1、 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类第 3 部分 影响室内大气腐蚀性的环境参数测定Corrosion of metals and alloys Classification of low corrosivity of indoor atmospheres Part 3: Measurement of environmental parameters affecting indoor corrosivity（ISO11844-3：2006，IDT）（征求意见稿）ICS 77 .060H 25GB/T / ISO11844-3：2006-发布 -实施中
2、 华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布GB/T 2前 言GB/T24513金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类分为3个部分： 第1部分：室内大气腐蚀性的测定与评价； 第2部分：室内大气腐蚀性的测定； 第3部分：影响室内大气腐蚀性的环境参数测定。本部分为 GB/T24513 的第 3 部分。本部分等同采用国际标准 ISO11844-3：2006金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类 第 3 部分：影响室内大气腐蚀性的环境参数测定（英文版）。为便于使用，本部分作了下列编辑性修改：删除国际标准目次、前言和引言。
3、本部分的附录 A 为资料性附录。本部分由中国钢铁工业协会提出。本部分由全国钢标准化技术委员会归口。本部分起草单位：中国科学院金属研究所，冶金工业信息标准研究院，国家材料环境腐蚀野外科学研究试验站网综合研究中心。本部分主要起草人： GB/T 3金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性分类第三部分：影响室内大气腐蚀性的环境参数测定1 范围GB/T24513 的本部分描述了测量环境参数的方法，利用这些参数对作用于金属和合金的室内大气的腐蚀性进行分类。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然
4、而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。ISO 7708：1995，空气质量 健康相关的抽样的粒度级定义GB/T19292.3-2003 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 污染物的测定（ISO 9225：1992，IDT ）GB/T24513.1-2009 金属和合金的腐蚀 室内大气低腐蚀性的分类 第 1 部分 室内大气腐蚀性的测定与评价(ISO11844-1:2006,IDT)EN 12341：1998，空气质量 悬浮颗粒物中 PM10 比率的测定 验证测量方法的参照等值用的参照方法和现场试验程序3 原则不同参数的组合影响
5、室内大气的腐蚀性。在检测方式确定之前，要获得可能的环境效应源头方面的信息。利用环境参数来表征室内大气的腐蚀性比利用金属试样来测定要复杂的多。但是在很多情况下，环境参数的测定对于环境腐蚀性的确定有良好的指示作用，而且结合 GB/T24513.1，对确定材料在所给环境下的腐蚀性类别，也有很好的指示作用。4 环境参数在室内大气环境中，用一组比室外环境更复杂的参数来表征腐蚀过程。通常，需要测定两组参数。湿度和温度。空气污染物，例如气体污染物和微粒。温度和湿度的起伏波动，尤其在湿度较大的时候，可能导致在较冷表面上的结露。对于室内腐蚀来说，结露的频率和时间是一个很重要的因素。这些参数的不同组合对腐蚀的作用
6、是相互依赖的。腐蚀的开始，需要有一定的相对湿度，而湿度范围因污染物不同而有所变化。多种污染物的结合会加速腐蚀过程。5 湿度和温度参数5.1 相对湿度利用连续测量仪器，例如自动湿度记录计、温度湿度记录器或湿度记录计。测量周期以一年为宜，包含了季节性的变化。如果需要较短的测量周期，应选择相对湿度变化较大的时期。每个季节的测量周期最少为一个月。应以月值来记录数据，每月的平均值、最大值及最小值都应记录。在给定时间间隔内，相对湿度时间的计算是有用的信息。5.2 温度GB/T 4利用连续测量仪器，例如温度湿度记录器或温度记录计。测量周期以一年为宜，包含了季节性的变化。如果需要较短的测量周期，应选择一温度变
