对我国大气环境腐蚀性分类的探讨

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1995.0M.017 第17卷第4期 北京科技大学学报 Vol.17 No.4 19958Journal of University of Science and Technology Beijing Ag.19% 对我国大气环境腐蚀性分类的探讨 汪轩义肖珩王光雍 北京科技大学腐蚀与表面技术研究开放实验室，北京100083 摘要在SO9223金属和合金一大气腐蚀性分类标准的基础上，针对我国大气环境的具体情况，提 出了适合我国大气环境腐蚀性分类的技术指标，并对我国典型地区的大气环境的腐蚀性进行了分 类，得到了既符合SO分类原则又更适合我国实际情况的结果， 关健词大气腐蚀，金属，标准/腐蚀性分类 中图分类号TG172.3,X651 Classification of Atmospheric Corrosivity in China Wang Xuanyi Xiao Heng Wang Guangyong Department of Surface Science and Corrosion Engineering,USTB,Beijing 100083,PRC ABSTRACT According to classification standard of corrosivity categories of atmos- pheres (ISO9223)and the corrosion data obtained from the testing stations of atmospheric corrosion in China,the ways of corrosivity categories of atmospheres in China are put out and the final results of the atmospheric corrosivity of typical areas in China are obtained. KEYWORDS atmospheric corrosion,metal,standards corrosivity categories 大气环境腐蚀性分类是一种技术特性，在有特殊使用要求下，特别是在有使用寿命要 求的情况下，腐蚀性类型为在大气环境中选择合适的金属材料和保护措施提供依据·为 此，给我国大气环境进行腐蚀性分类，对国民经济建设具有重要意义· 1按S09223标准对我国典型地区大气环境腐蚀性的分类 根据S09223标准对我国一些地区大气环境腐蚀性进行分类的结果见表1. 由表1的结果可见，运用国 表1我国部分地区大气环境腐蚀性分类结果 际标准，根据A3钢腐蚀率的分 地点 北京青岛武汉广州琼海万宁江津 类与根据环境因素的分类结果绝 以A3钢腐蚀 C3 C3 C4 大多数地区不一致，这主要是因 率分类结果 C3 C4 C3 C4 为S09223标准的制定没有能参 以环境因素 分类结果 C4 C5 C3C4C3-4C5 C5 考我国大陆地区的腐蚀数据，为 1995-01-12收稿 第一作者男30岁工程师

第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 】，巧 年 月 巧 吨 。 嗯 。 望巧 对我 国大气环境腐蚀性分类 的探讨 汪轩义 肖 琦 王 光 雍 北京科技大学腐蚀 与表 面技术研究开放 实验室 ， 北京 侧】〕 摘要 在 金属 和 合金 一 大气腐蚀性分类标准 的基础上 ， 针对我 国大气环境 的具体情况 ， 提 出了适合我 国大气环境腐蚀性分类 的技术指标 ， 并对我 国典 型 地 区 的大气环 境 的腐 蚀性 进行 了分 类 ， 得到 了 既符合 分类原则又 更适合我 国 实际情况 的结果 关键词 大气腐蚀 ， 金属 ， 标准 腐蚀性分类 中图分类号 ， 讯 陀 角沼 叮 ， ， ， 脸 ， 七让以 ， ， 大 气 环 境 腐 蚀性 分 类 是 一 种 技 术 特 性 ， 在有 特殊使用要 求下 ， 特 别 是在有 使用 寿 命要 求 的情 况 下 ， 腐蚀 性 类 型 为 在 大 气 环 境 中 选 择合 适 的金 属 材 料 和 保 护 措 施 提 供 依 据 为 此 ， 给 我 国 大 气 环 境 进 行腐 蚀性分类 ， 对国 民经 济建设具有 重要 意义 按 标准对我国典型地区 大气环境腐蚀性的分类 根 据 ’ 标准 对我 国一 些地 区大气环境腐蚀性 进行分类 的结果见表 由表 的结果 可见 ， 运 用 国 际标准 ， 根据 钢腐蚀率 的分 类 与根 据环境 因素的分类结果 绝 大多 数地 区不 一 致 ， 这 主要 是 因 为 标 准 的制定 没有 能 参 考我 国大 陆地 区 的腐蚀数据 ， 为 一 一 收 稿 第 一 作 者 男 表 我 国部分地 区 大 气环 境 腐 蚀 性分 类结 果 地点 以 钢腐蚀 率分类结果 以 环境 因 素 分类结果 北 京 青 岛 武汉 广州 琼海 一 万 宁 江津 岁 工 程 师 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1995．04．017

