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二氧化硫潮濕大氣試驗(yàn)ISO22479和ISO6988和DIN50018方法對比
2025-03-01 20:16:56 來源：上海鼎振儀器設(shè)備有限公司
引言
二氧化硫是大氣主要污染物之一，易被空氣水蒸氣吸收形成酸霧酸雨，是空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。大氣含有自然界正常存在的微量二氧化硫，城市和工業(yè)區(qū)二氧化硫主要來源于燃料燃燒、礦石冶煉、化工生產(chǎn)、尾氣排放等。二氧化硫是導(dǎo)致金屬材料腐蝕主要因素之一，受二氧化硫污染的大氣是腐蝕性*強(qiáng)的大氣環(huán)境。如電力電子設(shè)備中電連接器發(fā)生電接觸故障主要原因是大氣環(huán)境腐蝕，二氧化硫是污染物主要成分。非金屬也會(huì)遭受大氣腐蝕，二氧化硫?qū)ㄖ锘炷镣庥^、強(qiáng)度、質(zhì)量以及中性化深度都有一定影響。二氧化硫潮濕大氣試驗(yàn)是重要的化學(xué)腐蝕環(huán)境試驗(yàn)方法，是將樣品在含高濃度二氧化硫的溫濕度環(huán)境條件中試驗(yàn)，并通過電氣性能、外觀和腐蝕缺陷等判斷評價(jià)防腐蝕系統(tǒng)有效性。ISO 22479:2019 (E)和DIN 50018:2013是目前常用的國外標(biāo)準(zhǔn)，兩者有密切聯(lián)系也存在相當(dāng)區(qū)別，極易被混淆，本文通過分析解讀厘清其區(qū)別與聯(lián)系，供試驗(yàn)研發(fā)等人員參考。
ISO 22479:2019 (E)標(biāo)準(zhǔn)解讀
ISO 22479:2019 (E)《Corrosion of metals and alloys - Sulfur dioxide test in a humid atmosphere (fixed gas method)》是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO，各國標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體組成的世界性聯(lián)合會(huì)）發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。該版中文名為：金屬和合金的腐蝕- 潮濕大氣中的二氧化硫試驗(yàn)（固定氣體法），替代ISO 3231:1993和ISO 6988:1985兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種評估材料或產(chǎn)品在含有二氧化硫的潮濕氣氛下耐腐蝕性方法，適用于金屬及合金、金屬及無機(jī)涂層、有機(jī)涂層的檢測�！肮潭怏w法”有別于基于恒定二氧化硫濃度的流動(dòng)氣體法。
1、試驗(yàn)設(shè)備、氣體和試樣
標(biāo)準(zhǔn)在正文列出典型試驗(yàn)箱圖（圖1），附錄A列出兩種其他例子（圖2）。設(shè)備在潮濕環(huán)境下與二氧化硫接觸所有部件由耐腐蝕材料制成，本身不得排放可能影響腐蝕的氣體或蒸汽。推薦試驗(yàn)箱容積（300±10）L，箱頂水平傾斜約12°或更多。
1-溫度計(jì) 2-門 3-水槽 4-水面 5-進(jìn)氣口 6-溫度調(diào)節(jié)裝置 7-減壓閥
8-罩 9-密封條
二氧化硫氣體來源于體積濃度大于99.9%氣瓶。典型試樣尺寸為150 mm×100 mm，0.75 mm至1.25 mm厚。金屬和合金試驗(yàn)前應(yīng)徹底清潔試樣并避免再次污染，切割邊緣以穩(wěn)定介質(zhì)充分保護(hù)。色漆和清漆按ISO 1514制備試樣，在規(guī)定時(shí)間和條件下干燥或老化后開展程序。干燥涂層厚度依據(jù)ISO 2808測定。（300±10）L試驗(yàn)箱每次試驗(yàn)試樣總暴露表面積應(yīng)為（0.5±0.1）m，若小于0.5 m應(yīng)添加試樣相同材料的替代樣品。不同體積試驗(yàn)箱按比例調(diào)整。
2、試驗(yàn)條件和程序
試驗(yàn)條件包括方法A（見表1）和方法B（見表2）。一般金屬和非有機(jī)涂層使用0.2L二氧化硫；色漆和清漆使用0.2L或1.0L二氧化硫；涂層厚度不超過40μm建議使用0.2L二氧化硫；經(jīng)相關(guān)方商定或根據(jù)產(chǎn)品規(guī)范使用2.0L二氧化硫，如耐腐蝕涂層。每個(gè)試驗(yàn)循環(huán)開始時(shí)二氧化硫理論濃度為0.067%、0.33%和0.67%，分別對應(yīng)0.2L、1.0L和2.0L氣體。如果已達(dá)到規(guī)定腐蝕程度，或外觀或功能已損壞到不可接受程度則試驗(yàn)結(jié)束。建議試驗(yàn)循環(huán)1、2、5、10、15或20次。
每次試驗(yàn)循環(huán)應(yīng)更換水和二氧化硫。金屬和合金、金屬和無機(jī)涂層試樣試驗(yàn)后取出并自由懸掛于室內(nèi)直至液體腐蝕產(chǎn)物凝固，檢查腐蝕產(chǎn)物位置。有機(jī)涂層試樣試驗(yàn)后取出試樣并用吸水紙吸干，立即檢查試樣表面腐蝕缺陷，室溫下放置24小時(shí)后檢查試樣表面；若需檢查基材腐蝕，則應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)范去除涂層。
