(高清版)GBT 41951-2022 金屬和合金的腐蝕 建筑用鋼連接部件及鋼構(gòu)件耐腐蝕性能測試方法

金屬和合金的腐蝕建筑用鋼連接部件及鋼構(gòu)件耐腐蝕性能測試方法2022-12-30發(fā)布2023-07-01實施國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：中冶建筑研究總院有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、中國科學(xué)院金屬研究所、北京科技大學(xué)、青島鋼研納克檢測防護技術(shù)有限公司、中冶檢測認(rèn)證有限公司。本文件主要起草人：陳潔、侯捷、王振堯、呂尚霖、張雷、楊朝暉、田子健、曹公望、李曉濱、李倩、丁國清。1金屬和合金的腐蝕建筑用鋼連接部件及鋼構(gòu)件耐腐蝕性能測試方法本文件給出了建筑用鋼連接部件及鋼構(gòu)件耐腐蝕性能的測試方法。本文件適用于建筑用鋼連接部件及鋼構(gòu)件在氯離子環(huán)境下的腐蝕性能測試。本文件包括以下兩種方法，試驗人員可按照實際條件進行選擇：——方法A:周期噴淋試驗方法；——方法B:周期性鹽霧試驗方法。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1766色漆和清漆涂層老化的評級方法GB/T6682—2008分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T10123金屬和合金的腐蝕基本術(shù)語和定義GB/T10125—2021人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗GB/T11263熱軋H型鋼和剖分T型鋼GB/T16545金屬和合金的腐蝕腐蝕試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除3術(shù)語和定義GB/T10123鋼連接部件界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。constructionsteeljoint型鋼等通過焊接、螺接或鉚接等方式連接而成的部件。用鋼連接部件(3.1)組合而成的構(gòu)件。4試驗設(shè)備4.1.1.1耐腐蝕性能周期噴淋試驗裝置見圖1。該裝置可放置多個試件，主體為可自動噴淋環(huán)境箱，也可配置力學(xué)加載裝置。耐腐蝕性能周期噴淋試驗裝置應(yīng)滿足7.1中的規(guī)定。24.1.1.2環(huán)境箱由箱體、試樣支架、自動噴淋系統(tǒng)、通風(fēng)干燥系統(tǒng)、環(huán)境溫濕度控制系統(tǒng)、環(huán)境控制測試系統(tǒng)組成。4.1.1.3試驗裝置內(nèi)至少放4個收集器，2個靠近噴淋器，2個遠(yuǎn)離噴淋器，以確保均勻收集箱內(nèi)鹽液。鹽液收集器為漏斗形狀并插在標(biāo)有刻度的容器中，收集器直徑為100mm,收集面積約為80cm2。4.1.1.4自動噴淋系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)噴淋壓力及采用合適的噴嘴使箱內(nèi)鹽液收集器的鹽液沉降率為50mL/h±10mL/h。箱內(nèi)上部的噴頭應(yīng)均勻分布，噴頭可固定在能夠控制速度的滑軌上。4.1.1.5環(huán)境溫濕度控制系統(tǒng)包括加熱裝置及制冷裝置，加熱裝置的加熱能力范圍為20℃~45℃,制冷裝置的制冷能力范圍為0℃~20℃。環(huán)境控制測試系統(tǒng)應(yīng)保持箱內(nèi)溫度符合7.1.1的規(guī)定。4.1.1.6環(huán)境控制測試系統(tǒng)中的溫濕度傳感器應(yīng)距箱內(nèi)壁不小于100mm,各傳感器之間的距離不小于200mm,傳感器應(yīng)至少分布于試驗箱四個角落及中部位置，溫濕度傳感器應(yīng)均勻分布。