7、化较大的时期。每个季节的测量周期最少为一个月。应以月值来记录数据，每月的平均值，最大值及最小值都应记录。在给定时间间隔内，温度时间的计算是有用的信息。5.3 温度-湿度的复合连续的温度和湿度测量可以给出计算结露的频率和时间的数据。6 空气为载体的气体污染物6.1 原则有多种技术能够测量气体的浓度或沉积量。气体浓度连续测量仪；通过一个主动取样器和气泵测量的平均气体浓度通过一个被动取样器测量的平均气体浓度平均气体沉积量测量装置浓度测量法得到的结果以 g/m 3 表示，沉积量测量法则以 mg/m2.d 表示。通过这两种方法获得的结果不易做比较。6.2 测量仪器的放置即使在同一房间里，不同点的大气腐蚀
8、性也相差很大。冷的区域会有湿气结露从而造成较强的腐蚀作用。角落里一般污染物浓度高而且空气流动性较室内其他地方差。如果以上这些情况处于一个特定的区域，那么测量就在那个特定区域进行。如果是一个普遍的问题，则测量应当在一个开放的中心区域进行。6.2.1 连续气体测量仪仪器应放置在不能被闲杂人员接触到的地方，以保护仪器。通过聚乙烯或聚四氟乙烯管子来采集室内所选择区域的空气样品。管子的长度不应超过 2 米。6.2.2 主动取样器主动取样器应按照连续气体测量仪的安置原则进行放置。6.2.3 被动取样器被动取样器应安置在室内空气能自由流动的地方。取样仪器的开口端应向下放置。6.2.4 气体沉积仪器仪器应安置
9、在室内空气能自由流动的地方。仪器应有护罩防护，以防沉降的微粒对气体分析造成干扰。6.3 测量方法及持续时间6.3.1 连续测量法这种测量方法的周期以一年为宜，以记录气体污染物季节性的变化。连续测量仪器应记录月平均值以及每月的最大和最小值。标准仪器的检测极限范围为 410-5至 110-6的体积分数。特别设计的仪器的测量极限可到达以上数值的十分之一。6.3.2 主动取样器的测量方法及计算此方法是将抽取来的空气通过一个带有活性表面或者液体的吸收装置来吸收，并由随后的实验室分析确定气体的吸收量。得到的数值是取样期间的平均值。取样时间应为一周或更长一些。取样周期以一年为宜，或者每个季节中至少要有一个月
10、的时间。通过主动取样器，吸收气体的体积是已知的，于是平均浓度可由下式得到VmCGB/T 5上式中C 为平均浓度，g/m 3;m 为吸收气体的质量， g;V 为通过吸收器的气体的体积， m3.数据应当每周采集一次，记录周平均值，四周的数值转换为月平均值。应记录期间最大值与最小值。注 气体浓度的检测极限取决于分析仪器的灵敏度和采样的持续时间。普通仪器的灵敏度都在 0.01g/cm 3 左右，因此在这种检测极限下，周平均值检测极限小于0.1g/m 3 很容易实现。6.3.3 被动取样器的测量方法及计算利用被动取样仪器可以计算出平均气体浓度。被动取样器的原理如图 1 所示图解1吸收剂2管子3气体渗透膜
11、C1环境中气体浓度C0吸收量为零时气体的浓度图 1被动取样仪器的结构原理使用被动取样器的基本原理是基于气体在管道内侧扩散时的菲克第一定律。如果在管道内的空气是滞留的而且管子上部开口处的吸收剂完全吸收了到达表面的气体，那么菲克第一定律用在此处就是适用的。F1 = D1 dzC上式中F1气体通量（单位时间和单位面积上气体的净传输量） ；D1气体的扩散系数，单位为面积 /时间；dC/dz浓度梯度，与流动方向相反。当 D1 已知而且气体污染物的吸收总量也被测定，菲克定律可被转换为C1 = tAzQ上式中GB/T 6Q吸收气体的总量， g；C1空气中的气体浓度， g/cm 3;A吸收剂的表面积， cm2
12、；t暴露时间，s；D1气体的扩散系数， cm2/s;Z扩散距离，cm .气体在空气中扩散系数大小与温度有密切关系。但是在正常的气候条件下，其调整并不大。预期的变化范围是 0.2%/0C.在实践中，所有不同类型的商品型被动取样器都要在上述一次方程的基础上有些调整。检测极限的影响因素有气体的扩散速率、分析仪器的灵敏度以及采样的持续时间。对于周平均值来说，正常灵敏度在 0.1g/m 3 左右。6.3.4 气体污染物沉积速率的测量和计算沉积发生在一个吸收性表面上，这个表面与被动采样器中的表面相类似。当气体到达表面时会发生反应。因为吸收系统是开放的，沉积速率取决与空气的流动。气体（SO 2）沉积速率结果
13、的表达式如下tAmR上式中Rso2沉积速率，mg/m 2/d ;m检测板上气体的总质量， mg ；A检测板的面积， m2 ；t暴露时间，day 。灵敏度取决于分析仪器和取样的持续时间。GB/T19292.3 提供了关于 SO2 的完整描述。7 空气为载体的颗粒污染物7.1 原则颗粒能以不同的方式影响腐蚀过程。水溶性颗粒，如海盐气溶胶沉积在表面上，如果有足够高的湿度，其将会与大部分的金属发生反应。烟灰会吸附像 SO2 之类的气体从而在金属表面发生酸式反应。固体粒子能够在部分表面上形成灰尘层从而在金属上产生沉积腐蚀。颗粒既可以用浓度来测量，单位为 g/m 3 ，也可以用在表面上的沉积量来测量，单位
