碳钢、低合金钢16年大气暴露腐蚀研究

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评估低合金钢的耐大气腐蚀性指南

附录B（资料性附录）评估低合金钢的耐大气腐蚀性指南B. 1 范围木附录提供通过化学成分对低合金钢的耐大气腐蚀性进行评估的一种方法。

参照本附录，可以对各牌号耐腐蚀性的相对大小进行评估。

通常情况下钢材具有较好的耐大气腐蚀性能时，要求其按本附录计算出的耐腐蚀性指数应为6.0或6.0以上。

本方法利用基于钢的化学成分的预测公式计算钢的耐腐蚀性指数。

由于世界上有多种耐腐蚀性指数正在使用，因此当选择一种指数时，考虑到不同的使用环境和钢的化学成分是必要的。

基于使用环境和钢的化学成分的不同，任何指数都可能不适用，因此，由供需双方共同来确定使用哪种指数以及在预计的使用环境中该指数的大小是必要的。

B .2 术语低合金钢是含有合金元素总量大于1％但小于5％的碳钢。

注：大多数“低合金耐候钢”含有添加的Cr 和Cu 元素，也可能含有添加的Si、Ni、P 或其他的能增加耐大气腐蚀性能的合金元素。

B.3 方法B.3.1 Legauli 和Lcck ic 公布了基于钢的化学成分来预测暴露于不同大气环境下15.5 年后的低合金钢的腐蚀情况的公式。

该公式是以Larrabcc和Coburn公布的大量数据为基础的。

B.3.2 为了使用的准确性，工业环境（Kcarny, N. J.)下的Legault-Leckie的公式被修改以便能计算基于化学成分的耐大气腐蚀性指数。

这些修改包括常量的删除和公式中变量符号的变动。

修改后的耐大气腐蚀性指数（I）计算如式（B.1）所示。

指数越大，钢的耐腐蚀性能越好。

I=26.01（%Cu）+3.88（%Ni）+1.2（%Cr）+1.49（%Si）+17.28（%P）-7.29（%Cu）×（%Ni）-9.10（%Ni）（%P）-33.39（%Cu）2。

(B.1)B.3.3 预测式应在钢的化学成分满足Larrabcc-Coburn试验时的化学成分范围的情况下使用。

这些化学成分范围如下：Cu 0.012％~0..510%;Ni 0.05％~1.10%;Cr 0.10％~1.30%;Si 0.10％~0.64%;P 0.01 ％~0.12％。

钢结构腐蚀类型及防护方法

钢结构腐蚀类型及防护方法钢结构建筑具有施工便捷、抗震性能好、可回收等优点，但钢结构易锈蚀，了解防腐类型及防护是非常有必要的。

以下是小编为你整理推荐钢结构腐蚀类型及防护方法，希望你喜欢。

钢结构的腐蚀类型钢结构腐蚀类型有大气腐蚀，局部腐蚀和应力腐蚀。

(1)大气腐蚀钢结构受大气腐蚀主要是由空气中的水和氧等的化学和电化学作用引起的。

大气中的水汽在金属表面形成电解液层，空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂，二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池。

钢构件表面受大气腐蚀形成锈层后，腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。

(2)局部腐蚀局部腐蚀在钢结构建筑中最常见，主要是电偶腐蚀、缝隙腐蚀。

电偶腐蚀主要发生在钢结构不同金属组合或者连接处，其中电位较负的金属腐蚀速度较快，而电位较正的金属受到保护，两种金属构成了腐蚀原电池。

缝隙腐蚀主要在钢结构不同结构件之间、钢构件与非金属之间存在的表面缝隙处，当缝隙宽度可让液体在缝内停滞时发生，钢结构缝隙腐蚀最敏感的缝宽为0.025～O.1mm。

(3)应力腐蚀在某一特定的介质中，钢结构不受应力作用时腐蚀甚微，但受到拉伸应力后，经过一段时间构件会发生突然断裂。

由于这种应力腐蚀断裂事先没有明显的征兆，所以往往造成灾难性后果，如桥梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等。

根据钢结构腐蚀机理，其腐蚀是一种不均匀的破坏，腐蚀的发展很快，钢结构表面一旦发生腐蚀，腐蚀的蚀坑会由坑底向纵深迅速发展，使钢结构产生应力集中，而应力集中又会加快钢材的腐蚀，这是一种恶性循环。

腐蚀使钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低，导致承重构件在无明显的变形征兆下突然发生脆性断裂，造成建筑物倒塌。

钢结构腐蚀防护方法1、使用耐候钢介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍。

同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。

电化学方法测量钢铁锈层防腐性能

第３卷第３２期２１年６００月
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山东冶金
ＳａｄｎＭｅａｌｒｙｈｎｏｇｔｌｕｇ
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｛经验１ｆ１ｆ１ ——牛咕— 竹竹交流｝］－神
分别测定不同材料无锈和带锈情况下的腐蚀规律是
切实可行的。
专业。现为济南鲍德房地产开发有限公司科长、工程师，事工程从管理工作。
原理可以将运行过程分为两个阶段，据此设置两组
响。当下放速度变化大时，置给定的向上的力矩装
用，为锈层电阻控制下的轻微腐蚀。３结语
ｃ带锈试样及无锈试样，０１ｍｏ／ｚ溶液ｒ在．ｌＮａＯＬＳ
中的阳极极化曲线测试。测示仪器采用Ｉ２ＨＢ恒电
位仪，Ｚ８字电压表，Ｐ一数电解池（ｔ电极和饱和甘Ｐ）汞电极。试样在溶液中均自然稳定４ｎ随之第０ｍｉ，
９０ｍｖ扩大到１０００ｍＶ。从以上特征值表明，３耐候
分用硝基清漆涂封。
２试验方法。用恒电位步阶法测量１Ｍｎｕ）２Ｃ—
钢经２ａ大气暴露以后，面生成较致密而稳定的锈表层，自然腐蚀状态几乎钝化，在具有较好的防腐蚀作
探尺运动反作用的大小。
环控制，据现场实际情况对Ｐ４（根６４主给定值的源）
进行修改，设置提尺时的速度给定值。５放尺时引）

