ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
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
Единая система защиты от коррозии и старения МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ Расчетно-экспериментальный метод ускоренного определения коррозионных потерь в атмосферных условиях Unified system of corrosion and ageing protection. Calculated and experimental method for accelerated test of corrosion lossen in atmospheric conditions |
ГОСТ |
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.
1.1. 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;
tадс и tфаз - 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.
Наименование способа ускоренных испытаний |
Условное обозначение способа |
|
|
Под адсорбционной пленкой влаги в условно чистой атмосфере |
1 |
|
Под фазовой пленкой влаги в условно чистой атмосфере |
2 |
a1 |
Под адсорбционной пленкой влаги в атмосфере, содержащей сернистый газ |
3 |
a2 |
Под адсорбционной пленкой влаги при воздействии соляного тумана |
4 |
1.5. При необходимости определения коррозионных потерь за длительное время (свыше одного года) расчет производят по рекомендуемому приложению 1.
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.
1. Коррозионные потери за длительное время эксплуатации (Мt) в г/м2 вычисляют по формуле
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 Мt на открытом воздухе в сельской и промышленной атмосферах производят по формуле
Значения коэффициента n для различных металлов и сплавов приведены в таблице.
Сельский район |
Промышленный район |
Морской район |
||||
На открытом воздухе |
Под навесом |
На открытом воздухе |
Под навесом |
На открытом воздухе |
Под навесом |
|
0,6 |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
0,4 - 0,6 |
0,8 |
|
Сталь марки 10ХНДП |
1,0 |
- |
0,2 |
- |
1,0 |
- |
Алюминий и его сплавы марок АMг6М, 1915Т, Д16Т не плакированные по ГОСТ 4884 - 65 в виде холоднокатаных листов |
0,3 - 0,8 |
0,7 - 1,3 |
0,4 - 0,9 |
0,7 - 1,3 |
0,3 - 0,8 |
0,7 - 1,3 |
Магниевые сплавы марок МА8, МА2-1 по ГОСТ 14957-69 |
0,8 - 1,3 |
1,0 - 1,4 |
0,8 - 1,3 |
1,0 - 1,4 |
0,8 - 1,8 |
1,0 - 1,4 |
Цинк по ГОСТ 3640-65 |
1,0 |
0,5 - 1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,7 - 1,0 |
- |
Кадмий по ГОСТ 1467-67 |
0,8 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
0,8 |
0,8 |
Медь по ГОСТ 859-66 |
1,0 |
1,0 |
0,8 - 1,0 |
1,0 |
0,3 - 0,7 |
1,0 |
Никель по ГОСТ 849-70 и сплав монель |
0,7 - 1,0 |
- |
1,0 - 1,4 |
- |
0,7 - 1,0 |
- |
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.
Температура |
Наименование пункта |
Температура |
|
Алдан |
10,3 |
Кольчугино |
14,2 |
Алма-Ата |
13,5 |
Корсаков |
12,8 |
Анадырь |
7,3 |
Котельный, остров |
8,8 |
Архангельск |
9,4 |
Красноводск |
9,5 |
Астрахань |
15,6 |
Красноярск |
11,8 |
Ачинск |
8,1 |
Куйбышев |
9,1 |
Ашхабад |
15,7 |
Кустанай |
18,2 |
Байкит |
10,1 |
Кушка |
10,3 |
Байрам-Али |
16,0 |
Ленинград |
9,0 |
Баку |
15,0 |
Мариинск |
8,4 |
Барнаул |
11,5 |
Марково |
15,6 |
Баяндай |
11,7 |
Марре-Сале |
12,1 |
Бикин |
13,1 |
Мелеуз |
10,1 |
Бира |
11,8 |
Минск |
9,5 |
Бисер |
9,4 |
Минусинск |
11,9 |
Благовещенск |
12,3 |
Москва |
10,3 |
Бомнак |
12,6 |
Маргаб |
9,9 |
Верхоянск |
8,7 |
Мурманск |
1,5 |
Вилюйск |
11,1 |
Нарым |
15,8 |
Владивосток |
12,6 |
Нарьян-Мар |
11,0 |
Вологда |
10,1 |
Наяхан |
13,6 |
Врангеля, остров |
1,6 |
Нерченский завод |
12,3 |
Гарм |
15,1 |
Новосибирск |
14,4 |
Грозный |
14,2 |
Ножовка |
11,0 |
Гурьев |
17,1 |
Одесса |
9,8 |
Диксон |
2,7 |
Оймякон |
12,4 |
Дудинка |
7,8 |
Олекминск |
4,4 |
Душанбе |
12,4 |
Оленек |
14,1 |
Енисейск |
10,6 |
Омск |
12,7 |
Жиганск |
11,5 |
Охотск |
17,0 |
Златоуст |
12,6 |
Павлодар |
10,0 |
Илимск |
8,2 |
Петропавловск |
11,2 |
Иркутск |
7,4 |
Петропавловск, маяк |
17,1 |
Казалинск |
12,7 |
Поти |
10,2 |
Калининград |
9,0 |
Рига |
10,9 |
Каргополь |
7,6 |
Репетек |
10,9 |
Кемь, порт |
12,1 |
Ростов-на-Дону |
11,8 |
Кзыл-Орда |
12,1 |
Салехард |
7,1 |
Киев |
11,0 |
Свердловск |
7,1 |
Киров |
13,4 |
Серафимович |
11,6 |
Ключи |
7,4 |
Сочи |
4,8 |
Кокчетав |
12,3 |
Средне-Колымск |
6,9 |
Соргут |
9,2 |
Уэлен |
3,8 |
Сыктывкар |
11,1 |
Фергана |
14,5 |
Тамбей |
8,1 |
Фрунзе |
14,4 |
Татарск |
12,9 |
Хабаровск |
13,0 |
Ташкент |
11,1 |
Хатанга |
6,7 |
Тбилиси |
7,5 |
Хибины |
6,2 |
Термез |
14,4 |
Холмск |
10,9 |
Тобольск |
10,2 |
Хорог |
13,4 |
Томск |
16,1 |
Целиноград |
12,0 |
Туркестан |
13,1 |
Чарджоу |
15,2 |
Туой-Хоя |
9,6 |
Чердынь |
10,5 |
Туруханск |
10,2 |
Чита |
11,1 |
Тюмень |
15,7 |
Шмидта, мыс |
2,6 |
Улан-Уде |
13,4 |
Якутск |
12,1 |
Усть-Бельшерецк |
9,3 |
Ялта |
13,0 |
Усть-Камчатск |
11,1 |
Ямск |
9,4 |
Усть-Мая |
8,8 |
|
|
Усть-Улаган |
3,8 |
|
|
Усть-Хайрюзово |
10,4 |
|
|
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;
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;
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