性雨水试验溶液 。

　　A.2 酸性水溶液

　　A.2 . 1 溶液配制所用的试剂采用化学纯或化学纯以上的试剂 。将硫酸钠溶于去离子水中，其浓度为： 1 g/L±0 . 1 g/L 。

　　A.2 . 2 配制的酸性溶液，其 pH 值应在 4 . 3 ~ 5 . 3 范围内 。溶液的 pH 值可用稀释后的盐酸或氢氧化钠溶液逐步调整 。

　　A.2 . 3 测定所配溶液的 pH 值，可用酸度计或精密 pH 试纸来测定( 日常检测时用)。

　　A.3 含盐水溶液

　　A.3 . 1 溶液配制所用的试剂采用化学纯或化学纯以上的试 剂 。将 氯 化 钠 溶 于 去 离 子 水(或 蒸 馏 水)中，其浓度为：50 g/L±5 g/L 。

　　A.3 . 2 配制的含盐试验溶液，pH 值应在 6 . 2 ~ 7 . 2 范围内 。溶液的 pH 值可用稀释后的盐酸或氢氧化钠溶液逐步调整 。

　　A.3 . 3 测定所配溶液的 pH 值，可用酸度计或精密 pH 试纸来测定( 日常检测时用)。

　　A.4 溶液的过滤

　　为了避免喷嘴堵塞，溶液在使用前应用不低于 80 目(相当于 0 . 2 mm)的不锈钢网过滤 。

　　A.5 配制溶液的精度

　　溶液中最大允许杂质含量和测定方法见表 A. 1 。

　　表 A.1 溶液中最大允许杂质含量

　　杂质

　　最大允许含量(质量分数)

　　%

　　测 定 方 法

　　铜

　　0 . 001

　　用原子吸收分光光度法或其他精度相似的方法测定

　　镍

　　0 . 001

　　碘化钠

　　0 . 1

　　总体

　　0 . 5

　　6

　　GB/T 24517—2009

　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　大气环境因素监测项目

　　B.1 大气环境因素监测项目

　　大气环境因素监测项目及内容见表 B. 1 。

　　表 B.1 环境因素监测项目及内容

　　环境参数

　　单位

　　测量种类和次数

　　测定数据

　　温度

　　℃

　　连续或每天至少 4 次

　　平均 、最高 、最低

　　相对湿度

　　%

　　连续或每天至少 4 次

　　平均 、最大 、最小

　　风向风速

　　m/s

　　连续或每天至少 4 次

　　平均风速 、最多风向

　　太阳辐射

　　MJ/m2

　　连续

　　红外 、紫外 、总辐射

　　日照

　　h

　　连续

　　日照时数 、日照百分率

　　降水

　　mm/d

　　连续

　　降水时数 、降水量

　　天气现象

　　连续

　　雨 、雪 、雷 、电等

　　形成温度 >0 ℃和

　　RH>80%的潮湿状态的时间

　　h

　　—

　　每月和每年小时数

　　SO2 含量

　　mg/m3

　　mg/(m2 · d)

　　瞬时连续

　　月平均

　　氯离子含量

　　mg/(m2 · d)

　　连续

　　月平均

　　氯化氢含量

　　mg/m3

　　瞬时

　　月平均

　　氮氧化物含量

　　mg/m3

　　mg/(m2 · d)

　　瞬时连续

　　月平均

　　雨水分析

　　mg/m3

　　连续

　　pH 值 、硫酸根 、氯离子

　　大气降尘

　　g/( cm2 ·30 d)

　　连续

　　水溶性和非水溶性