各个合金元素对钢材腐蚀性能的影响-总结精华

各元素对钢材腐蚀性能的影响1、大气腐蚀耐候钢较普碳钢有良好的抗大气腐蚀能力，其中合金元素起到了决定性作用。

包括：1)降低锈层的导电性能，自身沉淀并覆盖钢表面：2)影响锈层中物相结构和种类，阻碍锈层的生长；3)推迟锈的结晶；4)加速钢均匀溶解；5)加速Fe2+向Fe3+的转化，并能阻碍腐蚀产物的快速生长；6)合金元素及其化合物阻塞裂纹和缺陷。

进一步研究结果表明，耐候钢中加人的合金元素对其耐大气腐蚀性能的影响不尽相同。

1.1影响大气腐蚀的环境因素钢在大气中的腐蚀率，除了与钢本身的化学成分、热处理状态有关外，还受大气环境因素影响。

大气腐蚀的典型环境有三种类型，即乡村大气、工业大气与海洋大气。

乡村大气对钢的腐蚀轻微，这是由于污染程度较轻。

影响乡村大气腐蚀的主要因素是降雨量、年平均气温和相对湿度。

钢在大气中的腐蚀是由于在钢表面形成有利于电化学反应的湿膜，致使腐蚀得以进行。

当大气中的湿度超过60%～70%时，钢的腐蚀速度将显著增加。

钢在工业大气中的腐蚀速率差异很大，主要是大气中污染成分和含量不同所致。

主要的污染成分有SO2、H2S、NH3、CO2、NO2、NO及HCl等。

另外大气中还含有水分，加剧了钢的腐蚀。

钢在海洋大气的腐蚀比前两种环境更严重。

主要是因为海洋大气中含有大量的氯化物微粒(如NaCl、MgCl2等)，这种微粒随着海雾飘落在钢的表面，形成一层电解质的湿膜。

钢在海洋大气中的腐蚀程度，受距离海平面的高度和海岸线的远近、风速、风向、气温、雨量、降雨周期、大阳辐射、季节、尘埃及鸟粪污染等因素的影响。

1.2影响大气腐蚀的元素1.2.1 铜早期发现含铜0.05%～0.20%的钢对耐大气腐蚀性能有所改善，从而开发了以铜为主要合金元素的耐大气腐蚀用钢。

钢中含0.2%～0.5%Cu，无论在乡村大气、工业大气或海洋大气中，都具有较普通碳钢优越的耐蚀性能。

一般含铜钢在海洋大气和工业大气中比乡村大气环境的耐蚀效果更佳。

A3碳钢和10CrNiCuP低合金钢大气腐蚀锈层的研究

２００８年１１月
咸阳师范学院学报
ＪｕｎｌｆａｙｎｒｌｉｅｔｏｒａＸｉｎａｇＮｏｍａｖ￣ｉｏＵｎｙ
ＮＯ２８Ｖ．００
第２３卷
第６期
Ｖｏ．３ＮＯ６１．２
［应用物理学研究】
Ａ碳钢和１ＣＮＣＰ低合金钢大气腐蚀锈层的研究３ｒｉｕＯ
Ａ碳钢（质量分数／ — — Ｃ０２，．２Ｐ００２％）．１Ｓ００，．１，
１０Ｘ的傅里叶变换红外光谱仪对经成都试验站７ＳＭｎ０５，ｉ．，ｕ０２，余Ｆ；０ｒｉｕ．３Ｓ０２Ｃ．５７０ｅ１ＣＮＣＰ低合大气腐蚀２年的碳钢和１ＣＮＣＰ低合金钢锈０ｒｉｕ
用锈定等多种方年）Ａ碳钢和１ＣＮＣＰ低合金钢腐蚀速率都呈锈，，０ｒｉｕ法进行相关测试，析讨论大气腐蚀锈层的物相组下降趋势。分
成及元素含量的变化规律：探讨锈层在组织结构方
进行了分析．论了Ａ碳钢和１ＣＮｉｕ讨０ｒＣＰ低合金钢的耐腐蚀机制。
关键词：钢；碳低合金钢；大气腐蚀；光谱分析中图分类号：Ｇ１２３Ｔ７．文献标识码：Ａ文章编号：６２２１（０８０ — ０８０１７ — ９４２０）６０１— ３
表１３钢和１ＣｒｉｕＡ碳０ＮＣＰ低合金钢不同腐蚀年限的平均腐蚀速率嘲／・ｍｈ一ｍｇ（・）‘

