紧固件的大气腐蚀性分级对比

ISO 9223-1992将大气腐蚀性分为5类:C1,腐蚀性很低;C2,低;C3,中;C4,高;C5,很高。但一些学者对热带潮湿气候区(加勒比海地区的古巴、墨西哥、委内瑞拉等)的大气腐蚀性进行了评估,发现海滨的大气腐蚀性高于ISO标准的C5级。J.Morales等的研究表明在加那利群岛屿上碳钢、铜和锌的腐蚀速率超过了ISO 9223-1992标准中规定的C5级。因此,ISO 9223-2012将大气腐蚀性分类为6类,在前5类的基础上增加了一级CX:应用于特定海洋和海洋/工业环境,具体的大气腐蚀性等级对照表如下:

ISO 9223-2012  大气腐蚀性分级对比

腐蚀性等级

腐蚀性

典型环境示例

紧固件选用

摘自建筑金属围护系统工程技术标准

C1

很低

  干燥清洁的室内场地,如办公室、学校、博物馆。干旱寒冷区、极低的污染和润湿时间的大气环境,如特定的沙漠、北极、南极。

  碳钢材质,一般热镀锌或电镀锌镀层厚度≥6微米的紧固件,盐雾测试72小时

C2

  低频凝结、低污染的常温室内场地,如仓库、体育馆。温带、低污染物浓度(SO25μg/m^3)的大气环境,如乡村、小镇。干旱寒冷地区、润湿时间短的大气环境,如沙漠、亚北极区。

  碳钢材质,防腐镀层厚度达到≥8微米,盐雾测试240小时,酸雨循环大≥5个周期

C3

  产品生产过程中产生中频凝结和中度污染的场地,如食品加工厂、洗衣房、啤酒厂、乳制品厂。温带、中等污染物浓度(5μg/m^3SO230μg/m^3)或低盐度的大气环境,如城市、低盐度海滨地区。亚热带和热带地区、低污染的大气环境。

  碳钢材质,高防腐镀层(镀层厚度大于20微米以上)的紧固件,不锈钢材质紧固件。盐雾≥1000小时,酸雾循环试验≥15周期。

C4

  产品生产过程中产生高频凝结和重度污染的场地,如工业加工厂、游泳池。温带、高污染物浓度(30μg/m^3SO290μg/m^3)或高盐度的大气环境,如污染较重的城市、工业区、中等盐度海滨地区或暴露于除冰盐的区域。亚热带和热带地区、中度污染的大气环境。

  碳钢材质,高防腐镀层(镀层厚度大于 40um以上)的紧固件;不锈钢材质的紧固件。盐雾试验≥1500小时 酸雾循环试验≥25周期

C5

很高

  产品生产过程中产生极高频凝结和重度污染的场地,如矿井、工业洞穴、亚热带和热带地区不通风工作间。温带和亚热带、极高污染物浓度(90μg/m^3SO2250μg/m^3)或极高盐度的大气环境,如工业区、海滨地区、沿海遮蔽处。

  300 系奥氏体不锈钢材质的紧固件。铬含量大于等于18%;镍含量大于等于 8%

CX

极端

  产品生产过程中产生持续凝结或长期暴露于高湿环境和重度污染的场地,如湿热带地区室外有污染物进入的不通风工作间。亚热带和热带(非常高的润湿时间)、极高污染物浓度(250μg/m^3SO2)和极高盐度的大气环境,如极端工业区、海滨和近海地区、偶尔接触盐雾。

  316L 奥氏体不锈钢材质的紧固件。根据具体使用环境,咨询专家


金属表面状态

    金属表面的光亮度对大气腐蚀影响极大,光滑的表面不易形成连续的水膜,甚至水膜不能附着,所以不容易产生电化学腐蚀。相反,如果金属表面凹凸不平,或者很粗糙,那么就有利于水膜的形成,使金属表面产生电化学腐蚀,即使在相对湿度很低的情况下腐蚀也可能发生。

大气成分及杂质

    1、氧对金属大气腐蚀的作用

空气中含有大量的氧气。在电解液薄膜下微电池的电化学腐蚀过程中,氧是以阴极去极化剂的作用,使金属产生腐蚀的。

    2、大气中二氧化硫对腐蚀的影响

大气腐蚀的程度主要决定于大气的成分、温度和湿度,所以各种大气对金属的腐蚀性,会根据各种不同的因素,在很大的范围内变动着。腐蚀程度最大、最严重的是潮湿的受污染大的工业大气,腐蚀程度最小的是干燥而洁净的大气。对大多数工业结构的合金来说,最能加速腐蚀过程的是二氧化硫、硫化氢等含硫的污染物。

在污染的大气中,当低于临界湿度时,金属表面没有水膜。所受到的是化学作用的腐蚀,腐蚀速度是很小的。高于临界湿度时,能够形成一层薄水膜,便发生了严重的电化学腐蚀,其中二氧化硫起促进和加速腐蚀的作用。

    3、大气中盐粒对金属腐蚀的影响

海洋大气中含有许多微小的盐粒及盐雾,当这些盐分沉积到金属表面时,就会产生严重的腐蚀。但是其程度决定于盐分的数量,而盐的沉积数量又决定于风浪的条件、距离海平面的高度以及曝晒的时间。海盐都是氯化物,特别是氯化镁及氯化钙都是吸湿性很强的盐分,很容易在金属表面上吸水而形成电解质液膜。

危害性

    金属受到大气腐蚀以后,首先是其表面颜色变灰暗并逐渐转变颜色,严重的时候可看到锈迹斑斑,破坏了其表面的外观。在短时间内可能不会有什么大问题,但它的危险性是潜伏的,当腐蚀到一定的程度以后,就会产生明显的破坏。金属腐蚀的破坏事故是经常发生的,从最小的螺钉到大型的金属构件都可能出现。例如厂房所用的螺钉、螺母等紧固件,经常因为腐蚀生锈使单位面积的载荷增加,当超过极限时,造成风揭等巨大经济损失。


注:

1. 参考 ISO9223-2012 中关于大气腐蚀性分级标准的描述、GB/T19292.1、GB/T3098.16 中相关描述,以及 GB50896《压型金属板工程应用技术规范》附录D 中对环境腐蚀等级的描述;

2. 对于 C4 环境腐蚀等级,如选用奥氏体材质不锈钢,应选择 A2 或 A3 组级奥氏体不锈钢,参见 GB/T3098.16 的相关章节。对于 C5 环境腐蚀等级,选用奥氏体材质不锈钢,应选择 A4 或 A5 组级奥氏体不锈钢,参见 GB/T3098.16 的相关章节。并且需要同时对固定连接件与被连接件做适配性试验以验证系统抗腐蚀的有效性;

3. 对于不锈钢紧固连接件,为防止和改善抗晶间腐蚀的性能,推荐使用相关组别中含碳量较低的材质;

4. 设计使用年限在 50 年以上的建筑金属围护系统,宜采用 300 系奥氏体不锈钢材质的紧固件。