1、1国家标准镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法编制说明一、工作简况1.任务背景 近几年，国内外热水器市场的不断扩大，促进了热水器用镁阳极的应用市场的发展。现行使用的镁合金牺牲阳极GBT 17731-2015增加了该产品。为顺应市场发展 2016年在轻标委的组织下制定了电热水器用镁合金牺牲阳极标准，该标准对热水器阳极进行了详细分类并地规定了各种阳极的技术要求、试验方法、检验规则等内容。关于热水器阳极电化学性能的的试验方法两个标准都规定执行 GB/T 24488。但 GB/T 24488没有规定热水器阳极的取样和制样，导致大家取样制样产生偏差，因此有必要对 GB/T 24488进一步修订，规范检测标准
2、从而减少测量偏差。另外标准中有些条款规定不符合产品现状需要改进。2.任务来源根据全国有色金属标准化技术委员会轻金属分技术委员会 2016年 9月 6日-8 日在上海组织召开的任务落实会，淄博德源金属材料有限公司等单位负责 GB/T 24488-2009镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法修订工作。标准性质为推荐性行业标准。项目起止时间为 2016年2018 年，技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会。3. 起草单位情况、主要工作过程、标准主要起草人及所做的工作3.1 起草单位情况淄博德源金属材料有限公司是以中国科学院海洋研究所、山东省科学院材料所、山东理工大学和哈尔滨工业大学为技术依托成立的，
3、是以阴极保护和镁合金材料为主的研发、设计、生产、施工的综合性企业。公司注册资金壹仟万元，占地 26600平方米，通过了 IS9001 质量管理体系认证、ISO14001:2004 环境管理体系认证及 OHSAS18001:2007 职业健康安全管理体系认证。现有员工 86 人，其中院士 1 人，博士 3 人，高级工程师 3 人，技术人员 10 人。拥有自己的企业技术中心，现在被山东镁产业科技创新战略示范联盟纳入理事单位，并成立山东科学院材料研究所汽车轻量化镁合金材料工程技术研究德源中心。今年正在申报院士工作站。公司主要生产镁、铝、锌合金牺牲阳极系列防腐产品、镁合金材料及深加工产品。防腐系列产品
4、年可生产 2000吨。埋地和海洋防腐阳极主要应用于石油管道、天然气管道、桥梁、港口、船舶、海底管线、钻井平台的阴极保护，为中海油、中石油、中交一航局供应商；热水器防腐阳极主要产品出口美国、欧洲、印度、越南等几十个国家和地区，国内是海尔、美等的热水器防腐产品的主要供应商。镁合金材料及深加工产品年产 500多吨，主要是镁合金管、棒、型、线、板、带材广泛应地用于军工和航空航天等工业领域。3.2主要工作过程根据任务落实会议的精神，淄博德源金属材料有限公司接到项目任务后，由质量管理部负责，组织技术部及市场部人员共同组成标准编制小组，通过多种渠道广泛收集生产厂家、用户和贸易商对GB/T 24488-200
5、9镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法的修改意见，同时参照ASTMG97最新版本。本着实事求是、科学严谨的态度主要进行了如下工作：3.2.1 收集、分析镁合金热水器阳极的相关资料，汇总近年来生产、市场及用户对产品的反馈意见。调研的单位与专家如下：海尔集团开发部赵晓勇部长沟通调研了海尔电化学的测试情况，并收集了海尔热水器阳极标准，格力集团技术部赵燕工程师沟通了电化学测试方法，美国 GA公司沟通了热水器阳极测试方法，美国 3N公司进厂检验进行调研。23.2.2 对国内部分热水器阳极生产厂家和研究机构的电化学性能检测进行调研。以及收集对标准检测中的反馈意见。调研的单位与专家如下：山东科学院新材料所唐守秋
