ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ
ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ.
МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД
УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПОТЕРЬ
В АТМОСФЕРНЫХ УСЛОВИЯХ

 

ГОСТ 9.040-74

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

Москва

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 14 октября 1974 г. № 2378 срок действия установлен

с 01.01.1976 г.

до 01.01.1981 г.

Снято ограничение срока действия (ИУС 4-86)

Настоящий стандарт распространяется на металлы и сплавы и устанавливает расчетно-экспериментальный метод ускоренного определения коррозионных потерь в зависимости от коррозионной агрессивности атмосферы.

Сущность метода заключается в определении коррозионных потерь на основании результатов комплекса ускоренных испытаний металлов и сплавов (в дальнейшем - образцы) и значений параметров, характеризующих коррозионную агрессивность атмосферы по ГОСТ 9.039-74.

Метод может быть использован для ускоренного определения коррозионных потерь анодных покрытий.

Метод не применяется:

для металлических систем, например, алюминиевых и магниевых сплавов, нержавеющих и высокопрочных сталей, склонных к местным видам коррозии (коррозионному растрескиванию, межкристаллитной коррозии, точечной коррозии), то есть в тех случаях, когда весовые потери полностью не характеризуют их коррозионную стойкость в атмосферных условиях;

для определения коррозионных потерь металлов и сплавов в атмосферных условиях, коррозионная агрессивность которых определяется загрязнениями, характерными для целлюлозно-бумажных, химических, металлургических и т.п. производств.

1. МЕТОД УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПОТЕРЬ

1.1. Ожидаемые коррозионные потери за первый год эксплуатации (М) в г/м² рассчитывают по формуле

где  и  - скорости коррозии соответственно под адсорбционной и фазовой пленками влаги в условно чистой атмосфере¹, г/(м² · ч);

¹ За условно чистую атмосферу принимают атмосферу, не содержащую коррозионно-активных агентов.

а - ускорение коррозии под адсорбционной пленкой влаги при наличии в атмосфере коррозионно-активного агента², г/(м² · ч);

² При расчете коррозионных потерь учитывается загрязнение воздуха сернистым газом и хлоридами.

[c] - концентрация коррозионно-активного агента в воздухе;

t_адс и t_фаз - продолжительность увлажнения поверхности соответственно адсорбционной и фазовой пленками влаги, ч/г.

Ускорение коррозии для промышленной атмосферы (a₁) рассчитывают в г/(м² · ч) на 1 мг/м³ SO₂.

Ускорение коррозии для морской атмосферы (a₂) рассчитывают в г/(м² · ч) на 1 мг хлор-иона м² · сут.

Ускорение коррозии для сельской атмосферы принимают равным нулю.

Для определения коррозионных потерь в атмосфере, загрязненной одновременно сернистым газом и хлоридами, коррозионные потери оценивают по наиболее агрессивному для конкретного металла или сплава загрязнению.

1.2. При расчете не учитывают:

коррозионные потери при относительной влажности менее 70 %;

изменение скорости коррозии в интервале относительной влажности воздуха от 70 до 100 %;

изменение скорости коррозии из-за отклонений температуры и содержания загрязнений в воздухе от их среднегодовых значений;

изменение скорости коррозии под фазовой пленкой влаги при наличии в атмосфере коррозионно-активных агентов.

1.3. Для определения значений , , a₁ и a₂ применяют способы ускоренных испытаний, приведенные в таблице.

1.4. Продолжительность увлажнения поверхности адсорбционной и фазовой пленками влаги, а также концентрации коррозионно-активных агентов в воздухе для конкретных климатических условий устанавливают по ГОСТ 9.039-74.

1.5. При необходимости определения коррозионных потерь за длительное время (свыше одного года) расчет производят по рекомендуемому приложению 1.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ , , a₁ и a₂

2.1. Определение  (способ 1)

2.1.1. Отбор образцов

2.1.1.1. Для испытаний применяют плоские образцы прямоугольной формы размерами 100´50, 150´100 и 150´50 мм, массой не более 200 г.

Допускается применять образцы такой же поверхности, но другой формы: в виде дисков, цилиндров, стержней и т.п., а также образцы, имитирующие детали или сборочные единицы.

2.1.1.2. Количество образцов для испытаний должно быть не менее 12 шт.