14、为 mg/m2.d . 尘埃通常被定义为粒级从 1m 到 100m 的各个颗粒组。有多种不同类型的测定粒子浓度的仪器。这些使用的仪器对颗粒的尺寸都有一个截止值，这个值远小于100m；其与健康效应的容许极限有关。许多仪器能够将不同的颗粒分成不同的粒级。注 环境空气中颗粒的容许极限值通常是考虑到人体健康因素。欧共体对可吸入颗粒物浓度的容许极限值定为在 24 小时内的均值不得高于 50g/m 3。在美国，环境空气质量标准规定的可入肺颗粒物的容许极限值为 65g/m 3 。7.2 体积测量颗粒分级中的几个最重要限度如下：PM10：空气动力学直径小于 10m 的颗粒。这种颗粒可被人体吸入。最大的颗粒会粘
15、附在呼吸道和口腔中，而更小的部分将会进入人体更深的部位。这些更小的部分（PM 2.5）将会到达肺部。PM2.5：空气动力学直径小于 2.5m 的颗粒。悬浮颗粒总量（TSP）包括全部颗粒，没有截止直径。在室内大气中， TSP 的结果经GB/T 7常用来和 PM10 的结果做比较。可以用能记录 PM10 颗粒的适当的取样器来收集颗粒。如果 PM10 符合 ISO 7708 标准的规范，那么依照 EN12341，这些采集的试样适合对 PM10 的测量。取样器应有一个直接与过滤层衬底相连的 PM10 取样口，并且要有一调节径流装置，以保持取样期间气流的稳定。接下来通过重量分析来确定所收集到的 PM10
16、 的质量。所得结果以浓度记录，单位为 g/m 3 ，用过滤后滤网上颗粒的质量除以采样期间的总流量。注 依照 EPA=454/R-98-012，可以利用适当的取样器对 PM2.5 进行取样。取样结果以浓度记录，单位为 ug/m3 ，用过滤后滤网上颗粒的质量除以采样期间的总流量。正常情况下推荐取样持续时间为 24h,但是在室内应用时，取样时间可达到一周。总的取样周期以一年为宜，或者在一年中每个季节有一个月的时间。对于腐蚀作用来说，测量总的颗粒物中水溶性部分的数量是很重要的。当试样中颗粒物总量被测定后，用去离子水冲洗试样，然后分析水中的 Cl-，SO 42-和 NO3-。所得结果用 g/m 3 表示
17、。7.3 颗粒沉积量的测量可以在选定的时间周期内，通过暴露一指定的干净表面来测量水溶性颗粒物在表面的沉积速率，时间通常为一周到一个月。暴露后表面应当用已知量的去离子水来清洗。应把清洗后的水收集起来并分析其中最重要的离子。一种离子的沉积速率（mg/m 2/d）可以用收集到的此种离子的总质量除以暴露面积及暴露时间。室内取样设备相当简单。注 当需要评估现有表面的腐蚀危险性时，可根据 ISO 8502-6 来执行水盐的收集。GB/T 8附录 A(资料性附录)用于主动及被动取样器的试剂A.1 二氧化硫（SO 2）最常用的 SO2 吸收剂是 KOH 或 Na2CO3 . 为了保持表面潮湿，经常在吸收剂中加
18、入甘油。在相对湿度较高的地方不推荐使用 KOH，因为它能够吸收水和 CO2 .离子色谱法是分析二氧化硫最常用的方法。在 25oC 时 SO2 的扩散系数为 1.3210-5m2/s .A.2 二氧化氮（NO 2）最常用的吸收 NO2方法包括使用三乙醇胺，用离子色谱法或分光光度法以亚硝酸盐的形式来分析 NO2 。较长的暴露时间和高温下， NaI+NaCO3 ,KI+亚砷酸盐或 NaI+NaOH 似乎会更好。用分光光度计分析亚硝酸盐是最常用的方法。在 25oC 时 NO2的扩散系数为 1.5410-5m2/s .A.3 硫化氢（H 2S）硫化物被表面上的硝酸银吸收。被吸收的硫的量可由电感耦合等离子
19、体-原子发射光谱来分析测定。在 25oC 时 H2S 的扩散系数为 1.8110-5m2/s .A.4 氨（NH 3）氨会被草酸、柠檬酸、酒石酸等有机酸吸收。NH 3可由光电子谱来分析。在 25oC 时 NH3的扩散系数为 2.5410-5m2/s .A.5 臭氧（O 3）被动采样器收集臭氧是在 20 世纪 90 年代引入的。NaCO 2+K2CO3+甘油和缓冲至 pH=9 的KI 溶液都曾被采用过。通常用分光光度计来分析臭氧。在 25oC 时 O3的扩散系数为 1.6210-5m2/s .A.6 蚁酸由被动取样器来吸收蚁酸已被引入。K 2CO3水溶液可用作蚁酸吸收剂。蚁酸盐离子色谱法被用作最终分析。在 25oC 时蚁酸的扩散系数为 1.210-5m2/s .A.7 醋酸由被动取样器来吸收醋酸已被引入。K 2CO3水溶液可用作醋酸的吸收剂。醋酸盐离子色谱法被用作最终分析。在 25oC 时醋酸的扩散系数为 1.110-5m2/s .参考文献1 ISO 8502-6:1995,涂料及相关产品应用前的钢表面的准备表面清洁度的评估测试Part 6：分析用可溶性污染物的萃取Bresle 方法2 EPA-454/R-98-012,PM2.5监测网络中连续监测器的使用指导，美国环境保护机构指导