6、所长、周吉学博士、 宏泰科技技术经理王鲁东、山东理工大学教授崔红卫（正在研究牺牲阳极电化学性能的课题） 、北京有色研究院工程师韩莉、北京有色院电化学性能检测室（有检测质资）季红高工、山东银光钰源集团的王前进工程师等。3.2.3 总结反馈意见起草标准草案，并组织内部进行讨论，完成标准正式草案。二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据1.标准编制原则1.1 本标准格式按照 GB/T1.1-2000标准要求编写，并符合行业标准编写模板的要求。1.2 本着积极采标、创新发展的原则。1.3在编制的过程中，始终遵循满足市场需求、技术内容合理、分析方法可行的原则，以目前主要生产厂家水平及用户使用反馈为主要制
7、定依据。2. 确定标准主要内容的依据2.1主要依据客户与生产商检测要求及检测经验来制定。2.2 参照ASTM G97-1997（R2013）镁牺牲阳极试样实验室评定为地下应用的标准测试方法2.3修订的标准应有利于产品的进出口，同时起到规范市场的作用。2.4修订的标准应切实可行，具有可操作性。2.5修订标准应充分考虑生产厂家、用户和贸易商的意见和建议。三、标准主要内容的确定本标准与 GB/T 24488-2009镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法标准（以下简称原标准）相比主要作了如下修改。1 前言 删去了“本标准修改采用美国材料与试验协会标准 ASTM G 97-1997（2002） 用于地下的镁
8、牺牲阳极的试验室评价方法 ，为方便对照，在附录 A中列出了本标准的章条和对应的ASTM G 97-1997（2002）章条的对照表”以符合编写要求。前言说明了主要的修改内容， “ 增加了电热水器用镁合金牺牲阳极的取样；增加了电热水器用镁合金牺牲阳极的制样；增加了镁合金牺牲阳极理论电容量的计算；进行了编辑性整理。 ”2 标准 1.2 改为“本标准适用于以饱和硫酸钙和氢氧化镁试验电解液模拟长期处于石膏-膨润土-硫酸钠填充料【其典型成份为：石膏（CaSO 42H2O，75%）+ 膨润土（20%）+ 硫酸钠（5%） 】环境下镁合金牺牲阳极（以下简称埋地阳极）电化学性能的测试。淡水中使用的电热水器用镁合
9、金牺牲阳极（以下简称热水器阳极）可以参照该测试方法。 ”，说明“镁合金牺牲阳极简称埋地阳极”,“淡水中使用的电热水器用镁合金牺牲阳极（以下简称热水器阳极）可以参照该测试方法”。3原标准 1.4 中“保健措施”改为“保护措施” 。4原标准 2 中“已知直流电流经串联联接的试验电池”改为“已知直流电流流经串联连接的试验电池， ”。5标准 3.2 试验用坩埚构造示意图文字说明更改对比如下：312.7mm直径孔（参比电极）12.7mm直径孔（阳极）14号橡皮塞M8黄铜螺栓螺母联结76mm40#钢管：长 165mm、容积约 625mL 约 3mm厚塑料浇铸在底部（环氧树脂更好）焊盘至钢管图 1 试验用坩
10、锅构造示意图孔直径 12.7mm（参比电极）孔直径 12.7mm（阳极）14号橡皮塞钎焊 M8黄铜螺栓（配有螺母）76mm40#钢管：长 165mm、容积约 625mL 底部浇铸约 3mm厚塑料（环氧树脂更好）钢管末端焊接底板图 1 试验用坩埚构造示意图6标准 3.2 试验用坩埚构造示意图文字说明更改对比如下：418号铜丝，用接线片联结预称重的铜阴极线，直径 0.51mm832 机加工螺栓和螺母13#橡皮塞300mL玻璃烧杯2个 1.5mm6mm 铜阴极片电解液图 2 铜库仑计参考镁制线规 18#铜线，用接线端子连接已知质量的阴极铜丝，参考镁制线规 24# -铜线，0.51mm 机加工过的 M
11、8螺栓和螺母13#橡皮塞300mL玻璃烧杯2个 1.5mm6mm的阳极铜片电解液图 2 铜库仑计7原标准 6.1.1 中“铸造阳极”改为“埋地阳极” 。改后为“从埋地阳极上取样及制样的典型示意图见图 3。沿埋地阳极宽度方向离边缘约 13mm处截取截面尺寸为 16mm16mm、长 180mm的 5支试棒，然后将其加工成直径为 12.7mm的试棒（建议加工参数为：加工速率 800r/min、进刀速率 0.5mm/r、切割深度1.9mm） ，再将试棒切割成长度为 152mm的试样，试样任意一端为加工面(加盖标记)。 ”58 原标准 6.1.2 为“从一挤制的镁阳极成品中部沿阳极宽度方向截得所需试样