碳钢在海洋环境下的腐蚀研究资料

碳钢在海洋环境下的腐蚀研究摘要随着陆地石油储量减少和开采难度增加，海洋石油将成为未来能源最重要的来源。

海洋石油开发设施的材料主要是碳钢，碳钢常年在腐蚀性极强的海水中工作，腐蚀不可避免。

若能掌握碳钢在海洋环境下的腐蚀规律，找到合适的防腐措施，腐蚀造成的损失就能大幅度降低。

本文根据塔菲尔直线外推法，用LK2010型电化学工作站测量碳钢在不同盐度海水中的腐蚀极化曲线，研究海水的盐度对碳钢腐蚀速度、塔菲尔曲线特征的影响。

关键词：碳钢腐蚀；塔菲尔直线外推法；电化学；极化曲线；腐蚀速度The research on corrosion of carbon steel in marineenvironmentAbstractAs difficult exploitation of oil reserves to reduce and increase the land，ocean oil will become the most important source of energy future. Offshore oil development facilities materials are mainly carbon steel，carbon steel work in the strong causticity water all the year round，the corrosion of carbon steel is inevitable. If we can master the corrosion behavior of carbon steel in Marine environment，find a suitable anticorrosive measures，can greatly reduce the loss caused by corrosion. Based on the principles of Tafel linear extrapolation method，measured with electrochemical workstation LK2010 type corrosion polarization curve of carbon steel in sea water，the water of the influence of different factors on the corrosion of carbon steel.Keywords：Corrosion of carbon steel；Tafel linear extrapolation method；Electrochemistry；Polarization curve ；The corrosion rate目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 碳钢腐蚀研究现状 (2)1.3 海洋腐蚀环境 (3)1.4海洋环境中碳钢的腐蚀 (4)1.5研究目的及内容 (7)第2章金属腐蚀检测方法 (8)2.1 极化现象与极化曲线 (8)2.2 恒电位法测定金属的腐蚀速度 (8)2.3 塔菲尔直线外推法 (10)第3章碳钢腐蚀实验设计 (12)3.1 实验仪器介绍 (12)3.1.1 LK2010型电化学工作站 (12)3.1.2实验软件ECA Wiser (14)3.2 塔菲尔直线外推法实验过程 (17)3.2.1 实验仪器及用品 (17)3.2.2实验步骤 (17)3.3 实验数据记录 (21)第4章结果分析与讨论 (23)4.1 盐度计算 (23)4.2 腐蚀速度计算 (23)4.3 结果分析 (26)第5章结论与展望 (28)5.1 结论 (28)5.2 未来展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 引言随着现代社会的不断发展和科学水平的飞速进步，能源变得越来越重要，人类开采陆地石油已经经历了相当长的时间，陆地石油储量越来越少，所以未来人类开采石油资源将向海洋进军，海洋石油已经成为未来人类能源的重要来源。

文献综述

文献阅读综述报告一前言材料在使用过程中因受环境的作用而导致其性能下降、状态改变、直至损坏变质，被称为“腐蚀”或“老化’’。

随着科学技术的发展，现己发现几乎所有的材料在环境作用下都存在腐蚀问题。

材料腐蚀不仅给国家带来重大的经济损失和大量资源与能源的消耗，还会给设备、装备、建筑物及人身安全带来威胁。

目前由于过度的开采和使用原材料，地球上的有限资源日益枯竭。

全世界每90s就有1 t钢腐蚀成铁锈，而炼制1 t钢所需的能源则可供一个家庭使用3个月，由腐蚀导致的灾难性事故也屡见不鲜。

因此，开展材料在自然环境中的腐蚀试验，通过长期的观察与检测，积累腐蚀数据，并结合实验室的分析研究，掌握各种材料在自然环境中的腐蚀规律，对于控制材料的自然环境腐蚀，减少经济损失，为新材料的研究开发、传统材料质量与性能的提高，以及防腐标准与规范的制定提供科学依据，特别是为国家重点工程建设和国防建设中的合理选材、科学用材提供科学依据，由此可见，研究材料在自然环境中的腐蚀是十分重要的。

海洋是人类生存与发展不可缺少的空间环境，是解决人口剧增、资源短缺、环境恶化三大难题的希望所在。

目前许多国家已经把开发海洋定为基本国策，把发展海洋科技摆在向海洋迸军的首要位置，把海洋科技作为世界新技术革命最重要的内容来对待。

我国是一个海洋资源十分丰富的国家，拥有绵长的海岸线和广阔的海域，这为发展我国海洋经济、沿海工业提供了十分广阔的天地。

沿海工业的发展、海洋资源的开发和利用，离不开海上基础设施的建设。

由于海洋苛刻的腐蚀环境，金属材料结构及建筑物的腐蚀不可避免。

随着沿海工业的开发，如石油化工企业、火电、核电站的建立，海洋石油、矿产的开发以及海洋运输等，这些工业设施、设备大都是由金属材料，特别是钢铁建造而成，金属材料一旦发生腐蚀不仅影响外观，其机械性能也将发生变化，丧失了应有的强度、硬度和韧性，直至材料完全失效。

据统计，船体大约90％的破坏都是由于腐蚀造成的。

发达国家因材料腐蚀造成的损失占其GDP 的2％～4％，而在海洋中的腐蚀损失大于总腐蚀损失的1／3t引。

典型工业沿海区域的大气环境腐蚀性评价

装备环境工程第20卷第6期·162·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年6月典型工业沿海区域的大气环境腐蚀性评价彭云超1，马凯军1，曹公望2，王振尧2，李小涵2（1.国家管网集团东部原油储运有限公司，江苏徐州 221008；2.中国科学院金属研究所，沈阳 110016）摘要：目的利用现役金属材料对工业沿海区域所处不同大气环境进行环境腐蚀性评价，并研究不同金属材料的腐蚀行为差异性，探讨工业沿海大气环境下金属材料的耐蚀性选择。

方法在不同大气环境下，选择现役金属材料Q235、16MnNi和L415开展1 a的户外曝晒试验，并利用质量损失分析、扫描电镜等手段，通过对金属基材进行腐蚀机理研究，评价大气环境的腐蚀性。