2.1.2. Оборудование

2.1.2.1. Камера искусственного климата - по ГОСТ 9.012-73, разд. 3. Камера должна обеспечивать параметры с предельными отклонениями не более:

по относительной влажности воздуха, %................................ ±3

по температуре, °С...................................................................... ±2

по концентрации сернистого газа, %....................................... ±10

по выпадению хлоридов, %....................................................... ±5

2.1.2.2. Весы аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.

2.1.3. Подготовка к испытанию

2.1.3.1. Подготовка образцов к испытанию - по ГОСТ 17332-71, разд. 3.

2.1.3.2. Маркировка образцов - по ГОСТ 17332, разд. 2.

2.1.4. Проведение испытаний

2.1.4.1. Испытания проводят при относительной влажности воздуха 95 % и температуре 5, 20 и 40 °С.

2.1.4.2. Образцы помещают в камеру, после чего устанавливают температуру, соответствующую одному из значений, указанных в п. 2.1.4.1. Допускается помещать образцы в камеру, в которой заранее установлена заданная температура.

2.1.4.3. Образцы выдерживают в камере при заданной температуре не менее 30 мин, после чего создают требуемую относительную влажность воздуха.

2.1.4.4. Общая продолжительность испытаний не менее 60 сут.

2.1.4.5. Испытания проводят круглосуточно. Время испытаний отсчитывают с момента установления номинальных параметров режима.

Продолжительность вынужденных перерывов в испытаниях (не более 48 ч), а также продолжительность промежуточных съемов образцов не входят в общую продолжительность испытаний.

2.1.4.6. Съемы образцов из камеры производят через 10, 20, 40 и 60 сут.

2.1.4.7. После каждого съема массу образцов определяют взвешиванием с предварительной выдержкой их в эксикаторе с силикагелем или хлористым кальцием не менее 24 ч.

2.1.5. Обработка результатов

2.1.5.1. Критерием оценки результатов ускоренных испытаний является изменение массы образцов металлов и сплавов.

2.1.5.2. Находят среднюю арифметическую величину изменения массы образцов, по которой строят кривые в координатах «коррозионные потери - время» для температур 5, 20 и 40 °С.

2.1.5.3. Установившееся значение скорости коррозии (K) в (г/(м² · ч) вычисляют по линейным участкам этих кривых для каждой температуры испытаний по формуле

где М₂ - коррозионные потери, г/м² за время t₂,ч;

М₁ - коррозионные потери, г/м² за время t₁, ч.

2.1.5.4. На основании значений K строят рабочую кривую в координатах  - t °C.

2.1.5.5. Значение скорости коррозии под адсорбционной пленкой влаги в условно чистой атмосфере () находят по этой кривой, исходя из среднего значения температуры в конкретных климатических условиях по справочному приложению 2.

2.1.6. Требования безопасности

2.1.6.1. Требования безопасности при подготовке образцов и проведении испытаний - по ГОСТ 9.012-73.

2.1.6.2. Электрооборудование камер должно соответствовать требованиям «Правил устройства электроустановок», «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителем» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем».

2.2. Определение  (способ 2).

2.2.1. Отбор образцов - по п. 2.1.1.

2.2.2. Оборудование - по п. 2.1.2.

2.2.3. Подготовка к испытаниям - по п. 2.1.3.

2.2.4. Проведение испытаний

2.2.4.1. Испытания проводят при относительной влажности воздуха 100 % и температуре 5, 20 и 40 °С.

2.2.4.2. Образцы помещают в камеру, температуру и относительную влажность воздуха в которой устанавливают в последовательности, указанной в пп. 2.1.4.2 и 2.1.4.3, после чего поверхность образцов обрызгивают дистиллированной водой по ГОСТ 6709-72.

Обрызгивание образцов производят в течение 5 мин через каждые 4 ч с интенсивностью искусственного дождя от 3 до 10 мм/мин.

2.2.4.3. Общая продолжительность испытаний - не менее 60 сут.

2.2.4.4. Съемы и взвешивание образцов производят по п. 2.1.4.6 и 2.1.4.7.

2.2.5. Обработка результатов

2.2.5.1. Значение скорости коррозии под фазовой пленкой влаги в условно чистой атмосфере () определяют в последовательности, установленной для  по п. 2.1.5.

2.2.6. Требования безопасности - по п. 2.1.6.

2.3. Определение a₁ (способ 3).

2.3.1. Отбор образцов - по п. 2.1.1.

Количество образцов для испытаний должно быть не менее 15 шт.

2.3.2. Оборудование - по п. 2.1.2.

