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腐蝕評級及實驗標準名錄與大氣腐蝕環境分類

2021-04-15 13:46:45 作者：中國腐蝕與防護網來源：中國腐蝕與防護網分享至：

腐蝕評級及實驗標準名錄

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 protectionof 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。

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。

京津冀大氣腐蝕等級地圖

中國空間技術研究院與北京科技大學國家材料服役安全科學中心用誤差反向傳播網絡實現了京津冀地區的腐蝕預測。結果表明：京津冀地區 Q235 大氣腐蝕等級為C2、C3和C4。

選擇8 種大氣腐蝕顯著影響因素（暴露時間、溫度、濕度、日照時數、降水量、風速、SO2和NO2 ）作為 Q235 大氣腐蝕建模影響因素，碳鋼 Q235 大氣腐蝕數據及其影響因素數據主要來源于國家材料環境腐蝕平臺，預測數據環境因素數據來源于國家氣象局數據庫。以 2015 年、2016 年和 2017 年單年、連續 2 年和連續 3 年的 27 個點位的 Q235 大氣腐蝕速率的預測結果為基礎對京津冀地區Q235 大氣腐蝕速率進行分析，空間差值方法為貝葉斯克里金方法。2015 年和 2016 年基本以承德、廊坊和保定一線為分界線，其西北方向腐蝕等級為 C3 級，東南方向腐蝕等級為 C4。2017 年分界線向東南方向移動，腐蝕等級 C4 區域面積減少。高強度腐蝕區域基本上與大氣污染物以及高風速區域重合，同時海岸附近的氯離子也加速了腐蝕。

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如果以多年Q235的腐蝕數據來看，2015~2016年僅有唐山、保定和邢臺部分地區腐蝕等級達到C4，而2015~2017年所有地區都是C2和C3等級。

研究人員計算了不同地區出現C3和C4腐蝕的概率分布。從2015年到2017年，年均腐蝕等級達到 C3的概率依次遞減。與單年的腐蝕達到三級腐蝕的概率相比，累年年均的概率較低。從2015年到2017年，年均腐蝕等級達到C4的概率差異不明顯概率較大的區域主要集中在承德、廊坊和保定一線的東南區域。2015~2016 累年腐蝕等級達到C4的區域和概率數值均大于 2015~2017 年累計年年均數值。

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影響碳鋼土壤腐蝕的因素包括材料性質、埋藏時間和土壤環境因素 3 個方面。土壤腐蝕材料性質屬于影響腐蝕速率的內因，而另外 2 個因素屬于影響腐蝕速率的外因。隨著埋藏時間的增加，碳鋼土壤腐蝕的腐蝕產物也在不斷地產生，進而影響碳鋼的土壤腐蝕。為提高模型的精度，減少弱影響變量對預測結果的影響，根據相關文獻選取腐蝕影響因素為含水量、pH、含鹽總量、埋藏時間、土壤溫度、全氮量、有機質、容重和總孔隙率。

土壤腐蝕影響因素權重分析及預測模型建模數據來源于國家材料環境腐蝕平臺中國腐蝕與防護網（ www. ecorr. org），包括碳鋼在全國 25 個地點具體土壤類型的腐蝕速率和土壤環境因素數據，共計 64 組。在進行預測時，上述 8 種土壤環境因素和埋藏時間為預測的輸入量。其中，土壤中的含水量和土壤溫度使用中國年均降水量和年均溫度進行替代。其他 6 種土壤環境數據來自全國土壤屬性數據庫（ www. soilinfo. cn），為 1 km × 1 km分辨率的柵格數據，如圖 1 所示。

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