金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法的編制及標(biāo)準(zhǔn)解讀

劉 雯，王洪濤，楊海洋，黃桂橋（1. 青島鋼研納克檢測防護(hù)技術(shù)有限公司，青島 266071； 2. 鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所，青島 266071 . 山東兗礦國際焦化有限公司，濟(jì)寧 272400）

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金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法的編制及標(biāo)準(zhǔn)解讀

劉 雯1,2，王洪濤3，楊海洋1,2，黃桂橋1,2
（1. 青島鋼研納克檢測防護(hù)技術(shù)有限公司，青島 266071； 2. 鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所，青島 266071 3. 山東兗礦國際焦化有限公司，濟(jì)寧 272400）

摘要：為了使相關(guān)人員更好地理解標(biāo)準(zhǔn)，更好地完成試驗(yàn)，回顧了我國金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的編制歷程，對金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)的兩個現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了解讀和比較。

關(guān)鍵詞：金屬材料；海水；腐蝕；試驗(yàn)；標(biāo)準(zhǔn)

金屬材料海水腐蝕造成的材料損耗、設(shè)施裝備破壞以及災(zāi)難性事故，給人類帶來了巨大的損失。進(jìn)行金屬材料在海水中的腐蝕試驗(yàn)，積累它們的腐蝕數(shù)據(jù)，掌握腐蝕行為和規(guī)律，為工程設(shè)施的合理設(shè)計(jì)、選材、有效防護(hù)及研制新耐蝕材料提供依據(jù)，對減輕海水腐蝕造成的損失有非常重要的意義[1，2]。材料在海水中的腐蝕試驗(yàn)研究一直受到世界各國的重視[1，3]。為了保證金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)的規(guī)范性、可靠性和可比性，許多國家或國際組織都制定了金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。國外的金屬材料海水暴露腐蝕試驗(yàn)方法有美國的ASTM G52-2000《金屬和合金在表層海水中暴露和評定標(biāo)準(zhǔn)方法》、德國的DIN 50917 T.2《金屬的腐蝕. 自然腐蝕. 海水中的自然腐蝕試驗(yàn)》和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO 11306-1998 《金屬和合金的腐蝕金屬和合金在表層海水中暴露和評定的導(dǎo)則》等。我國現(xiàn)行的金屬材料海水暴露腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 5776-2005《金屬和合金的腐蝕 金屬和合金在表面海水中暴露和評定的導(dǎo)則》[4]和GB/T 6384-2008《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環(huán)境中的海水腐蝕試驗(yàn)方法》[5]。為了使相關(guān)人員更好地理解標(biāo)準(zhǔn)，更好地完成試驗(yàn)，本文回顧了我國金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的編制歷程，解讀了金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)的兩個現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，比較了兩個現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的主要不同點(diǎn)。

1　我國金屬材料海水暴露試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的編制歷程

1958年在原機(jī)械部上海船舶研究所的主持下選定在青島、廈門、榆林等地建立海水（海港）腐蝕試驗(yàn)站。為了規(guī)范金屬材料海水暴露腐蝕試驗(yàn)，確定試驗(yàn)原則，明確試驗(yàn)要求，指導(dǎo)具體的試驗(yàn)操作，以提高腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù) 的可靠性和可比性，1959年，編寫了我國最早的金屬材料海水暴露腐蝕試驗(yàn)方法——“金屬海洋腐蝕試驗(yàn)方法”[6]，并開始按此方法在海水腐蝕試驗(yàn)站進(jìn)行金屬材料的海水暴露腐蝕試驗(yàn)。1961年中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所編寫了“海港腐蝕試驗(yàn)綜合試驗(yàn)規(guī)程”，其中包括金屬材料的海水腐蝕試驗(yàn)。早期的試驗(yàn)方法是在前蘇聯(lián)專家的指導(dǎo)、參考前蘇聯(lián)海水腐蝕暴露試驗(yàn)方法的情況下編制的。

1973年9月青島海洋用鋼試驗(yàn)站（現(xiàn)鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所）開工建設(shè)。1975年初編制完成了“金屬海水腐蝕試驗(yàn)規(guī)程”。1975年5月試驗(yàn)站建成，并開始進(jìn)行海水暴露試驗(yàn)。

1982年我國建立了由青島、廈門、榆林3個試驗(yàn)站組成的全國海水腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)（現(xiàn)國家材料水環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)）。同年，國家科委立項(xiàng)資助“常用材料海洋環(huán)境腐蝕試驗(yàn)研究”重點(diǎn)項(xiàng)目，在我國3個海水腐蝕試驗(yàn)站進(jìn)行50種常用金屬和21種涂鍍層材料海洋環(huán)境暴露5周期長達(dá)16年的試驗(yàn)研究。為此，全國海水腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)組織編寫了統(tǒng)一的《金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法》。此后，在《金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法》基礎(chǔ)上，先后制定GB 5776-1986《金屬材料在表面海水中常規(guī)暴露試驗(yàn)方法》和GB 6384-1986《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環(huán)境中的海水腐蝕試驗(yàn)方法》。