结果 Q235、16MnNi和L415等3种钢在不同区域沿海工业大气环境下的腐蚀行为受大气腐蚀环境的影响较大，腐蚀产物中含有一定量的Cl和S。

同种金属材料表面锈层的特殊结构，使得其基体与大气环境中的腐蚀因子相接触，引发了金属材料在不同大气腐蚀环境中不同腐蚀行为的差异性。

结论工业沿海区域的大气环境中，大气腐蚀性差异由酸循环腐蚀机制形成。

3种钢材在腐蚀初期，由于锈层多孔隙结构和可溶性腐蚀产物形成，加重了腐蚀程度。

黄岛区域、曹妃甸区域、岚山区域和湛江区域的大气腐蚀等级分别为C2、C3、C2、C3级。

关键词：Q235钢；L415钢；16MnNiVR钢；工业沿海大气环境；腐蚀性评级中图分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)06-0162-08DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.06.021Atmospheric Environment Corrosion Evaluation of Typical Industrial Coastal Areas PENG Yun-chao1, MA Kai-jun1, CAO Gong-wang2, WANG Zhen-yao2, LI Xiao-han2(1. Pipe China Network Corporation Eastern Oil Storage and Transportation Co., Ltd., Jiangsu Xuzhou 221008, China;2. Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)ABSTRACT: The work aims to evaluate the environment corrosion of different atmospheric environments in industrial coastal areas with active metal materials, study the difference of corrosion behavior of different metal materials, and discuss the selec-tion of corrosion resistance of metal materials in the industrial coastal atmospheric environment. Under different atmospheric conditions, Q235, 16MnNi and L415 were selected to develop outdoor exposure test for one year, and the corrosion mechanism of metal substrate was studied by means of weight loss analysis and scanning electron microscope to evaluate the corrosion of atmospheric environment. The corrosion behavior of Q235, 16MnNi and L415 steels in the coastal industrial atmospheric envi-ronment in different regions was greatly affected by the atmospheric corrosion environment. The corrosion products contained a certain amount of Cl and S. The special structure of the rust layer on the surface of the same metal material made its substrate收稿日期：2022–08–16；修订日期：2022–11–21Received：2022-08-16；Revised：2022-11-21作者简介：彭云超（1975—），男，高级工程师，主要研究方向为油气储运工程。

自然环境中的腐蚀汇总

3)因阳极钝化而具有高的起始极化率的金属。 4)在土壤条件下不发生阳极溶解的金属，如Ti、Ta是完全钝化稳
定的。
5.2.3.2
阴极过程的特点
(1)土壤中气相或液相的定向流动定向流动的程度取决于土壤表
层温度的周期波动、大气压力及土壤湿度的变化、下雨、风吹及地下水位的涨落等因素。
(2)在土壤的气相和液相中的扩散氧的扩散过程是土壤中供氧的
5.1.1 大气腐蚀的定义和特点
金属材料暴露在空气中，由于空气中的水和氧的化学和电化学作用而引起的腐蚀称为大气腐蚀。
最常见的大气腐蚀现象——生锈世界钢产量60%以上的钢材是在大气环境中使用大气腐蚀损失的金属约占总腐蚀损失量的50%以上；对于某些功能材料(如微电子线路)、装饰材料及文物，即使是轻微的大气腐蚀有时也是不允许的。
5.2.5
土壤腐蚀的影响因素
5.2.5.1 材料因素的影响 5.2.5.2 土壤性质的影响
5.2.5.3 杂散电流和微生物对土壤腐蚀的影响
5.2.5.4 土壤腐蚀性的估计
图5-7 土壤中新旧管道连接形成的腐蚀电池 1—旧管(阴极) 2—新管(阳极)
5.2.5.1
材料因素的影响
钢铁是地下构件普遍采用的材料。铸铁、碳钢、低合金钢在土壤中的腐蚀速度并无明显差别。冶炼方法、冷加工和热处理对其土壤腐蚀行为影响不大，腐蚀速度约为0.2mm/a。通常，金属的腐蚀速度随着在地下埋置时间的增长而逐渐减缓。
5.2.2
土壤电解质的特性
(1)多相性土壤由土粒、水、空气等固、液、气三相组成，结构复杂，而且土粒中又包含着多种无机矿物质以及有机物质。 (2)多孔性在土壤的颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙，孔隙中充满了空气和水。 (3)不均匀性从小范围看，有各种微结构组成的土粒、气孔、水分的存在以及结构紧密程度的差异。 (4)相对固定性土壤的固体部分对于埋在土壤中的金属表面可以认为是固定不动的，仅土壤中的气相和液相可作有限的运动。

钢结构工件防腐蚀的重要性

钢结构工件防腐蚀的重要性钢结构构件的防腐蚀非常重要。

我国2001年因腐蚀造成的损失高达4979亿元，相当于国民经济总产值的5%，仅在石油和化学工业造成的经济损失就达400多亿，腐蚀给国民经济带来极大的损失和危害，因此，引起了各行业的高度重视。

金属与氧气、氯气、二氧化碳、硫化氢等干燥气体或汽油、润滑油等非电解质接触会发生化学腐蚀，与液态解质、水溶液、潮湿气体或电解质溶液接触时会产生电化学腐蚀。

铁路桥梁、公路大桥和跨江大桥、各种钢铁工业和民用建筑、石化炼油设备、电力设备等钢结构，长年累月暴露在大气中，经受着工业大气、风沙、尘土、盐类等侵蚀。

在空气相对湿度达到100%时，大气中的SO2、CI2、HCI2、NH3等气体腐蚀物质被金属表面的水膜溶解后，形成酸雨，更加剧了钢材的腐蚀。

在工业大气中，碳素钢的腐蚀速度为0.1毫米/年；低合金钢腐蚀速度为0.08-0.09毫米/年。

各种不同钢材浸在海水中，腐蚀速度都在0.1-0.2毫米/年范围内。

然而不完全浸入海水中的钢结构，在交变水线区腐蚀速度特别快，例如：插入海水中的钢桩，位于水面以上0.8米处的腐蚀速度比水平面附近高4倍；高水位浪溅区钢桩腐蚀速度为海底土中的6倍。

对于钢结构工程设计师及制作工艺师来说，钢结构腐蚀是必然的，是客观存在的，必须高度重视。

钢结构工程防腐蚀问题解决与否，往往会直接影响新技术、新材料、新工艺的实现。

尤其是现代化钢结构建筑构件的等效性，构件使用年限不同步，往往严重影响建筑的使用年限。

现代化高温、高压和处在复杂腐蚀解质的设备，其腐蚀问题解决不好，将影响正常生产；由于腐蚀失效而引起事故，屡见不鲜，造成巨大经济损失甚至灾难性事故。

1967年12月，美国某大桥由于二氧化硫及硫化氢产生的应力腐蚀及腐蚀疲劳，导致大桥突然断裂，引起一场46人死亡的灾难性事故；1979年12月18日，我国吉林市400立方米的石油液化气贮罐爆炸引起大火，造成82人死亡，54人受伤，直接经济损失600余万元的严重事故，钢构件的腐蚀也是一个重要原因。

金属和合金的腐蚀大气腐蚀性污染物的测量

（ｍ，一ｍ）Ｘ１６．６７
Ａ。ｔＸ１０００
风｝，
式中：Ｒ（ｓｏ，） —
二氧化硫沉积率，单位为毫克每平方米天「ｍｇ／（ｍ＇・ｄ）］；空白试样中得到的硫酸盐质量，单位为毫克（ｍｇ）；硫酸盐片中所含硫酸盐的质量，单位为毫克（－ｇ）；硫酸盐片的面积，单位为平方米（ｍ１）；暴晒时间，单位为天（ｄ），
在线性坐标纸上描出以上各个溶液的吸收率读数和相应各自所含硫酸盐的质量，如，５０ｐｇ，
１００ｐｇ，１５０ｐｇ，２００ｐｇ，２５０ｐｇ，５００ｐｇ和７５０ｐｇ．２．５结果的表达硫酸盐沉积率根据硫酸盐收集盘中所吸收的二氧化硫按式（１）计算。从硫酸盐片分析程序中得到的硫酸盐质量通过减去空白试样的值被转化为净硫酸盐质量。二氧化硫的沉积率按式（１）计算：
境中二氧化硫质量浓度的确定牡试剂分光光度法》。包含在本标准中的测量方法应用于试验现场的腐蚀性的表征，用这些方法得到的污染物数据通常用于腐蚀性分类的确定。２用二氛化铅确定二氛化硫在硫酸盐收集盘上的沉积率
２．飞原理
大气中的二氧化硫和二氧化铅反应形成硫酸铅。硫酸盐片被覆盖后进行硫酸盐分析以测定吸收二氧化硫的程度。二氧化硫的沉积率以［ｍｇ／（ｍ＇＂ｄ）］来表示。在此方法中所用的二氧化铅也可以将其他含硫化合物如硫化氢和硫醇转化成硫酸９硫酸盐收集盘的反面从酸性沉降物或硫酸悬浮物中硫吸收量很小２．２采样装置２．２．１硫酸盐收集盘用于暴晒的硫酸盐收集盘可以购买也可以制备。推荐下列方法用于制备硫酸盐收集盘将滤纸片固定在聚苯乙烯盘上。圆片直径５０ｍｍ或６０ｍｍ，固定时将滤纸粗糙面朝上，放在盘的底部。放在盘中的滤纸应没有皱折。仔细地向盘中喷淋丙酮，使滤纸刚好饱和。用玻璃棒压紧滤纸以使它与盘完全粘在一起，允许丙酮挥发。将一组经固定的盘（８０个５０ｍｍ的或５５个６０ｍｍ的）放在一支架上并且用去离子水或蒸馏水冲洗。再用水充满盘，停留Ｉｈ，倒掉盘中的水重新加入１／４．１／２的蒸馏水或去离子水将３．５ｇ黄奢胶和９００ｍＬ蒸馏水或去离子水放人高速搅拌机中，以低速混合２ｈ。将搅拌机中的

碳钢及低合金钢在重庆和万宁地区大气腐蚀规律研究

24
装
备环境
工程
2006 年 4 月
耐候钢进行了 5 个周期 16 年的大气暴露腐蚀试验，目前已完成全部工作，取得了大量的暴露数据，从中得到了一些新的规律。
，试验
1 .，试样
试验钢取自板材，尺寸为 200 mm x 100 tam x
物含量特别高，是我国酸雨、酸雾最严重的地
酸雨环境和万宁的海洋性大气环境对金属材料的腐蚀危害都很大，因此研究其腐蚀规律对当
地建设的合理选材，采取适宜材料保护措施具
区之一。万宁地区位于海南省的东海岸中部，全年温度高，湿度大，雨量充沛，日照充足，
no such mi e. l
Key wor ds : Chongqing; War m carbon steel; low alloy steel; atmos eric corr sion; weathering s ing; ph o teel
重庆位于长江上游，常年湿度高，夏季有持续高温天气，工业污染严重，空气中S02等污染
文章编号 : 16 72 - 9 242 ( 2 006 )0 2- 00 23 - 0 6
Research on atmosph er ic corr osion r ule of ca rbon steel an d low alloy steel in Ch ongqin g and Wann ing area W ANG Cheng-zhang, W ANG Xue- hua, Q Xia - zhou IN o Weathering TestandResearch Center of Science Technolo d In stry f gyan du orNational D se, Chongqing400039,China efen

我国高强度耐大气腐蚀钢生产工艺调研

（ｒｎａｄＳｅｌｓａｃｓｉｔｆｏｇｉｇＩｏＩｎｔｅｅｒｈＩｔｕｅｏｎｑｎｎ＆ＳｅｌｏＬｄ）ｏＲｅｎｔＣｈｒｔｅ．ｔ．Ｃ
ＡｂｓｒｃＴｈｓｐｐｒｉｔｏｕｃｄｉｔｒａｅｅｏｍｅｔａｄｒｄｃｉｎｏａｈｒｎｅｉｔｎｔｅ，ｄｉｃｓｅｈｔａｔｉａｅｎｒｄｅｎｅｎｌｄｖｌｐｎｎｐｏｕｔｆｗｅｔｅｉｇｒｓｓａｔｓｅｌｏｓｕｓｄｔｅ
一
和７０ａ０ＭＰ，其代表牌号有ＱＯＮＲ１４０Ｒ１４ＯＱ、Ｑ５ＮＱ、
Ｑ５ＮＲｌＱ０ＮＱ等。目前国内能生产７０ａ５０Ｑ￣Ｉ７ＯＲ１０ＭＰ
级超高强度耐候钢的有武钢、鞍钢、珠钢、莱钢、本钢等。
孽飘技
ＣｌＳＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
我国高强度耐大气腐蚀钢生产工艺调研
石春华肖时平向浪涛
（钢股份公司钢研所）重
摘要本文主要介绍了我国耐候钢的发展和生产情况，集装箱及铁道用高强耐候钢的产品要求及发展对情况进行了探讨，并对国内部分企业的高强耐侯钢生产工艺做了一些调研。关键词耐候钢集装箱用钢铁道车辆用钢生产工艺
钢又可分为结构用高耐候钢和焊接结构用耐候钢。前者主要用于车辆、塔架、建筑等其他结构件中，
随市场和技术的进步提出更高的要求，特别是对耐大气腐蚀能力、高强度、高韧性和良好焊接性等方

钢结构的锈蚀事故

2Fe+O2 +2H2O 2Fe2+ +4OH- 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 +2H2O 4Fe(OH)3 4Fe(OH)3 2Fe2O3 +6H2O
铁在富氧条件下腐蚀为三氧化二铁（红锈），体积膨胀4倍，在少氧条件下腐蚀为四氧化三铁（黑锈），体积膨胀2倍。
钢材的电化学腐蚀是最重要的腐蚀类型，简单来讲是指铁与周围介质之同发生氧化还原反应的过程。腐蚀的原因与钢材并非绝对纯净有关，它总是含有各种杂质，其化学组成除铁外，还含有少量其他金属(如Mn、V、Ti)和非金属(如Sj、C、 P、S、O、N)元素并形成固溶体、化合物或机械混合物的形态共存于钢材结构中。因此，当钢材表面从空气中吸附溶有 C02、02、或S02的水分时，就产生了一层电解质水膜，这层水膜的形成，使得钢材表层的不同成分或晶界面之间构成了千千万万个微电池，称为腐蚀电池。
但雨水又能破坏腐蚀产物的保护层，促进腐蚀的进行。 ③ 温度。日气温变化越大，腐蚀越严重。 ④ 日照量。日照使钢材保护层涂料老化，起间接的破坏作用。 ⑤ 大气污染物质。大气中若存在SO2、海盐粒子、固体尘粒，
则腐蚀加重。因此，一般来说工业区腐蚀最严重，沿海地区次之，而内陆无污染工业的地区腐蚀最小。
(3) 防治措施 ① 采用耐蚀钢材。如掺铜、铬、镍等合金组
（2）影响因素盐的种类、浓度、温度。
6. 海水腐蚀
（1）腐蚀机理随着海洋事业的发展，海洋中的钢结
构越来越多，但海洋中腐蚀介质复杂，其机理也复杂。一般来说，主要有盐类腐蚀、电化学腐蚀、海生物腐蚀等。
（2）影响因素
① 与海水介质的接触深度；按浸入海水的深度可分为海泥区、全浸区、潮差区、飞溅区、海洋大气腐蚀区。飞溅区金属表面常被海水所润湿，并受到运动冲击，腐蚀最为严重（如图）。

钢结构大气环境腐蚀性等级分类、程防腐设计文件要求、材料质量影响因子、施工质量影响因素及等级要求

附录I钢结构大气环境腐蚀性等级分类ImR和IR(R,reduced)分别代表质量变化和重量变化，单位分别为g∕m2和μm; 2试样的质量或厚度划分腐蚀性等级，两者结果不同时，应按较高的等级确定。

附录II钢结构工程防腐设计文件要求II.0.1钢结构防腐设计应明确项目的钢构件防腐蚀年限。

H.0.2钢结构防腐设计应明确项目所处的腐蚀环境等级。

II.0.3钢结构防腐设计应对构件表面的清洁度等级和粗糙度数值做出规定，宜给出构件表面（包括板件边角、焊缝表面等）的表面处理方式。

II.0.4钢结构防腐设计应确定底漆、中间漆和面漆的种类、干膜厚度和涂覆遍数。

H.0.5钢结构防腐设计应给出防腐涂装的施工注意事项，包括：1抛丸除锈后与第一遍底漆涂装之间的时间间隙；2适宜涂装的温度、湿度、通风条件，以及在不同季节需要避开的不利于涂装作业的时间段；3涂层与基材之间的粘结强度要求；4最外侧涂层与防火涂料之间的兼容性要求；5其他需要注意的事项。

IL0.6钢结构防腐设计应给出钢结构构件特殊部位的防腐施工方法，这些特殊部位包括：1型钢混凝土构件内的型钢、现场焊缝等不需要进行工厂涂装的部位；2现场焊缝部位；3高强螺栓连接的摩擦面；4当螺栓球网架节点；5柱脚位置；6其他需要特殊处理的部位。

附录In钢结构防腐蚀工程选用材料质量影响因子附录IV钢结构防腐蚀工程施工质量影响因素及等级要求ιv.o.ι注册资金企业注册资金根据企业性质要求如表IV.O.loIV.0.2涂装车间及储存仓库钢结构防腐蚀涂装企业应具备符合涂料存储要求的仓库。

涂装车间面积（包括表面处理车间、喷涂车间等）要求如表IV.0.2oIV.0.3涂装规模及技术难度1近3年年均钢结构涂装产值要求如表IV.03-102承担过钢结构防腐蚀涂装工程质量达到《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）或其他相关标准的要求，工程的腐蚀环境或钢结构设计使用年限要求如IvO.3-2。

钢结构防护涂装基本设备要求如表IV.0.4o2钢结构防护涂装企业应具备基本的涂装质量试验检验条件，基本要求如表IVo5・2oIV.0.6企业主要人员技术负责人应具有从事钢结构防护涂装施工技术管理工作经历，熟悉各相关专业技能：管理人员包括持有岗位证书的施工员、质量员、安全员、造价员等；技术工人应通过培训并考核合格。

钢大气腐蚀锈层的激光拉曼光谱研究_杨晓梅 (1)

物相 α- F e2O3 γ-FeOO H α-FeO OH
晶体结构菱形体;六方晶体
斜方晶体
拉曼峰位置(cm -1) 225 245 295 415 500 615 255 380 528 645 1057 1307 248 303 397 485 554 680 1002
特征强峰(413 cm -1)十分吻合 , 特征强峰的出现 , 标志着 δ-FeOOH 的存在。由于 α-FeOOH 和 δ-FeOOH 结构相似 , 两物相的拉曼特征强峰很靠近 , 只相差 16 cm -1 。 2 .2 结论
根据实测的激光拉曼光谱分析得出 :碳钢 A3 、低合金钢 10CrMoAl 经青岛大气腐蚀形成的锈层的主要组成物相 α- Fe2O 3 , γ-FeOOH , α -FeOOH , δ-F eOOH 。
腐蚀时间 4年 2年 4年
拉曼峰位(cm -1) 219 .4 , 261 .6 , 270 .2 , 278 .8 , 398 .2 , 412 .3
(Fig .1) 221 .2 , 251 .4 , 283.5 , 297 .8 , 395 .3 , 412 .2
(Fig .2) 218 .4 , 260 .2 , 270.2 , 283 .6 , 396 .3 , 409 .5
Cu 0 .09
Al 0 .57
1 .2 测试系统及条件
本文各锈层样品的激光拉曼光谱图 , 均在室
温条件下利用北京大学重点实验室激光拉曼光谱仪(DilO2 型)测得 , 全部采用 A r +激光器输出的 514.5nm 波长线作为激发线 , 功率为 100mw 。实测光谱范围为 100cm -1 -1000cm -1 , 分辨率为 2cm -1 , 色散率为 20 cm -1/ mm 。