2.3.3. Подготовка к испытанию - по п. 2.1.3.

2.3.4. Проведение испытаний

2.3.4.1. Испытания проводят при относительной влажности воздуха 95 %, температуре 20 °С и концентрациях сернистого газа 0,5; 2,0 и 6,0 мг/м³.

2.3.4.2. Образцы помещают в камеру, в которой устанавливают заданную температуру и относительную влажность воздуха в последовательности, указанной в пп. 2.1.4.2 - 2.1.4.6, после чего в камеру вводят сернистый газ в одной из концентраций, указанных в п. 2.3.4.1.

2.3.4.3. Общая продолжительность испытаний - не менее 20 сут.

2.3.4.4. Съемы образцов с испытаний производят через 4, 8, 12, 16 и 20 сут.

2.3.4.5. Взвешивание образцов - по п. 2.1.4.7.

2.3.5. Обработка результатов

2.3.5.1. Обработку результатов производят по пп. 2.1.5.1 - 2.1.5.3.

2.3.5.2. На основании значений K, полученных три испытаниях в атмосфере, содержащей сернистый газ, строят кривые в координатах ,

где  - скорость коррозии при испытаниях в атмосфере, содержащей сернистый газ, г/(м² · ч);

 - концентрация сернистого газа в мг/м³.

2.3.5.3. На кривой, построенной в координатах , выбирают участок в области концентраций, близких к наблюдаемым в конкретных климатических условиях, и аппроксимируют его прямой.

2.3.5.4. Ускорение коррозии a₁ в г/м²·ч из расчета на 1 мг/м³ SO₂ вычисляют по формуле

где  - скорость коррозии, г/(м² · ч), при концентрации сернистого газа в атмосфере , мг/м³;

 - скорость коррозии, г/(м² · ч), при концентрации сернистого газа в атмосфере , мг/м³.

Примечание. При расчете a₁ зависимость скорости коррозии от температуры принимается неизменной при всех концентрациях сернистого газа в атмосфере.

2.3.6. Требования безопасности - по п. 2.1.6.

2.4. Определение a₂ (способ 4)

2.4.1. Отбор образцов - по п. 2.1.1.

Количество образцов для испытаний - по п. 2.3.1.

2.4.2. Оборудование

2.4.2.1. Оборудование - по п. 2.1.2.

2.4.2.2. Аэрозольный аппарат, обеспечивающий распыление соляного тумана из 3 %-ного раствора хлористого натрия по ГОСТ 4233-66, ч. д. а., дисперсностью 1 - 10 мкм (95 % капель) и водностью 2 - 3 г/м³. Дисперсность и водность соляного тумана контролируют по ГОСТ 15151-69.

2.4.3. Подготовка к испытаниям - по п. 2.1.3.

2.4.4. Проведение испытаний

2.4.4.1. Испытания проводят при относительной влажности воздуха 95 %, температуре 20 °С и выпадении хлоридов 10, 30 и 60 мг/(м² · сут).

2.4.4.2. Образцы помещают в камеру, в которой устанавливают заданную температуру и относительную влажность воздуха в последовательности, указанной в пп. 2.1.4.2 - 2.1.4.5, и подвергают воздействию соляного тумана.

2.4.4.3. Распыление производят один раз в сутки от 5 до 15 мин в зависимости от заданной величины выпадения хлоридов и конструкции аппарата.

2.4.4.4. Выпадение хлоридов контролируют следующим образом: одновременно с образцами в различных местах камеры помещают не менее трех стеклянных пластин размером 90´120 мм. Спустя 30 мин после распыления пластины вынимают из камеры, смывают дистиллированной водой с их поверхности хлористый натрий и в полученных растворах определяют содержащие хлор-иона нефелометрическим способом на приборе ФЭК-Н-57.

2.4.4.5. Общая продолжительность испытаний - не менее 20 сут.

2.4.4.6. Съемы образцов с испытаний - по п. 2.3.4.4.

2.4.4.7. Взвешивание образцов - по п. 2.1.3.8.

2.4.5. Обработка результатов

2.4.5.1. Обработку результатов производят по пп. 2.1.5.1 - 2.1.5.3.

2.4.5.2. На основании значений K, полученных при испытаниях в атмосфере соляного тумана, строят кривые в координатах

где  - скорость коррозии при испытаниях в соляном тумане, г/(м² · ч);

 - концентрация или выпадение хлоридов в мг/(м² · сут).