1986年后，我國海水腐蝕試驗(yàn)研究者進(jìn)行了大量的海水暴露腐蝕試驗(yàn)，在金屬海水腐蝕數(shù)據(jù)積累、腐蝕行為與規(guī)律研究方面取得了顯著的成果[2, 3]。在金屬海水暴露試驗(yàn)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對腐蝕試驗(yàn)的體會也不斷提高。進(jìn)入本世紀(jì)后，隨著我國與國際的科學(xué)技術(shù)交流與合作日益廣泛，通用的試驗(yàn)方法與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌是大勢所趨。這些為我國海水暴露腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的修訂提出了要求，也具備了充足的條件。2002年GB 5776-1986列入國家標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃。在修訂時，遵照“通用的試驗(yàn)方法與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌”的原則，修改采用ISO 11306: 1998。2005年GB/T 5776-2005《金屬和合金的腐蝕 金屬和合金在表面海水中暴露和評定的導(dǎo)則》發(fā)布實(shí)施，代替GB 5776-1986。

2006年，國家科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)項(xiàng)目“國家材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)建設(shè)”正式啟動。在加強(qiáng)試驗(yàn)站建設(shè)的同時，在的7個水環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站（包括青島、舟山、廈門和榆林4個海水站，武漢長江和鄭州黃河兩個淡水站，格爾木鹽湖水站）進(jìn)行47種材料（包括32種金屬材料）暴露1、2、4和8a的試驗(yàn)。在試樣投放前，為了提高腐蝕數(shù)據(jù)的可靠性和可比性，國家材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)組織制訂了《國家材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)材料水環(huán)境腐蝕試驗(yàn)規(guī)程》，包括環(huán)境腐蝕試驗(yàn)總則、水環(huán)境（包括海水）腐蝕試驗(yàn)通則。材料設(shè)計(jì)金屬材料、涂鍍層、建材。還包括海水環(huán)境因素檢測、監(jiān)測。

2006～2007年對GB/T 5776-1986進(jìn)行了修訂，2008年GB/T 6384-2008《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環(huán)境中的海水腐蝕試驗(yàn)方法》發(fā)布實(shí)施，代替GB 6384-1986。

我國自開展金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)以來，一直重視試驗(yàn)方法、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的編制。這些方法、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對指導(dǎo)、規(guī)范金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)，提高試驗(yàn)水平，促進(jìn)金屬材料海水腐蝕研究的進(jìn)步，起到了重要作用。

2　對現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5776-2005和GB/T 6384-2008的解讀和比較

GB/T 5776-2005《金屬和合金的腐蝕 金屬和合金在表面海水中暴露和評定的導(dǎo)則》和GB/T 6384-2008《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環(huán)境中的海水腐蝕試驗(yàn)方法》都是我國現(xiàn)行的“金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)”的國家標(biāo)準(zhǔn)。

制定GB/T 5776-2005時，直接采用ISO 11306-1998與國家標(biāo)準(zhǔn)接軌。為了符合我國金屬海水暴露試驗(yàn)的具體情況，采用程度為修改采用。GB/T 5776-2005與ISO 11306-1998存在技術(shù)性差異，如ISO 11306-1998中對板材試樣的推薦尺寸為300 mm×100 mm，在GB/T 5776-2005中200 mm×100 mm也作為板材試樣的推薦尺寸。原因是GB 5776-1986中板材試樣尺寸為200 mm×100 mm。自1959年以來，我國進(jìn)行金屬材料表層海水暴露試驗(yàn)的板材試樣幾乎全部采用這一尺寸。

GB/T 6384-2008以GB 6384-1986為基礎(chǔ)，結(jié)合我國的海水暴露腐蝕試驗(yàn)實(shí)踐，并參照ISO 11306-1998而制定，既保持了中國海水腐蝕試驗(yàn)方法的特色，又吸收了國際標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)。

我國現(xiàn)行的兩個金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)各具特色，優(yōu)勢互補(bǔ)。GB/T 5776-2005側(cè)重試驗(yàn)條件和方法的原則性，指導(dǎo)性強(qiáng)。GB/T 6384-2008側(cè)重試驗(yàn)條件和方法的實(shí)施性，可操作性強(qiáng)。如對試樣標(biāo)記的表述中，GB/ T 5776-2005為“試樣應(yīng)以確保在試驗(yàn)期間能被識別的方法做出標(biāo)記”，并推薦了幾種標(biāo)記方法；GB/T 6384-2008直接推薦了常用、可靠的標(biāo)記方法（打孔、打鋼印）及不能用的標(biāo)記方法（涂料涂寫）。兩者的具體內(nèi)容和具體要求等也有不同。這兩個標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)的章節(jié)、主要內(nèi)容和不同點(diǎn)等見表1。

