腐蚀评级及实验标准名录与大气腐蚀环境分类

2021-04-15 13:46:45 作者：中国腐蚀与防护网来源：中国腐蚀与防护网分享至：

腐蚀评级及实验标准名录

大气腐蚀环境分类

材料在不同大气环境中的腐蚀破坏程度差异很大，例如，距海24.3米处的钢腐蚀速度为距海243.8米处的大约12倍。试验表明，若以Q235钢板在我国拉萨市大气腐蚀速率为1，则青海察尔汉盐湖大气腐蚀速率为4.3，广州城市为23.9，湛江海边为29.4，相差近30倍。因此，在防腐蚀工程设计和制定产品环境适应性指标时，均需按大气腐蚀环境分类进行。

大气环境分类一般有两种方法，一种是按气候特征划分，即自然环境分类；另一种是按环境腐蚀严酷性划分。后者更接近于应用实际而被普遍采用。国际标准ISO9223～9226便是根据金属标准试片在环境中自然暴露试验获得的腐蚀速率及综合环境中大气污染物浓度和金属表面润湿时间进行分类。将大气按腐蚀性高低分为5类，即：

C1：很低

C2：低

C3: 中

C4：高

C5：很高

在涂料界，国际标准化组织又颁布了更有针对性的标准：ISO12944-1～8:1998 《色漆和清漆 ─ 保护漆体系对钢结构的防腐保护》（Paints and varnishes ─ Corrosion protectionof steel structures by protective paint systems）。这是一部在国际防腐界通行的、权威的防护涂料与涂装技术指导性国际标准。目前，在国内涂料、涂装行业、腐蚀与防护行业及相关设计研究院所、高等学校，在重大防腐工程设计、招投标及施工过程中都使用到这一综合性标准。标准共分八个部分：

第1部分总则

第2部分环境分类

第3部分设计上的考虑

第4部分表面类型与表面处理

第5部分保护漆体系、

第6部分试验方法

第7部分涂漆工艺

第8部分新工程和维护工作规范的制定。

其中第2部分系统地介绍了大气腐蚀环境分类。而导致腐蚀产生的环境因素主要有大气、各类水质和土壤三方面，所以标准规定了大气腐蚀环境级别和钢结构在水下和土壤中的腐蚀环境分类。参照ISO12944-5，就可以针对某种腐蚀环境设计涂装系统。其中，该标准根据不同大气环境的腐蚀性及其特征污染物质的污染程度，将涂料产品面对的大气环境大致分为乡村大气、城市大气、工业大气和海洋大气四种类型。

在我国，上世纪九十年代也制定并颁布了类似标准，即GB/T 15957-1995《大气环境腐蚀性分类》。该标准系以裸露的碳钢（以A3钢为基准）在不同大气环境下腐蚀等级划分和防护涂料及其类似防护材料品种选择为重要依据。该标准主要根据碳钢在不同大气环境下暴露第一年的腐蚀速率（mm/a），将腐蚀环境类型分为：无腐蚀、弱腐蚀、轻腐蚀、中腐蚀、较强腐蚀、强腐蚀六大类，并给出不同腐蚀环境下的腐蚀速率等。该标准还按照影响钢铁腐蚀的气体成分与含量，将腐蚀性气体分为A、B、C、D四类。

京津冀大气腐蚀等级地图

中国空间技术研究院与北京科技大学国家材料服役安全科学中心用误差反向传播网络实现了京津冀地区的腐蚀预测。结果表明：京津冀地区 Q235 大气腐蚀等级为C2、C3和C4。

选择8 种大气腐蚀显著影响因素（暴露时间、温度、湿度、日照时数、降水量、风速、SO2和NO2 ）作为 Q235 大气腐蚀建模影响因素，碳钢 Q235 大气腐蚀数据及其影响因素数据主要来源于国家材料环境腐蚀平台，预测数据环境因素数据来源于国家气象局数据库。以 2015 年、2016 年和 2017 年单年、连续 2 年和连续 3 年的 27 个点位的 Q235 大气腐蚀速率的预测结果为基础对京津冀地区Q235 大气腐蚀速率进行分析，空间差值方法为贝叶斯克里金方法。2015 年和 2016 年基本以承德、廊坊和保定一线为分界线，其西北方向腐蚀等级为 C3 级，东南方向腐蚀等级为 C4。2017 年分界线向东南方向移动，腐蚀等级 C4 区域面积减少。高强度腐蚀区域基本上与大气污染物以及高风速区域重合，同时海岸附近的氯离子也加速了腐蚀。

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

如果以多年Q235的腐蚀数据来看，2015~2016年仅有唐山、保定和邢台部分地区腐蚀等级达到C4，而2015~2017年所有地区都是C2和C3等级。

研究人员计算了不同地区出现C3和C4腐蚀的概率分布。从2015年到2017年，年均腐蚀等级达到 C3的概率依次递减。与单年的腐蚀达到三级腐蚀的概率相比，累年年均的概率较低。从2015年到2017年，年均腐蚀等级达到C4的概率差异不明显概率较大的区域主要集中在承德、廊坊和保定一线的东南区域。2015~2016 累年腐蚀等级达到C4的区域和概率数值均大于 2015~2017 年累计年年均数值。

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

影响碳钢土壤腐蚀的因素包括材料性质、埋藏时间和土壤环境因素 3 个方面。土壤腐蚀材料性质属于影响腐蚀速率的内因，而另外 2 个因素属于影响腐蚀速率的外因。随着埋藏时间的增加，碳钢土壤腐蚀的腐蚀产物也在不断地产生，进而影响碳钢的土壤腐蚀。为提高模型的精度，减少弱影响变量对预测结果的影响，根据相关文献选取腐蚀影响因素为含水量、pH、含盐总量、埋藏时间、土壤温度、全氮量、有机质、容重和总孔隙率。

土壤腐蚀影响因素权重分析及预测模型建模数据来源于国家材料环境腐蚀平台中国腐蚀与防护网（ www. ecorr. org），包括碳钢在全国 25 个地点具体土壤类型的腐蚀速率和土壤环境因素数据，共计 64 组。在进行预测时，上述 8 种土壤环境因素和埋藏时间为预测的输入量。其中，土壤中的含水量和土壤温度使用中国年均降水量和年均温度进行替代。其他 6 种土壤环境数据来自全国土壤属性数据库（ www. soilinfo. cn），为 1 km × 1 km分辨率的栅格数据，如图 1 所示。

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg