產品在不同環境中的腐蝕破壞程度隨環境介質和環境因素的不同而存在很大差別，準確評價和描述環境的腐蝕行為是產品正確選材和提高產品的使用壽命的重要保證，環境腐蝕嚴酷度分類分級技術正是基于這種需要而發展起來的，幾十年來，人們在大氣、海水、土壤三個領域發展了多種環境腐蝕嚴酷度分類分級技術。

大氣腐蝕試驗是在世界范圍內開展得較廣泛的腐蝕試驗，尤其是很多發展國家非常重視。大氣環境腐蝕嚴酷度目前有定性分類和定量分類兩種。

按ISO9223~9226的規定對世界各地51個地區環境腐蝕嚴酷度進行分類，其結果見表1

表1 世界各地環境腐蝕嚴酷度腐蝕等級

延伸閱讀

大氣環境腐蝕性分類分級研究綜述

大氣環境腐蝕性等級是表征不同環境地區大氣環境嚴酷度差異的一種直觀方式，對材料的腐蝕研究、合理選用和防護設計等具有重要意義。許多國家在20 世紀均已開展了大氣環境腐蝕性分類分級的相關研究，通過開展金屬大氣腐蝕試驗或環境因素檢測對不同地區的大氣腐蝕性進行排序或繪制了大氣腐蝕圖。在大量研究的基礎上，有關大氣環境腐蝕性分類分級的技術日趨成熟，并形成了相應的標準和方法，如ISO 9223，JIS Z 2383 等。

1 大氣環境腐蝕性分類

1.1 定性分類

大氣環境腐蝕性的定性分類主要從溫度、濕度、腐蝕介質 3 個方面進行劃分，可劃分為熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶等不同的氣候區。根據相對濕度或降雨量可將大氣環境分為不同類型，如干燥型（RH 小于 60%）、普通型（RH 為 60% ～75%）、潮濕型（RH 大于75%）。按照大氣污染性或環境特征將大氣環境分為工業大氣、海洋大氣、城市大氣和鄉村大氣等。大氣環境腐蝕性的定性分類給出了不同劃分方法，通常僅考慮了單個環境因素或主要環境特征，而未考慮大氣環境對材料腐蝕的影響或影響材料腐蝕的主要環境因素，因此不能提供預測大氣環境腐蝕性的定量方法。

1.2   定量分類

大氣環境腐蝕性分類的定量方法主要有3 種。

1）標準試樣法，即根據標準試樣的腐蝕率確定所在環境的腐蝕性。常采用低碳鋼、鋁、銅和高純鋅作為標準試樣的材料。這種方法用于評估大氣環境腐蝕性比較直觀、簡單、易于操作，但無法確定特定氣候條件或污染物對大氣腐蝕過程的影響。

2）環境因素法，即通過監測大氣環境的氣象因素和腐蝕性成分，再通過數據分析處理進行環境腐蝕性劃分。這種方法有助于了解所在環境的氣候變化，但需要檢測或收集的環境因素較多，且無法直接表示大氣腐蝕程度。

3）腐蝕變量法，即測量直接與腐蝕有關的變量進行環境分類，直接測出與大氣腐蝕有關的變量，且需要精確給出腐蝕量。國際標準組織在 1992 年頒布了大氣腐蝕性分類標準 ISO 9223。該標準是應用廣泛的大氣腐蝕性評估的國際標準，給出了按照標準金屬試件的腐蝕率，以及綜合潤濕時間和大氣中腐蝕介質（SO2和Cl-）含量進行大氣腐蝕性分類的方法。其中按照標準金屬第1 年的腐蝕率將大氣腐蝕性分為5類，見表1。

1.3   大氣腐蝕圖

在大規模開展大氣腐蝕試驗的基礎上，許多國家對不同環境地區進行了腐蝕性分級，并繪制了大氣腐蝕圖。如美國通過對523 個城市進行為期25

a的大氣腐蝕調查，繪制了大氣腐蝕圖；西班牙通過統計方法得到了低碳鋼、鋅等的腐蝕數據和主要參數的回歸方程，并用大氣環境主要參數，計算出腐蝕率，繪出無污染大氣腐蝕圖[8]。雖然各國繪制大氣腐蝕圖的方法不盡相同，但主要是通過暴露試驗獲得標準金屬腐蝕率，或通過金屬腐蝕與環境參數的關系計算出金屬腐蝕率，繪制大氣腐蝕圖。