·392 北京科技大学学报 1995年No.4 此，根据我国大陆地区近30年来积累的大气腐蚀暴露试验数据，以SO9223标准为基础对 我国大气环境腐蚀性分类进行深人研究· 2大气环境腐蚀性分类的技术指标 对大气环境腐蚀性类型划分的技术指标确定原则是：以S09223为基，充分参考我国 大陆地区积累的腐蚀数据，使大气环境腐蚀性划分能反映我国的实际情况， 2.1大气环境腐蚀性分类的依据 普通碳钢耐大气腐蚀性能差，在其应用过程中普遍选用合适的保护措施·采用普通碳钢 作为标准试样，用其大气环境暴露试验腐蚀率作为对大气环境的腐蚀性进行分类是具有实际 意义的，研究表明)，环境对金属的大气腐蚀，以暴露开始时最为严重，因而可以用A3钢 第1年的腐蚀率的多少来划分大气环境的腐蚀性，用A3钢开始暴露的10年平均腐蚀率作 为参考指标.划分的范围见表2. 受潮的金属、合金及金属 表2按A3钢的腐蚀率分类的大气腐蚀性类型 覆盖层表面可能遭受大气腐蚀 腐 蚀 速 腐蚀性质和速度取决于表面形 腐蚀类型腐蚀性 率 单位 第1年 10年平均 成电解质的性质和液膜厚度， gm2.a￥.≤0 1。≤4 特别与大气中的气态和固态污 cl 弱腐蚀 um/a 7e≤13 'a≤0.5 染物的类型、浓度以及污染物 gm·a1030*>301 注：1环境数据为1984.09-1989.09统计数据；2*表示：计算机拟合值·

北 京 科 技 大 学 学 报 卯 年 此 ， 根 据我 国大 陆地 区 近 年来积累 的大气腐蚀暴露 试 验 数 据 ， 以 标 准为基 础对 我 国大气环境腐蚀性分类进行 深人研究 大气环境腐蚀性分类的技术指标 对大气环境 腐蚀性类 型划分 的技 术指标确定 原 则 是 以 为 基 充 分参考我 国 大 陆地 区积累 的腐蚀数据 ， 使大气环境腐蚀性 划分能反 映我 国 的实 际情 况 大气环境腐蚀性分类 的依据 普 通碳钢耐大气腐蚀性能差 ， 在其 应用过程 中普遍 选 用合适 的保护措施 采 用普通碳 钢 作 为标准试样 ， 用 其大气环境暴露 试验腐蚀率作 为对大 气环境 的腐蚀性进行分类是具有 实际 意 义 的 研究表 明〔 ， 环境 对金 属 的大气腐 蚀 ， 以 暴 露 开 始 时最 为 严 重 ， 因 而 可 以 用 钢 第 年 的腐蚀率 的多 少来划分大 气环境 的腐 蚀 性 ， 用 钢 开 始 暴 露 的 年 平 均 腐蚀 率作 为参考指 标 划分 的范 围见表 受潮 的金属 、 合金及金 属 表 按 钢的腐蚀率分类的大气腐蚀性类型 覆盖层表 面可能遭受大气腐蚀 腐蚀性 质和速度取 决于 表 面形 成 电解 质 的性 质和 液膜厚度 ， 特别 与大气 中的气态和 固态 污 染 物 的类 型 、 浓 度 以 及 污染 物 在金属 表 面作 用 时 间 的长短有 关 根据我 国普 通碳 钢 长期 大 气腐蚀暴露试验结果 ‘’ 一 ’ 〕 ， 大 气 中的腐蚀性成分 以 硫化物 主 要是 和 氯化物 一 对 普通钢大气腐蚀影 响最 为显著 我 国一些地 区 的部分 环 境数据 和 污染性成分数 据见 表 腐 蚀 速 率 腐蚀类型 腐蚀性 腐 蚀 速 率 单 位 第 年 年平均 平 。 簇 ， 。 毛 弱腐蚀 鲜 。 蕊 下 。 簇 · 。 簇 姗 ， 。 簇 钓 轻腐蚀 拜 乞 。 蕊 。 成 耐 一 。 簇 绷 。 蕊 中腐蚀 拜 。 簇 父 簇 · 姗 下。 簇 下 。 簇 较强 腐蚀 ，。 簇 ， 蕊 ， · 下 。 簇 ， 翎 ， 簇 姗 强 腐蚀 解 。 姗 下。 毛 的 表 我 国典型地 区 的大气环境数据和 钢腐蚀率 腐蚀情 况 氧 化 单位 习耐 · 武汉 粉 拜 ， 、一肠‘勺，厂期一初户件、 一“代 竺姗 二氧 化硫 拜 切 韶 潮 湿 时间 ’ 钢腐 下 · 蚀率 下 妞 · 一 月 注 环境数据为 的一 伪 统计数据 表示 计算机拟合值