表1　GB/T 5776-2005和GB/T 6384-2008對應(yīng)的章節(jié)、主要內(nèi)容和不同點(diǎn)

與GB 5776-1986和GB 6384-1986相比，GB/T 5776 -2005和GB/T 6384-2008的另一個大變化是試樣的形狀和尺寸范圍的擴(kuò)展。GB 5776-1986和GB 6384-1986中試樣只針對板材試樣，試樣尺寸為200 mm×100 mm。依此看來，GB 5776-1986和GB 6384-1986只是金屬材料海水掛板（片）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。在GB/T 5776-2005和GB/T 6384-2008中，除板材試樣的推薦尺寸外，根據(jù)試驗(yàn)的特殊要求，可以采用其他尺寸。在GB/T 5776-2005中，試樣可以有特有的形狀（如螺栓、螺母和管等），就是說試樣包括了金屬制品。在GB 6384-1986中，試樣可以是晶界腐蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕或應(yīng)力腐蝕等試驗(yàn)的試樣。

GB/T 5776-2005和GB/T 6384-2008對試驗(yàn)條件和方法的規(guī)定在原則和目的上是一致的。在進(jìn)行試驗(yàn)時，可采用其中的任一標(biāo)準(zhǔn)。同時掌握和參照這兩個標(biāo)準(zhǔn)，既能更好地把握試驗(yàn)原則，保持試驗(yàn)操作的靈活性，又能盡量采取我國試驗(yàn)研究者多年形成的具體要求和做法，使試驗(yàn)過程更簡便。

進(jìn)行金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)時，腐蝕類型或/和腐蝕形貌是結(jié)果評定的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在腐蝕結(jié)果評定中，使用規(guī)范的腐蝕類型術(shù)語，對準(zhǔn)確反映它的腐蝕行為、提高腐蝕數(shù)據(jù)（結(jié)果）的使用和交流價值等都有重要意義[7]。在GB/T 5776-2005和GB/T 6384-2008中都有評定腐蝕類型或腐蝕形貌的內(nèi)容，但沒有給出要執(zhí)行或參考的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有給出評定腐蝕類型和腐蝕形貌的方法、術(shù)語和圖片。這不利于腐蝕類型和腐蝕形貌的準(zhǔn)確評定。建議以后修訂這兩個標(biāo)準(zhǔn)時，增加腐蝕類型和腐蝕形貌的術(shù)語、圖片和評定方法等內(nèi)容，相關(guān)文獻(xiàn)[7～9]可供參考。

3　結(jié)語

我國自開展金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)以來，一直重視試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的編制。金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)對指導(dǎo)和規(guī)范金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)，提高試驗(yàn)水平，起到了重要作用。我國現(xiàn)行的兩個金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)各具特色，優(yōu)勢互補(bǔ)。同時掌握和參照這兩個標(biāo)準(zhǔn)，有利于靈活簡便地完成金屬材料海水腐蝕試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4] GB/T 5776-2005,金屬和合金的腐蝕 金屬和合金在表面海水中暴露和評定的導(dǎo)則[S].

[5]GB/T 6384-2008,船舶及海洋工程用金屬材料在天然環(huán)境中的海水腐蝕試驗(yàn)方法[S].

[6]國家科技委機(jī)械組金屬腐蝕與防護(hù)分組.1949～1959十年來中國腐蝕及防護(hù)專業(yè)概況[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1960.

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劉雯，1984年生，山東省青島市人，中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)士，助理工程師，現(xiàn)主要從事大氣污染物分析及海水腐蝕的研究工作。

Establishment of the Methods for Seawater Corrosion Test of Metallic Material and Interpretation of the Standards

Liu Wen1,2, Wang Hong-tao3, Yang Hai-yang1,2, Huang Gui-qiao1,2
（1.Qingdao NCS Testing & Corrosion Protection Technology Co., Ltd., Qingdao 266071; 2. Qingdao Research Institute for Marine Corrosion, Qingdao 266071; 3. Shandong Yankuang International Coking Co. Ltd., Jining 272400)

Abstract：In this paper, in order to enable the relevant personnel to understand the standard and complete the test better, the process of establishment of seawater corrosion test method and standard for metal materials in China was reviewed. Meanwhile, interpretation and comparison of the two national standards currently in effect for corrosion testing of metals in seawater was conducted.

Key words：metal material; seawater; corrosion; test; standard

作者簡介:

基金項(xiàng)目：國家科技基礎(chǔ)條件平臺項(xiàng)目資助。

中圖分類號：TG172.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-7204（2016）01-0057-04