通過大氣腐蝕圖，可直接查閱各個地區環境的腐蝕性以及了解大氣腐蝕性的分布狀況，但是繪制大氣腐蝕圖，特別是涵蓋范圍大、等級劃分細的區域性大氣腐蝕圖，所需完成的工作量比較大。因此，大氣腐蝕圖主要是針對全國典型環境地區或材料腐蝕嚴重地區進行繪制的。

1.4   大氣環境腐蝕性的其他評估方法

盡管ISO 標準中給出了2 種評估大氣環境腐蝕性的方法，但是采用該標準需要1 a 甚至更長的時間才能得到結論。為了能夠快速、便捷地評估環境的大氣腐蝕性，人們開發和嘗試應用其他一些方法，如 Wire-on-Bolt（WOB）技術、大氣腐蝕監測儀（ACM）技術等。采用這些方法可有效縮短評估大氣腐蝕性的時間，但有些問題仍需進一步研究。如WOB的樣品雖然只要暴露90 d，但需要考慮短期腐蝕環境與全年腐蝕環境的差異性，以及WOB 技術分級準則在我7國的適用性等。

此外，還有一些方法用于大氣環境腐蝕性評估，如膨脹法、電解還原法。美國采用潔凈無氧化膜的銅和銀金屬板條暴露30 d，通過陽極電解還原技術測量氧化膜厚度和類型來確定腐蝕環境的等級。

2  大氣環境腐蝕性分類的作用

大氣環境腐蝕性等級是表征某一地區的大氣環境腐蝕嚴酷性的指標，可直觀地反映出不同地區的大氣環境腐蝕性的強弱或對材料腐蝕的影響。表2是根據金屬在我國不同試驗站的腐蝕率所獲得的各個試驗地區的大氣腐蝕等級，可以直觀地看出我國不同地區的大氣腐蝕性的相對強弱，并且根據金屬材料在我國與世界其他地區的腐蝕數據，得到我國與世界其他地區的大氣腐蝕性序列。

大氣環境腐蝕性等級不僅可以直觀地反映出大氣腐蝕性差異，更為材料的腐蝕程度或耐用年限的預測提供了重要依據。根據大氣環境腐蝕性分類方法和結果，可預測與標準金屬相似的材料在不同腐蝕等級地區的腐蝕程度或使用壽命。圖 1 是根據ISO 9223 中的環境分類獲得的鋅在不同腐蝕性等級環境中的耐用年1限0，根0據原始的鋅3腐0蝕0速率以及使用環境的腐蝕性等級，可得到鋅的大致耐用年限。不同的大氣環境腐蝕性對材料的影響不同，選擇合適的材料及防護措施，可以達到經濟性和技術性的最佳平衡。如ISO 12944-5 中給出了不同腐蝕性環境中低合金鋼的涂裝系統的建議，見表3。大氣環境腐蝕性等級或區域性大氣腐蝕圖為工程設計和建設、產品應用和改進等提供了有力的支撐，特別對地區跨度較大的一些工程，提供了在腐蝕性不同的環境地區分段或分區域的防護。

注：1. AK 為醇酸；CR 為氯化橡膠；AY 為丙烯酸；PVC 為氯化乙烯聚合物類；EP 為環氧；ESI 為硅酸乙酯；PUR 為聚氨酯。

2. Zn（R）為富鋅底漆；Misc.為采用其他防銹顏料的底漆。

3. L 表示低（2～5 a）；M 表示中（5～15 a）；H 表示高（15 a以上）。

3  大氣環境腐蝕性分類的不足

ISO 9223 中將大氣腐蝕性分為5 類，許多國家獨自或參與國際合作通過大氣腐蝕試驗對該標準的分類分級方法進行了驗證。結果表明，約占71%的地區實測腐蝕速率和由ISO 9223分級方法推測的級別相同，基本滿足了實際應用所需的數據，但是一些觀測結果也表明，ISO 9223 仍有一些不足。近些年來，國內外對ISO 9223標準進行了深入研究，一些學者和研究人員也提出了相關質疑和建議，以期大氣環境嚴酷性分類方法更為合理、科學、有效。國內外有關的質疑和建議主要有以下幾個方面。