Vol.17 No.4 汪轩义等：对我国大气环境腐蚀性分类的探讨 .393 采用潮湿时间和二氧化硫及氯化物对空气的污染程度对大气腐蚀性进行分类的是符合实 际的 2.2潮湿时间的确定 潮湿时间取决于温度一湿度联合作用和场地类型，以每年相对湿度大于80%的小时数 或占暴露时间的年百分数来表示，将潮湿时间对钢铁大气腐蚀的影响按时间长短分为5类， 其结果见表4. 表4按潮湿时间分类的大气腐蚀性类型 腐蚀类型 t2 t3 T4 15 潮湿hat≤10 10<x≤250250<x≤30003000<t≤65006500<x 时间% t≤0.1 0.1<t≤33<t≤40 40<x≤7575<t 23污染物类型的划分 污染物类型分为2类：大气中硫化物的污染和含盐气氛的污染 大气根据二氧化硫污染的分类，参考我国环境质量标准1)技术指标分为4类，其结果 见表5.表中数值用至少通过1年的连续测量的年平均值表示，短期的测量结果仅能作为参考， 氯化物表示的含盐大气的分类，由于普通碳钢的暴露试验证明了氯离子含量与它们的腐 蚀并无线性关系，但产生氯化物沉积的大气环境中，被盐覆盖的金属表面由于盐的吸湿作 用使潮湿时间大大增长而加速金属的腐蚀.参考ISO9223的技术指标，将氯化物的污染分为 3类，见表6. 表5按二氧化硫污染分类的大气腐蚀性类型 表6按氯化物污染分类的大气腐蚀性类型 SO,沉积速度/ SO,浓度/ 腐蚀性 氯化物沉积速度/ 氯化物浓度 腐蚀性 g·mdt 4m·m-3 类型 mg.m-2.d- 4g·m3 类型 P≤16 P.≤20 PI S4≤10 S.≤30 SI 16<P≤50 20<P.≤80 P2 80<P.≤100 P3 10<S:≤300 30<S.≤1000 S2 50<P≤80 80<P≤200 100<P.≤250 P4 300<S4≤15001000<S.≤4000 S3 综合考虑潮湿时间、二氧化硫和氯化物的共同作用的大气环境腐蚀性分类方法见表7. 表7综合环境因素分类的大气腐蚀性类型 T4 t5 S1 S2 S3 SI S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 SI S2 S3 P1 C1 CICICICICI C2C2C2 C3C3 C3-4 C4 C4-5 C5 P2C1C1C1C1C1C1C2-3C2-3C2-3C3 C4C4C4 C4-5 C5 P3C1C1C1C1C1-2C1-2C2-3C2-3C3C3-4C4C4 C4 C5 C5 P4C1C1C1-2C1-2C1-2C2C3C3C4C4C4-5C5C4-5C5 C5

汪 轩 义 等 对我 国大 气 环 境腐蚀 性 分类 的 探 讨 采用 潮 湿 时 间和 二 氧化硫及 氯化物 对空 气 的污染程 度 对大气腐蚀性 进行分类 的是 符合 实 际 的 潮 湿时 间的确定 潮湿时 间取 决于 温度 一 湿度联合作用 和场地类 型 ， 以每年相 对湿 度 大 于 的小 时 数 或 占暴露 时 间的年百分数来表示 将潮 湿 时 间对钢铁大气腐蚀 的影 响 按 时 间长 短 分 为 类 ， 其结果见表 表 按潮湿时间分类的大气腐蚀性类型 腐蚀类型 潮 湿 她 毛 簇 旦〕 续 刀 仪幻 延 夕 】 又】 时 间 镬 毛 簇 簇 污染物 类型 的划分 污染物类型分 为 类 大气 中硫 化物 的污染 和含 盐气氛 的污染 大 气根据二 氧化硫污染 的分类 ， 参考我 国 环 境 质 量 标 准 ’ 〕 ， 技 术 指 标 分 为 类 ， 其 结 果 见 表 表 中数值 用 至 少 通 过 年 的连续测量 的年平均值表示 ， 短期 的测量结果仅能作为参考 氯化物表示 的含盐大气 的分类 ， 由于 普通 碳 钢 的暴露 试 验证明 了氯离子 含量 与它 们 的腐 蚀并 无线性 关 系 ， 但产 生氯化物沉积 的大气 环境 中 ， 被 盐覆 盖 的金 属 表 面 由 于 盐 的 吸 湿 作 用使潮 湿时间大大增 长而 加速金 属 的腐蚀 参考 的技 术 指 标 ， 将氯化 物的污染分为 类 ， 见表 表 按二 氧化硫污染分类的大气腐蚀性类型 表 按级化物污染分类的大气腐蚀性类型 沉积速度 浓度 雌 · 一 几 一 · 一 腐蚀性 类型 腐蚀性 类型 胜 几 落 ，︸伟、 几簇 印 几 簇 几 簇 簇 簇 的 毛 氯化物沉积速度 · 一 · 一 凡 簇 凡 簇 仪 以 凡 簇 ，以 氯化物浓度 拜 一 簇 簇 刀 《 瓦 簇 以 综合考虑 潮 湿 时 间 、 二 氧化硫 和 氯化 物 的共 同作 用 的大气环境 腐蚀性分类方 法 见 表 表 综合环境 因素分类 的大气腐蚀性类型 巧一 ︺︸︶︺、、气、︸ 一 一勺‘，傀︶、 下 一气、一个人 一 一 一 一 一 一 ，二︸且 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ︸