3、性能檢查和試驗(yàn)結(jié)果評估
性能檢查以容量300L二氧化硫0.2L試驗(yàn)箱為例，使用符合ISO 3574的CR4級鋼制成的五個(gè)參考試樣進(jìn)行性能檢查，參考試樣尺寸50mm×100mm，厚度（0.6～1.5）mm。為滿足總暴露面積要求，需要兩個(gè)符合ISO 3574的CR4鋼替代試樣（尺寸250mm×400mm×1mm）。試驗(yàn)前清潔參考和替代試樣，5個(gè)參考樣品稱重精確至1mg。將5個(gè)參考試樣垂直放置在試驗(yàn)箱中，2個(gè)替代試樣垂直放置在兩側(cè)。按照表2中方法B， 0.2L二氧化硫進(jìn)行五個(gè)循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)束后立即取出參考試樣，18℃至28℃下酸洗去除參考試樣上腐蝕產(chǎn)物。去除腐蝕產(chǎn)物后蒸餾水或去離子水徹底沖洗參考樣品并干燥，稱重精確到1mg。質(zhì)量損失為總腐蝕暴露面積的函數(shù)，單位為g/m。性能檢查平均值應(yīng)為（145±35）g/m，單個(gè)值與平均值偏差不超過20%。
試驗(yàn)結(jié)果評估可使用幾種評估標(biāo)準(zhǔn)，如：ISO 4628系列和ISO 10289試驗(yàn)后外觀；ISO 4628系列和ISO 10289去除表面腐蝕物后外觀；腐蝕缺陷數(shù)量和分布：金屬和合金、金屬和非有機(jī)涂層采用ISO 10289方法，有機(jī)涂層采用ISO 4628系列方法；出現(xiàn)1個(gè)腐蝕跡象前經(jīng)過時(shí)間；質(zhì)量變化；顯微檢查變化；機(jī)械性能變化等。
4、試驗(yàn)報(bào)告和補(bǔ)充資料
試驗(yàn)報(bào)告信息有19項(xiàng)。附錄的補(bǔ)充資料描述了固定氣體法特點(diǎn)，是將固定體積二氧化硫引入飽和潮濕大氣的封閉空間，二氧化硫溶解在濕氣中，濃度迅速降低，樣品表面冷凝程度取決于試驗(yàn)箱溫度/濕度、試樣表面積和表面粗糙度；色漆和清漆建議采用300 L試驗(yàn)柜加入0.2 L二氧化硫試驗(yàn)，涂層厚度不超過40μm。
DIN 50018:2013標(biāo)準(zhǔn)解讀
DIN 50018:2013：《Testing in a saturated atmosphere in the presence of sulfur dioxide》是德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)（DIN，德國公益性標(biāo)準(zhǔn)化民間機(jī)構(gòu)）發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，該版替代1997版。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了試驗(yàn)用試樣在存在二氧化硫的冷凝空氣中的一般條件和程序，特別是二氧化硫濃度不包括在DIN EN ISO 6988:1997-03中。若未規(guī)定濃度，測試應(yīng)符合DIN 50018-AHT 1,0S。
1.試驗(yàn)設(shè)備、氣體和試樣
試驗(yàn)設(shè)備推薦試驗(yàn)箱容積（300±10）dm³，典型試驗(yàn)箱分門式和罩式兩種，基本同圖2。
試驗(yàn)氣體常用來源是液體二氧化硫儲(chǔ)罐，也可由亞硫酸鈉和硫酸在外部設(shè)備產(chǎn)生。測量氣體體積方法除了同ISO 標(biāo)準(zhǔn)外，還包括在試驗(yàn)箱內(nèi)打開已知容積的二氧化硫氣罐。
試樣材料數(shù)量類型、樣品放置、總暴露表面積等與ISO標(biāo)準(zhǔn)基本相同，樣品清潔與金屬與合金要求基本相同。有ISO標(biāo)準(zhǔn)未提及的內(nèi)容：試樣支架應(yīng)為非金屬材料，如玻璃、塑料或合適涂覆層木材。任何懸掛試樣的材料應(yīng)為合成纖維或其他惰性絕緣材料，不得使用金屬材料。
2.試驗(yàn)條件和程序
試驗(yàn)條件見表3，引用DIN EN ISO 6988:1997-03標(biāo)準(zhǔn)6.1、6.2和6.4，部分偏離。除非特別規(guī)定，試驗(yàn)周期為1、2、5、10、15或20。若達(dá)到規(guī)定腐蝕程度或試樣外觀或功能損壞到不可接受程度時(shí)試驗(yàn)結(jié)束。
表3 DIN 50018:2013試驗(yàn)條件
3.性能檢查和試驗(yàn)報(bào)告
以容量為300L試驗(yàn)箱為例。按照DIN EN 10130要求，五個(gè)檢查試樣均由DC04B制成，寬度50 mm，長度100 mm，厚度0.6 mm到1.5 mm。兩個(gè)模擬試樣由DIN EN 10130規(guī)定DC04B制成，每個(gè)寬度250mm，長度400mm，厚度為1mm，達(dá)到總腐蝕面積。試樣清洗、放置、試驗(yàn)循環(huán)、腐蝕產(chǎn)物去除均與ISO 22479:2019 (E)類似。結(jié)果評估質(zhì)量損失表示為總腐蝕面積的函數(shù)，平均值為（125±25）g/m，單個(gè)值與平均值偏差不超過20 %。