12、5 支，并将试样按照 6.1.1 的加工方法进行加工,将加工端面用水和丙酮清洗烘干后用环氧树脂封好。”改为“从每批热水器阳极产品中抽取 5支试棒，并截取长 180mm，挤压热水器阳极典型示意图见图 4，铸造热水器阳极典型示意图见图 5（不含铁芯一端为加工面） ，然后将其按照 6.1.1的方法进行加工。 ”重新规定了热水器挤压阳极的取样方法，增加了热水器铸造阳极的取样方法。69去掉原标准 6.2 中的“（挤压热水器镁阳极试样加工端面需用环氧树脂封好） ”；10. 原标准 6.3.1 中 “铸造镁阳极试样”改为 “埋地镁阳极试样”原标准；11. 6.3.2 中 “挤制镁阳极试样”改为 “挤压热水器
13、镁阳极试样” 。 距加工端面 103.2mm处改为 “113.2mm”，增加“用绝缘材料密封加工端面与距其 10mm的部分， ” 原因原标准用环氧密封端面效果不是很好。12增加 6.3.3 铸造热水器镁阳极试样：按照 6.3.1 埋地镁阳极试样方法进行制样。13原标准 6.4.2 中 “铜丝”改为“阴极铜丝”与前边对应。参照 ASTM G97-1997(R2013)“更精改为“更细” 。14参照 ASTM G97-1997(R2013)将 6.4.3 原标准“完整的试验电路示意图见图 4，回路导线是 18#绝缘绞合铜线，每根导线的各端用锷鱼夹子夹住，只有在测量氧化电位时，才用甘汞电极。 ”改为
14、“完整的试验电路示意图见图 4，回路导线参考镁制线规 18#绝缘绞合铜线，每根导线的各端接有锷鱼夹子或接线端子，只有在测量氧化电位时，才使用甘汞电极。 ”15、标准 7 中原“图 4”改为“图 6”。16原标准 7.10与 7.11中 “库仑计导线”改为 “库仑计上的阴极铜丝”与前边名称对应明确。17. 8. 3增加镁合金牺牲阳极理论电容量计算，由原来的：“ 8.3 计算并报告每块试样的电流效率 : =（ Qg/Q ）100（4）式中：Qg每块试样损失每单位质量得到的 Ah值, 单位为安培小时克（A h/g） ；7Q理论电容量, 单位为安培小时克（A h/g） 。 ”改为：“8.3 计算并报告
15、每支试样的电流效率 (%)：8.3.1电流效率按公式（4）计算： =（ Qg/Q ）100（4）式中：Q 镁合金牺牲阳极理论电容量, Ah/g。8.3.2镁合金牺牲阳极理论电容量按公式（5）计算：Q =AX + BY + CZ+ （5）式中：A、 B、 C合金成分百分比，%。X、 Y、 Z合金成分理论电容量，Ah/g， （Mg 2.202Ah/g、Al 2.975Ah/g、Zn 0.818Ah/g） 。 ”四、 标准水平分析目前关于镁合金电化学性能检测标准有美国材料协会的 ASTM G97-1997(R2013)埋地用镁牺牲阳极试样实验室评价试验方法 ，GB/T 2017848-1999 牺牲
16、阳极电化学性能试验方法,本标准参照以上标准结合国内使用修订。与 GB/T 24488-2009镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法相比，修改后的标准更具体全面，更符合国内生产厂家、用户和贸易商检验要求。五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本标准的制定过程、技术选定、检验的设置等符合现行法律、法规及相关性的国家标准或行业标准。六、重大分歧意见的处理过程和依据无。七、贯彻标准的要求和措施建议，包括（组织措施、技术措施、过渡办法）可向生产厂家、用户和贸易商推荐采用本标准。八、预期效果通过对 GB/T 24488-2009镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法的修订，使标准与国际接轨，内容更加全面、切合使用。本标准的发布、实施，有利于规范市场，有利于厂家生产，将促进热水器阳极的生产、交易。九、 参考资料清单GB/T 24488-2009镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法ASTM G97-1997(R2013)埋地用镁牺牲阳极试样实验室评价试验方法GB/T 2017848-1999 牺牲阳极电化学性能试验方法镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法2017 年 8 月 2 日