4.1.1.7以環(huán)境溫濕度控制系統(tǒng)和環(huán)境控制測試系統(tǒng)控制噴淋。當(dāng)需要時，力學(xué)加載裝置控制加載力，每個噴淋周期對箱內(nèi)的濕環(huán)境和干環(huán)境進行溫度和濕度監(jiān)測并可自動記錄。裝置能產(chǎn)生垂直向下擴散液流或者在試樣表面應(yīng)產(chǎn)生少量線性液滴，并且保證全覆蓋試樣表面。標(biāo)引序號說明：1——噴頭；2——加熱及制冷裝置；3——溫濕度傳感器；4——輸水管；5——程控裝置；6——地平線；7——蓄水池；8——防腐自吸泵。4.1.2.1與試驗溶液接觸的裝置材料不應(yīng)與試驗溶液發(fā)生反應(yīng)，推薦使用惰性材料。4.1.2.2若采用金屬裝置材料，無論是否與溶液接觸，應(yīng)從對試驗環(huán)境有耐腐蝕性的合金中選擇或選用合適的防腐涂層。4.1.2.3試樣架的材料應(yīng)使試樣之間及試樣與其他裸露金屬之間保持電絕緣。如存在與試樣接觸的裸露金屬，應(yīng)用合適的絕緣材料與腐蝕劑隔離。3GB/T41951—20224.1.2.4試樣加載夾具材料應(yīng)使加載夾具與試驗箱箱體及試樣之間保持電絕緣。4.2.1試驗裝置4.2.1.1不同氯離子濃度環(huán)境下的腐蝕試驗裝置，如圖2所示。該裝置包括溫濕度控制系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、鹽霧收集器、力學(xué)加載裝置等。其內(nèi)部有效試驗區(qū)容積應(yīng)不小于0.4m3,并應(yīng)確保在試驗期間滿足鹽霧及溫濕度的均勻分布。鹽霧及溫濕度的均勻分布。標(biāo)引序號說明：1——試樣工裝；2——試樣；3——溫濕度傳感器；4——鹽霧噴嘴；5——腐蝕箱體；6——傾斜頂蓋；7——制冷器；8——加熱器；9——溫濕度控制系統(tǒng)；10——夾具固定端；11——通風(fēng)干燥系統(tǒng)；12——防腐泵；13——制冷主機；14——鹽水槽；15——空氣飽和器。圖2不同氯離子濃度環(huán)境下的腐蝕試驗裝置4.2.1.2溫濕度控制系統(tǒng)由制冷器、加熱器、制冷主機等組成，可根據(jù)濕度、箱內(nèi)溫度及外部飽和器的溫度等監(jiān)測數(shù)據(jù)自動控制裝置內(nèi)的溫度和濕度，以保證在試驗期間溫濕度滿足規(guī)定要求。溫濕度測量區(qū)4應(yīng)距離箱內(nèi)壁不小于100mm。4.2.1.3噴霧系統(tǒng)由可控制壓力的空氣供應(yīng)裝備、氣源預(yù)加溫加濕的空氣飽和器、鹽水槽和噴霧器組成，該系統(tǒng)應(yīng)產(chǎn)生均勻擴散的鹽霧。噴霧器由符合噴霧流量壓力的噴嘴安裝在塔式噴霧架組成。壓縮空氣應(yīng)先通過過濾器，凈化空氣，再供給到噴霧器。壓力應(yīng)控制在80kPa～130kPa范圍內(nèi)。4.2.1.4試驗裝置內(nèi)至少放2個收集器，一個靠近噴霧器，一個遠(yuǎn)離噴霧器，以確保均勻收集鹽霧。鹽霧收集器為漏斗形狀，直徑為100mm,收集面積約為80cm2,漏斗應(yīng)插在標(biāo)有刻度的容器中，要求收集的是鹽霧而不是從試樣或箱體其他部位滴下的液體。4.2.1.5力學(xué)加載裝置的加載能力應(yīng)與連接件大小及強度相匹配。4.2.2裝置材料用于制作試驗裝置的材料應(yīng)是能抗鹽霧腐蝕并且不影響試驗結(jié)果的材料。材料其他要求應(yīng)符合5試驗溶液5.1.1本試驗所用試劑為化學(xué)純及以上，配制溶液所用水為GB/T6682—2008中三級水5.1.2在水中溶解NaCl以獲得濃度為35g/L±1g/L的模擬海洋環(huán)境中腐蝕效應(yīng)的中性鹽溶液。