DIN羅列試驗(yàn)報(bào)告信息8項(xiàng)。
標(biāo)準(zhǔn)主要不同點(diǎn)比較
1、適用范圍
ISO標(biāo)準(zhǔn)適用范圍包括金屬及合金、金屬及無機(jī)涂層和有機(jī)涂層。DIN標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定適用范圍。
2、試驗(yàn)設(shè)備、氣體和試樣
ISO標(biāo)準(zhǔn)正文設(shè)備與DIN標(biāo)準(zhǔn)不同， ISO標(biāo)準(zhǔn)附錄設(shè)備與DIN標(biāo)準(zhǔn)基本一致。
有關(guān)氣體，ISO標(biāo)準(zhǔn)刪除了由試劑產(chǎn)生二氧化硫的方法，DIN標(biāo)準(zhǔn)可以由試劑產(chǎn)生。
有關(guān)試樣，ISO標(biāo)準(zhǔn)有DIN標(biāo)準(zhǔn)未提及信息，包括典型試樣尺寸、色漆和清漆樣品制備、添加替代樣品等；DIN標(biāo)準(zhǔn)有ISO標(biāo)準(zhǔn)未提及信息，包括樣品支架和懸掛材料要求等。
3、試驗(yàn)條件和程序
兩者有明顯區(qū)別。ISO標(biāo)準(zhǔn)包括連續(xù)和交替兩種程序，DIN標(biāo)準(zhǔn)僅有交替試驗(yàn)，且兩種交替試驗(yàn)的氣體濃度、試驗(yàn)溫度有顯著差異。ISO標(biāo)準(zhǔn)包括了試驗(yàn)過程詳細(xì)描述和試驗(yàn)后不同涂層處理程序，DIN標(biāo)準(zhǔn)沒有上述內(nèi)容。
4、性能檢查和試驗(yàn)報(bào)告
ISO標(biāo)準(zhǔn)要求性能檢查試樣材質(zhì)符合的標(biāo)準(zhǔn)不同，兩者在金屬含量如C、Mn含量等均有差別；性能檢查要求的平均值不同。有關(guān)試驗(yàn)報(bào)告，ISO要求信息量更大且翔實(shí)，涉及到試驗(yàn)各方面細(xì)節(jié)。
5、試驗(yàn)結(jié)果評估和補(bǔ)充信息
ISO標(biāo)準(zhǔn)可采用幾種評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果評估，并在附件中提供了固定氣體法等補(bǔ)充信息，而DIN標(biāo)準(zhǔn)中沒有相關(guān)內(nèi)容。
結(jié)論和展望
1.兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性
DIN 50018:2013部分章節(jié)內(nèi)容參照DIN EN ISO 6988:1997（DIN EN ISO 6988:1997與ISO 6988:1985內(nèi)容一致），修改并提了新要求。而ISO 22479:2019(E)替代了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：ISO 6988:1985和ISO 3231:1993。即ISO 6988:1985是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)間的“橋梁”，二者有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。
2.兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在明顯差異
兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)核心差異包括適用范圍、設(shè)備、試驗(yàn)條件和程序、性能檢查結(jié)果評估等；其他有關(guān)氣體、試樣、試驗(yàn)報(bào)告、補(bǔ)充信息等亦有諸多差異。總之，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在明顯差異，不能混為一談，要引起重視。
3.應(yīng)按需要采用合適的標(biāo)準(zhǔn)
從內(nèi)容看，ISO標(biāo)準(zhǔn)較詳盡，包括不少DIN標(biāo)準(zhǔn)未包括內(nèi)容，如試驗(yàn)設(shè)備、典型試樣尺寸、樣品制備、試驗(yàn)結(jié)果評估、固定氣體法補(bǔ)充信息等。從編制年代看，ISO標(biāo)準(zhǔn)較新，正文增加了典型設(shè)備，且為避免接觸有毒化學(xué)品危險(xiǎn)，刪除自制二氧化硫方法，考慮更全面。從試驗(yàn)設(shè)計(jì)看，試驗(yàn)方向基本一致，但在試驗(yàn)過程和試驗(yàn)細(xì)節(jié)上有諸多差異。試驗(yàn)人員應(yīng)結(jié)合樣品特性、實(shí)際工況和試驗(yàn)?zāi)康牡炔捎煤线m標(biāo)準(zhǔn)，建議結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)異同點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)性研讀，能全面掌握氣體腐蝕試驗(yàn)。
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