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大氣腐蝕環境分類 日期:2023-01-10 點擊:642次

大氣腐蝕環境分類

材料在不同大氣環境中的腐蝕破壞程度差異很大,例如,距海24.3米處的鋼腐蝕速度為距海243.8米處的大約12倍。試驗表明,若以Q235鋼板在我國拉薩市大氣腐蝕速率為1,則青海察爾漢鹽湖大氣腐蝕速率為4.3,廣州城市為23.9,湛江海邊為29.4,相差近30倍。因此,在防腐蝕工程設計和制定產品環境適應性指標時,均需按大氣腐蝕環境分類進行。

大氣環境分類一般有兩種方法,一種是按氣候特征劃分,即自然環境分類;另一種是按環境腐蝕嚴酷性劃分。后者更接近于應用實際而被普遍采用。國際標準ISO9223~9226便是根據金屬標準試片在環境中自然暴露試驗獲得的腐蝕速率及綜合環境中大氣污染物濃度和金屬表面潤濕時間進行分類。將大氣按腐蝕性高低分為5類,即:

C1:很低

C2:低

C3: 中

C4:高

C5:很高  


在涂料界,國際標準化組織又頒布了更有針對性的標準:ISO12944-1~8:1998  《色漆和清漆 ─ 保護漆體系對鋼結構的防腐保護》(Paints and varnishes ─ Corrosion protection of steel structures by protective paint systems)[ 。這是一部在國際防腐界通行的、權威的防護涂料與涂裝技術指導性國際標準。目前,在國內涂料、涂裝行業、腐蝕與防護行業及相關設計研究院所、高等學校,在重大防腐工程設計、招投標及施工過程中都使用到這一綜合性標準。標準共分八個部分:


第1部分 總則

第2部分 環境分類

第3部分 設計上的考慮

第4部分 表面類型與表面處理

第5部分 保護漆體系、

第6部分 試驗方法

第7部分 涂漆工藝

第8部分 新工程和維護工作規范的制定。


其中第2部分系統地介紹了大氣腐蝕環境分類。而導致腐蝕產生的環境因素主要有大氣、各類水質和土壤三方面,所以標準規定了大氣腐蝕環境級別和鋼結構在水下和土壤中的腐蝕環境分類 。參照ISO12944-5,就可以針對某種腐蝕環境設計涂裝系統 。其中,該標準根據不同大氣環境的腐蝕性及其特征污染物質的污染程度,將涂料產品面對的大氣環境大致分為鄉村大氣、城市大氣、工業大氣和海洋大氣四種類型。

表 -1  ISO 12944-2對于大氣腐蝕環境的分類以及典型環境的舉例

腐蝕

級別 單位面積的質量/厚度損失(暴露一年后) 溫和的氣候中,典型的環境舉例

(僅供參考)

 低碳鋼 鋅 外部的 內部的

 質量損失

g/m2 厚度損失

μm 質量損失

g/m2 厚度損失

μm  

C1    很低 ≤10 ≤1.3 ≤0.7 ≤0.1 --- 具有干凈空氣的建筑,如辦公室,商店,學校

C2        低 10~200 1.3~25 0.7 ~ 5 0.1~0.7 空氣低污染

主要在鄉村地區 會發生露水的建筑如:體育館,航空站。

C3        中等 200~ 400 25~ 50 5 ~ 15 0.7~ 2.1 在城市中,有工業氣體,受SO2污染程度中等,或有低鹽分的海濱地區 濕度高和有一些空氣污染的生產車間,如食品加工廠、洗衣店、釀酒廠、奶廠等。

C4        高  400~ 650 50~ 80 15~ 30 2.1~4.2 工業區和具有中等鹽分的沿海地區 化工廠、游泳池、海船、碼頭等

C5-1      很高(工業) 650~1500 80~200 30 ~ 60 4.2~ 8.4 高濕度的工業區,同時空氣污染嚴重 溫度通常在露點以下,高污染地區