5.1.3用pH計或使用精確度不大于0.5的pH試紙檢測pH。pH應(yīng)在6.5～7.5范圍之內(nèi)，若超過該范圍則應(yīng)通過加入稀HCl或NaOH溶液來調(diào)節(jié)溶液的pH。5.1.4使用過的噴淋溶液不應(yīng)重復(fù)使用。5.2.1本試驗所用試劑為化學(xué)純及以上。在25℃±2℃時電導(dǎo)率不高于20μS/cm的去離子水或同等純度的水中溶解NaCl,可配制低、中、高三種濃度分別為20g/L±2g/L、35g/L±3.5g/L、50g/L±5g/L的鹽溶液。為測定不同環(huán)境Cl-濃度對建筑用鋼連接部件和鋼構(gòu)件的腐蝕影響，可根據(jù)試驗?zāi)康倪M行選擇。氯化鈉的雜質(zhì)含量應(yīng)符合GB/T10125—2021中5.1的規(guī)定。5.2.2用pH計或使用精確度不大于0.5的pH試紙檢測pH值。pH應(yīng)在6.5～7.5范圍之內(nèi)，若超過該范圍則應(yīng)通過加入稀HCl或NaOH溶液來調(diào)節(jié)溶液的pH。6試樣6.1連接部件試樣6.1.1試樣的種類、形狀和尺寸可根據(jù)試驗?zāi)康拇_定。試樣尺寸及類型，通常為焊接、螺栓連接等板狀連接件，推薦單側(cè)試樣為150mm×100mm(長×寬),厚度為產(chǎn)品厚度，見圖3。試樣尺寸也可由相關(guān)方協(xié)商確定。5標(biāo)引序號說明：l——連接部位寬度；h——板材厚度。圖3焊接連接試樣取樣位置示意圖6.1.2至少采用5個平行試樣。若進行對比試驗，對比試樣數(shù)量與試驗樣數(shù)量應(yīng)相同。6.1.3試驗前應(yīng)仔細(xì)地清洗被測試樣，盡可能地清除可能會影響試驗結(jié)果的雜質(zhì)(灰塵、油或其他雜質(zhì))。所用的清洗方法應(yīng)取決于試樣材料性質(zhì)，試樣表面及污物清洗時，不應(yīng)使用可能侵蝕試樣表面的研磨料或溶劑。使用適當(dāng)?shù)挠袡C溶劑和干凈的軟毛刷或超聲清洗裝置徹底清洗試樣。清洗后，用新鮮溶劑沖洗試對于涂覆保護性有機涂層的試樣，清洗時不應(yīng)破壞有機涂層。對于無涂層的試樣，應(yīng)對試樣表面進行打磨處理，試驗前試樣表面不準(zhǔn)許有銹蝕產(chǎn)物及氧化鐵皮等，表面粗糙度Ra小于或等于25μm。在試驗前，檢查試樣是否存在裂紋和焊接缺陷。6.1.4如果試樣是從較大的帶有涂層的工件上切割下來的，不應(yīng)損壞切割區(qū)附近的涂層。除非另有規(guī)定，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)脑跍y試條件下穩(wěn)定的涂層，如油漆、石蠟或膠帶等，對切割區(qū)進行保護。6.2構(gòu)件試樣6.2.1試驗宜選用滿足GB/T34560.1、GB/T34560.2、GB/T34560.3、GB/T34560.4、GB/T34560.5、GB/T34560.6要求的結(jié)構(gòu)鋼制成的構(gòu)件，由相關(guān)方協(xié)商也可選用其他種類的鋼構(gòu)件。6.2.2試樣的種類、形狀和尺寸可根據(jù)試驗?zāi)康拇_定，通常為壓彎構(gòu)件、受彎構(gòu)件等相關(guān)構(gòu)件，可進行切割加工后進行試驗，如H型鋼截面壓彎構(gòu)件試樣尺寸為高度×寬度×長度，其中高度×寬度按照GB/T11263中的尺寸要求，長度推薦500mm,見圖4。6圖4H型鋼截面壓彎構(gòu)件取樣示意圖6.2.3至少采用3個平行試樣。若進行對比試驗，對比試樣數(shù)量與試驗樣數(shù)量應(yīng)相同。6.2.4試樣清洗按照6.1.3要求進行操作。6.2.5如果試樣是從較大的帶有涂層的工件上切割下來的，則應(yīng)按照6.1.4要求進行操作。