钢结构涂层腐蚀预测模型简析

表１不同预测模型计算比较
加工制作方便、施工速度快、建设周期短等一系列化数据列为｛｝，－，＝，，－｝优点。但也有明显的弱点一易腐蚀。钢材的腐蚀给与其相对应的时间列为国民经跻造成了巨大的损失，钢结构的腐蚀不仅造｛＝ｆ２，｝，数据ｔｉｆ… 两列Ｊｌ，，成巨大的经济损失，还直接影响安全生产。之间满足如下的幂函数关系：现今ＩＳ＝ＡｌｔｎｎｑＢ（）４防护，因此令Ｙ＝ｎ，ｌｔｌＳＸ＝ｍ，则式
可改写成：
潜在危险其十分重要的意义。有
２
Ｙ＝ｘＡＢ
（）５
式中Ａ、Ｂ由最小二乘法当前常用的涂层寿命预测公式的文献仅有以确定。下三种类型：２ｙｅ．Ｍａｎ预测模型１
：
∑；）
，
Ｂ－ｙ－Ａ￣－
＝
凄百
究思路值得思考。
２Ｏ世纪５Ｏ年代，ｙｅＭａｎ通过对涂层钢板进行电化学研究，出“ 提涂层极化电阻控制理论” 。他分析，即腐蚀面积序列为：认为，高涂层的电阻值， ‘ 提就可以降低腐蚀电流” 。｛）｛．４，１１．＝２，５．８，２４．６，７１｝结合Ｆｃｉｋ扩散理论，提出了涂层腐蚀寿命：对应的时间序列为：
蚀率。
梁彩凤等通过对７个试验站１７个钢种５个周期近２年的暴露试验所测得的ｌ２４８１０、，、、６年｛）０７４，０８．８２６２５１ｙ＝｛８７．４，０２．３ —４９．５１０１％１３２１）５８腐蚀试验数据及大气环境中主要化学元素含量数｛＝｛．８１．７６１８２，．４８１０４｝Ｘ｝＝１９６，２２，．６９１５０，．９４０１５３０６据进行统计分析，证实大气腐蚀深度与腐蚀时间的代人式（）并进行线性回归可Ｙ２９４Ｚ５４Ｘ５，＝一．９＋９７８２０关系符合幂函数关系－＝Ｔ，其中Ｄ为腐蚀深度．Ｃ＂Ｄ即：（“ 为暴露时间（、ｍ年ｎ为常数，建立了大气中ｌＳ２９０＋２５４ｎｎ＝一９４．７８ｌｔ９主要化学元素含量与系数Ｃｎ问的关系式。、之Ｓ０１０６￣７－０＿．３ｔ４８（）６以七提到所式（）６即为本文对文献实测腐蚀数据的模拟涂层污染环境下的钢材大气腐蚀预测模型。然而，预测公式，蚣式对钢结构涂层腐蚀失效进行预用ｌ实际工程中几乎所有的在役钢结构都具有防腐涂测，预测结果及其与文献ｆ果比４怙较如表１。通过表层。在涂层失效前，钢结构基材不发生腐蚀或腐蚀１中两种预测方法计算结果比较，易知本文提出的相当微弱。因此，可以认为涂层钢结构基材窗蚀发的精度。生在涂层失效以后。４在Ｅ述内容基础上，本文结合腐蚀深度幂函薄的液膜下的电化ｌ（） ’ ‘ ｌ（ｏＳ１）（）ｒ％＝ａｔｎＡ／・０２Ｉ＋０数关系ＤＣ＂出＝Ｔ给其中：学反应。由于金属表面性质的差异，导致某些表面如下：Ｓ％－涂层开孔面积率；ｃ腐蚀电流密度；位置有利于阳极反应（电子反应）Ｉ一。ｏ产生的发生，它其Ｄ＝ｃＴＹ（（）７消耗，Ａ－初始开孔面积；一涂层的开孑率；０Ｌｔ一相应的位置利于阴极反应（电子反应）阳极和阴极的其中：一腐蚀深度ｎ）一涂层失效时间Ｄｍ；ｋ时间；一浸渍面积，ｍｏｓＣ２反应一般可用下式表示：（）年，由公式（）确定；＿４｜涂层钢结构服役年限ｒ２Ｍ１Ｄ３Ｇ（，预测模型ＭＭ＋（阳极反应，金属溶解）（）ｎ年；一与区域大气腐蚀Ｉ有关的常数。Ｃ、生３１］￣３的作者以涂Ｏ＋２，＋４一４／一阴极反应，，ＨＯ０／（氧被还原）对于不含防护涂层的裸露钢材，＝，ｔＣ则模型ｃ数，通过假设涂层腐蚀面积变化的原始序列：研究人员在几十年的大气腐蚀研究过程中，退化为腐蚀深度幂函数模型。方面取得很多有使ｆ一１（，（ｌ和此应的１ｆ）２一 Ⅳ 与对时（），），５论结用价值的研究成果。如王景茹等人通过假设ａ只考间列ｆ｛，，，）色理建立了层寿序一ｔ￣，ａ … 用灰论ｔ涂本文通过对ｒ【种涂层腐蚀预测模型的分析对命预测的Ｇ（】ｌＭ１型：，虑碳钢、低合金钢的均匀腐蚀，不考虑点蚀和缝隙比，利用腐蚀深度幂函数关系，提出了便于应用的由局部腐蚀电池造成的 ” ＋）Ｊ（ｌ＋ｆ１Ｉ１ｅ一ｋ：）兰－ｕ ’ （）腐蚀虹认为锈层是均匀的．３的预测模型，并结合实测值，证了此模型具有较验ｎＪａ锈层不均匀性被忽略嚣不考虑腐蚀过程过多细节高的精确性，从而上式为方程 — 一的解，ａ＂ ” “ ｘ＋ａ其中性的内容，如温度、、比湿度污染物等变化对锈层生涂层钢结构使用寿命，揭示在役锈蚀钢结构工程潜）（ｘ（－）（：（，长历程的影响的前提下，＝１ “ ）。）妻ｍ） ’ ：州Ⅳ ，）．２）运用阶段复合模型对碳在危险，对在役锈蚀钢结构工程的安全控制与维修ａ、ｕ由最小二乘法确定。 … 钢和低合金钢大气腐蚀１６年数据进行分析研究，加固具有参考意义。３防腐涂层提出分阶段讨沦腐蚀规律的符合模型。第一、即：三参考文献阶段用线性模型模拟，而第二阶段使用了抛物线模涂层大气Ｊ蚀的影响因素多且复杂，蘸腐蚀信［陈禄如等．１】建筑钢结构施工手册【ｌＭ北京：中国计息通常是不完全确知的，行涂层失效预测分析型模拟的三阶段复合模型。在进其局限性在于假设条件划出版社，０２５２０，．（转１４页）下９时，往往需要测量足够的腐蚀相关数据以便进行统较多，与实际腐蚀过程可能存在较大差异，但其研

碳钢在海洋大气环境下的腐蚀加速行为研究

碳钢在海洋大气环境下的腐蚀加速行为研究
更换一次海水，暴露实验和加速试验均在南海滨海大气环境下进行，在以干湿循环保证
图1 加速试验方法示意及加速试样实物
2 实验结果与讨论
2.1 腐蚀失厚分析
的腐蚀失厚量相当于自然暴露
的加速比，可达到
（a）（b）
（c）（d）
（a'）（b'）
（c'）（d'）
3 实验钢的表面腐蚀形貌：自然暴露: (a)(b)(c)
(d)；加速试验:(a′)(b′)(c′)(d′
由图3可以看出，自然暴露60天后碳钢表面发生了均匀腐蚀，棕黄色的腐蚀产物覆盖了整个基体，表面出现破裂的小鼓泡；90天后表面腐蚀形貌无明显变化，锈泡数量更加密集，部分锈泡破裂部位相连
5 自然暴露和加速试验后腐蚀产物的XRD结果
可以看出，碳钢的腐蚀产物成分与加速
试验周期无关，且与自然暴露的XRD结果基本一致，
4 实验钢锈层形貌：自然暴露: (a)(b)(c)(d)；
加速试验: (a′)(b′)(c′)(d′)
由图4可以看出，随着自然暴露周期延长，锈
层中的纵向裂纹变得细长分散。

暴露150天后，锈
层中出现了较大的横向裂纹与纵向裂纹相连，局部
腐蚀小孔聚集成坑，为氧、氯等的扩散提供了通道，
导致其易于穿透锈层而加大了对基体的腐蚀。

暴露
后，整个锈层与基体间形成了较大的沟壑，易
入微生物抑制剂，以避免海洋微生物及藻类对腐蚀进程的附加影响。