1）大氣環境腐蝕性的等級劃分。理想的大氣環境腐蝕性分類分級方法應當能夠鑒別不同環境地區的腐蝕性級別。加勒比海沿海地區獲得的腐蝕值比ISO 9223 中C5 級規定的上限腐蝕值高4 倍；我國7 個大氣腐蝕試驗站處于不同氣候區，但按ISO 9223標準分級卻處于同一等級，這些都不合理。因此一些學者建議增加新的腐蝕性等級。ISO 12944 中將大氣腐蝕環境分為6 類：C1（很低），C2（低），C3（中），C4（高），C5-I（很高，工業），C6-M（很高，海洋）。此外，在ISO 9223 分級標準中，有些大氣腐蝕性等級的范圍劃分不是很合理，如 C2 級規定鋼的腐蝕率為 1.3～25μm/a，上限為下限的19 倍。因此該標準的大氣腐蝕性等級劃分還需進一步完善。

2）大氣環境腐蝕性的影響因素。在 ISO 標準中，潤濕時間是指在溫度大于 0 ℃，相對濕度大于80%的所有時間。但在一些含有易于吸濕的鹽類、腐蝕產物、灰塵等情況下，臨界相對濕度要降低。如在海洋大氣環境，采用相對濕度大于60%進行潤濕時間統計計算，得到的結果與實測結果比較一致。同時，不同溫度對材料腐蝕影響亦不相同，而ISO 標準中未考慮潤濕時間在不同溫度的分布。熱帶氣候地區的一些結果表明，潤濕時間的重要變化發生在溫度高于25 ℃（有結果表明，在相對濕度為80%～100%范圍內，當大氣溫度超過25℃，水的吸附嚴重減少）。因此，建議考慮潤濕時間在不同溫度的分布并確定統計潤濕時間的溫度上限。此外，試樣的朝向、暴露角度、形狀（平板或開口螺旋樣品）、環境因素間的交互作用等都未在ISO標準中考慮，如樣品暴露角度會造成潤濕時間、日照時數、污染物沉降量的差異，建議ISO 標準采用相應于地理緯度的暴露角。

3）大氣環境腐蝕性分類的應用。ISO 標準是以金屬腐蝕率以及影響金屬腐蝕的主要環境因素來劃分大氣環境腐蝕性的，其分類分級方法和結果對于金屬材料的腐蝕程度預估、防護措施選擇等具有重要指導意義。由于金屬材料和高分子材料在環境影響因素、腐蝕（老化）機理、性能指標等方面存在顯著差異，基于金屬腐蝕的大氣環境腐蝕性分類結果不能面向高分子材料應用。如根據我國西部地區的腐蝕調查結果，高分子材料在西部沙漠環境地區中的腐蝕破壞比中、東部地區還嚴重，表明對于高分子材料的老化失效來說，西部地區的強輻射、大溫差的環境條件更為嚴酷，這與按照金屬腐蝕率或環境因素的環境嚴酷性評估方法獲得的結果有很大的差異。

4  大氣環境腐蝕性分級研究展望

有關金屬材料的大氣環境腐蝕性分類分級研究比較系統，技術日趨成熟，并形成了標準體系。隨著大氣腐蝕性分類分級研究的深入和應用，研究和開發更為快速、便捷、科學的大氣腐蝕性評估方法，以及繪制區域性大氣腐蝕圖，特別是服務于國家重大工程建設項目的大氣腐蝕圖將是大氣腐蝕性研究的發展趨勢。同時，由于高分子材料或部件的環境行為隨環境的不同差異甚大，現有大氣環境腐蝕性分類分級方法無法面向高分子材料應用。隨著大氣環境嚴酷度分類研究的進一步發展以及高分子材料的廣泛應用，提出針對高分子材料應用的大氣環境老化嚴酷度分類分級方法具有重要意義。