·394· 北京科技大学学报 1995年No.4 根据表3中的试验数据，分别以A3钢的腐蚀率、潮湿时间和污染物分类的结果见表8. 表8我国典型地区大气环境腐蚀性分类结果 分类结果 北京青岛·武汉江津广州琼海万宁 按潮湿时间分类结果t3t4π4x4x4 74 14 按氟化物污染分类结果S1S2S1S2 S1 S1 S2 按SO2污染分类结果P2P4P2P4P3 P2 P3 综合环境因素分类结果C2-3C4-5C3C4-5C3-4C3 C4 A3钢第1年腐蚀率分类C3C4C3C4C4C3 C3 由表8的结果可知，运用表2、表4~7规定的技术指标与用A3钢的腐蚀率和环境因素对我 国典型地区的大气环境进行腐蚀性分类的结果基本相符，说明按本文所述方法对大气环境进 行腐蚀性分类是适合我国具体情况的， 4结束语 大气环境腐蚀性分类是一种技术性较强的工作，正确地对我国大气环境腐蚀性进行分 类，将有助于国民经济建设中合理地选用金属材料、选择合适的金属保护措施，具有重大的 经济意义，本文在SO9223标准的基础上，建立的关于我国大气环境腐蚀性分类方法，将为 制定我国大气环境腐蚀性分类的国家标准提供依据.· 参考文献 1 IS09223 Corrosion of Metals and Alloys-Corrosivity of Atmospheres-Classification.International Standard. International Organization for Standardization Case Postale 56 CH-1211 Geneve 20.Switzerland:1992 2艾文思UR著.华保定译.金属的腐蚀与氧化.北京：机械工业出版社，1976.403 3严谨等，含铜低合金钢耐大气腐蚀性能研究一十五年大气暴露试验总结.中国腐蚀与防护学报，1986， 6(4):1~13 4黄春晓等，辽宁大气腐蚀性调查，中国商蚀与防护学报，1993,13(1)：21~28

北 京 科 技 大 学 学 报 卯 年 根据表 中的试验数据 ， 分别 以 钢 的腐蚀率 、 潮 湿 时 间和 污染物分类 的结果见表 表 我国典型地区 大气环境腐蚀性分类结果 分类结果 北京 青 岛 武汉 江津 广州 琼海 万 宁 按潮湿 时间分类结果 讲 讲 讲 按氯化物污 染分类结果 按 污染 分类结果 综合环境 因素分类结果 一 钢第 年腐蚀 率分类 一 一 一 以 由表 的结果 可 知 ， 运 用表 、 表 一 规定 的技术指标 与用 钢 的腐蚀率和环境因素对我 国典型地 区 的大 气环境 进行腐 蚀性分类 的结果基本相符 ， 说明按本文所述 方法对大气环境进 行腐蚀性分类是 适合我 国具体情 况 的 结束语 大 气 环 境 腐 蚀 性 分 类 是 一 种 技 术 性 较 强 的工 作 ， 正 确 地 对我 国大气环境腐蚀性进行分 类 ， 将有 助于 国 民经济建设 中合理地 选用金 属材料 、 选择合适 的金 属保护措施 ， 具有重大的 经济意 义 本文在 标准 的基 础上 ， 建 立 的关于 我 国大气环境腐蚀性分类方法 ， 将 为 制定 我 国大气 环境腐蚀性分类 的国家标准提供依 据 参 考 文 献 伪 】 ” 一 助毗 访 位 心 一 口王比币。 石朋 以 仪纽 坦 卿 劝 油 一 记 记 仁七氏盯 卯 艾 文思 著 华保定 译 金 属 的腐蚀 与氧化 北京 机械工 业 出版社 ， 卯 如 严谨等 含 铜低合金 钢 耐大 气腐 蚀 性 能研 究 一 十 五 年 大 气暴 露 试 验 总 结 中 国 腐蚀 与 防护学报 ， ， 一 黄春 晓等 辽 宁大气腐蚀性调 查 中国腐蚀 与 防护学报 ， 卯 ， 一