7試驗條件7.1.1推薦試驗溫度在5℃~35℃范圍內(nèi)選擇，控溫精度為±5℃,干燥時相對濕度為(45±5)%。7.1.2推薦的試驗延續(xù)時間為30d,也可由相關(guān)方協(xié)商確定。單次循環(huán)周期為12h,每次噴淋180min±10min,噴淋后采用通風(fēng)干燥系統(tǒng)對試樣進行風(fēng)干，應(yīng)保證試樣的均勻干燥，不推薦用強制吹風(fēng)的方法進行干燥。7.1.3鹽液沉降率為50mL/h±10mL/h。7.1.4力學(xué)加載裝置的加載能力應(yīng)與構(gòu)件大小及強度相匹配。7.2.1試驗單循環(huán)時間為12h,試驗條件見表1。試驗周期應(yīng)根據(jù)被測材料或產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來確定。當(dāng)無標(biāo)準(zhǔn)時，可經(jīng)相關(guān)方協(xié)商確定。推薦的試驗周期為24h、48h、72h、96h、144h、168h、240h、7.2.2在試驗裝置內(nèi)放置好試樣，并確認(rèn)鹽霧收集率和條件在規(guī)定范圍內(nèi)后，才能開始試驗。鹽霧沉降的速率在24h連續(xù)噴霧后進行測試，鹽霧期間沉降率為1.5mL/h±0.5mL。7.2.3使用過的噴霧溶液不應(yīng)重復(fù)使用。7.2.4試驗初始加載力宜按照鋼材屈服強度30%來計算，也可由相關(guān)方確定。7.2.5必要時，可對試驗裝置進行腐蝕性能評價，參照GB/T10125—2021。7表1試驗條件序號試驗條件1鹽霧條件：溫度35℃±2℃2“濕”條件：溫度45℃±2℃3“干”條件：溫度55℃±2℃、相對濕度(35±3)%4單循環(huán)流程總時間為12h,鹽霧3h、濕1.5h、干6h、濕1.5h(對于每個條件下的時間包括了到達(dá)規(guī)定溫度的時間)5試驗條件轉(zhuǎn)換時間(即試驗條件改變后溫度和濕度達(dá)到規(guī)定值所需時間):“鹽霧”到“濕”<30min,“濕”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胞}霧”條件時，應(yīng)立即進行“鹽霧”)8試驗步驟8.1試驗開始前將收集器放入試驗箱內(nèi)，開啟試驗設(shè)備，調(diào)節(jié)自動噴淋系統(tǒng)使環(huán)境箱中每個收集器鹽液沉降率均滿足第7章的要求。8.2調(diào)節(jié)環(huán)境溫濕度控制系統(tǒng)和環(huán)境控制測試系統(tǒng)，滿足第7章的要求。8.3試樣應(yīng)放置在其測試表面不受到鹽液或鹽霧直接噴射的位置。需要力學(xué)加載時，試樣放置應(yīng)與力學(xué)加載裝置相協(xié)調(diào)，以保證加載力的均勻性。8.4在環(huán)境箱中，試樣不應(yīng)接觸箱體，應(yīng)確保支架、夾具及箱體內(nèi)壁上的液滴不滴落在試樣上。8.5按照第7章要求進行試驗。9試樣的清洗試驗完成后，將被測試樣從環(huán)境箱中取出，為了減少腐蝕產(chǎn)物脫落，試樣在清洗前應(yīng)先在室內(nèi)空氣中自然干燥0.5h～1h。然后用溫度不高于40℃的干凈的流動水將被測試樣小心清洗，以去除試樣表面殘留的鹽液，再在距試樣約300mm處用壓強不超過200kPa的空氣吹干。干燥后，應(yīng)立即按照GB/T16545的要求進行除銹處理。10結(jié)果評定根據(jù)試驗的特定要求，可用多種指標(biāo)對試驗結(jié)果進行評定。a)對于無涂層試樣：1)試驗后的試樣外觀；2)去除表面腐蝕產(chǎn)物后的外觀；3)在一定放大倍數(shù)(如，×20)下，檢查試樣的表面裂紋情況，需要時截取典型裂紋制作金相樣進行顯微觀察