2.4.5.3. На кривой, построенной в координатах , выбирают участок в области концентраций, близких к наблюдаемым в конкретных климатических условиях, и аппроксимируют его прямой.

2.4.5.4. Ускорение коррозии (a₂) в г/м² из расчета на 1 мг/(м² · сут) хлор-иона вычисляют по формуле

где  - скорость коррозии, г/(м² · ч), при выпадении хлоридов , мг/(м² · сут);

 - скорость коррозии, г/(м² · ч), при выпадении хлоридов , мг/(м² · сут).

2.5. Пример определения коррозионных потерь цинка приведен в приложении 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 к ГОСТ 9.040-74

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОЖИДАЕМЫХ КОРРОЗИОННЫХ ПОТЕРЬ ЗА ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. Коррозионные потери за длительное время эксплуатации (М_t) в г/м² вычисляют по формуле

M_t = Mtⁿ,                                                                (1)

где М - коррозионные потери по п. 1.1 настоящего стандарта, г/м²;

t - время, годы;

n - коэффициент, учитывающий влияние продуктов коррозии на скорость коррозионного процесса.

Для стали марки 10ХНДП расчет М_t на открытом воздухе в сельской и промышленной атмосферах производят по формуле

M_t = M(1 + nlg t).                                                         (2)

Значения коэффициента n для различных металлов и сплавов приведены в таблице.

2. Для вновь разработанных сплавов, а также для металлов и сплавов, не указанных в таблице, значения коэффициента n в формулах (1) и (2) определяют по результатам испытаний на коррозионных испытательных станциях по ГОСТ 17332-71.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 к ГОСТ 9.040-74

Справочное

Значения средней температуры за год, вычисленные по среднемесячным температурам для интервала от минус 1 °С до максимально наблюдаемой

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 к ГОСТ 9.040-74

Справочное

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПОТЕРЬ ЦИНКА В ПРИМОРСКОМ РАЙОНЕ

Требуется определить коррозионные потери цинка в заданном приморском районе.

Коррозионная агрессивность атмосферы этого района характеризуется следующими параметрами:

продолжительность увлажнения адсорбционной пленкой влаги - 1100 ч/г;

продолжительность увлажнения фазовой пленкой влаги - 2000 ч/г;

средняя температура, вычисленная по среднемесячным значениям температур от минус 1 °С до максимально наблюдаемой в этом районе, 5 °С;

выпадение хлоридов - 10 мг/(м² · сут).

Определение скорости коррозии цинка производят в следующей последовательности:

а) проводят ускоренные испытания цинковых образцов способами 1 и 2 по пп. 2.1 и 2.2 настоящего стандарта;

б) по результатам испытаний строят по п. 2.1.5 настоящего стандарта кривые в координатах «коррозионные потери - время» для температур 5, 20 и 40 °С;

в) по этим кривым рассчитывают установившуюся скорость коррозии для каждой температуры и затем строят кривые в координатах «скорость коррозии - температура», как показано на черт. 1 и 2;

Черт. 1

Черт. 2

г) по кривым на черт. 1 и 2 определяют  и  для температуры 5 °С;

 - 3,1 · 10^-4 г/(м² · ч);  - 2,5 · 10^-3 г/(м² · ч);

д) проводят ускоренные испытания образцов способом 4 по п. 2.4 настоящего стандарта и строят кривые в координатах «коррозионные потери - время» для каждой величины выпадения хлоридов;

е) по каждой кривой определяют установившуюся скорость коррозии (аналогично подпункту в) для каждой величины выпадения хлоридов и строят кривую в координатах «скорость коррозии - выпадение хлоридов», как показано на черт. 3;

Черт. 3

ж) на кривой (см. 4 черт. 3) выбирают по п. 2.4.5.4 настоящего стандарта участок в области выпадений хлоридов, близких к заданному значению, и рассчитывают ускорение коррозии (a) в г/(м² · ч) по формуле

 в расчете на 1 мг/(м² · сут) хлоридов;

з) подставляют найденные величины ,  и а в формулу, указанную в п. 1.1 настоящего стандарта:

М = (3,1 · 10^-4 + 0,55 · 10^-3 · 10) · 1100 + 2,5 · 10^-3 - 2000 = 11 г/м².

Коррозионные потери цинка за первый год эксплуатации в приморском районе составляют 11 г/м².

 

СОДЕРЖАНИЕ