C5-M     很高(海上) 650~1500 80~ 200 30~ 60 4.2~ 8.4 高鹽分沿?;蚝I?同上

注意:1.該表中所用的腐蝕級別換算值同ISO9223一樣

2.在沿海、濕熱地區,如果質量和厚度損失超過C5-M所列出的,那么在選擇結構防腐涂

料時需特別注意。


表-2      ISO 12944-2對于鋼結構所處水和土壤環境的分類

分類 環境 環境和建筑舉例

1m1

1m2

1m3 新鮮水

海水或鹽水

土壤 河流裝置 水電廠。

港口區域的建筑結構,如:水閘門、鎖等,海上結構。

儲油罐、鋼樁、鋼管。


    在我國,上世紀九十年代也制定并頒布了類似標準,即GB/T 15957-1995《大氣環境腐蝕性分類》。該標準系以裸露的碳鋼(以A3鋼為基準)在不同大氣環境下腐蝕等級劃分和防護涂料及其類似防護材料品種選擇為重要依據。該標準主要根據碳鋼在不同大氣環境下暴露第一年的腐蝕速率(mm/a),將腐蝕環境類型分為:無腐蝕、弱腐蝕、輕腐蝕、中腐蝕、較強腐蝕、強腐蝕六大類,并給出不同腐蝕環境下的腐蝕速率等 。該標準還按照影響鋼鐵腐蝕的氣體成分與含量,將腐蝕性氣體分為A、B、C、D四類,


表1-8  GB/T 15957-1995大氣腐蝕環境類型的技術指標

腐蝕類型 腐蝕速率

mm/a 腐蝕環境

等級 名稱  環境氣體類型 相對濕度

(年平均)% 大氣環境

Ⅰ 無腐蝕 <0.001 A <60 鄉村大氣

Ⅱ 弱腐蝕 0.001~0.025 A

B 60~75

<60 鄉村大氣

城市大氣

III 輕腐蝕 0.025~0.050 A

B

C >75

60~75

<60 鄉村大氣

城市大氣和

工業大氣

Ⅳ 中腐蝕 0.050~0.20 B

C

D >75

60~75

<60 鄉村大氣

工業大氣和

海洋大氣

Ⅴ 較強腐蝕 0.20~1.00 C

D >75

60~75 工業大氣

Ⅵ 強腐蝕 1~5 D >75 工業大氣

 注:在特殊場合與額外腐蝕負荷作用下,應將腐蝕類型提高等級,如:

a)機械負荷: 1)風砂大的地區,因風攜帶顆粒(砂子等)使鋼結構發生磨蝕的情況。2)鋼結構上用于(人或車輛)通行或有機械重負載并定期移動的表面 。b)經常有吸潮性物質沉積于鋼結構表面的情況。


表1-9   環境氣體分類 GB/T15957-1995

氣體類別 腐蝕性物質

名稱 腐蝕性物質

含量,(g/m3) 氣體類別 腐蝕性物質

名稱 腐蝕性物質

含量,(g/m3)

A 二氧化硫 <0.5 C 二氧化硫 10~200

 氟化氫 <0.05  氟化氫 5~10

 硫化氫 <0.01  硫化氫 5~100

 氮的氧化物 <0.01  氮的氧化物 5~25

 氯 <0.01  氯 1~5

 氯化氫 <0.05  氯化氫 5~10

B 二氧化碳 >2000 D 二氧化硫 200~1000

 二氧化硫 0.5~10  氟化氫 10~100

 氟化氫 0.05~5  硫化氫 >100

 硫化氫 0.01~5  氮的氧化物 25~100

 氮的氧化物 0.1~5  氯 5~10

 氯 0.1~1 / /

 氯化氫 0.05~5  

注:當大氣中同時含有多種腐蝕性氣體,則腐蝕級別應取最高的一種或幾種為基準。


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