国家标准 GB/31317一2014 金属和合金的腐蚀黑箱暴露试验方法 corsionofmetalsandaoys一Baekbmse\pusuretestmethod 2014-12-05发布 2015-09-01实施国家质量监督检监检疫总局发布国家标准花管理委员会国家标准
GB/T31317一2014 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由钢铁工业协会提出本标准由全国钢标准化技术委员会(sAC/TC183)归口本标淮起草单位兵器工业第五九研究所,国家材料环境腐蚀野外科学研究试验站网综合研究中心冶金工业信息标准研究院本标准主要起草人;何德洪,肖敏,王振尧、杨德模、侯搪、苏艳、韩薇、杨晓然
GB/T31317一2014 金属和合金的腐蚀黑箱暴露试验方法范围本标准规定了黑箱暴露的术语和定义、试验原理试验场地与设施、试验装置与仪器、环境条件及环境因素监测,试样、试验周期、试验操作、试验中断,试验后处理、试验记录、数据处理及结果表述和试验报告等本标准适用于利用黑箱暴露试验装置进行以金属和合金为基材的车辆有机涂层、复合材料、塑料涂层、粘结剂等的自然环境加速试验,其他高分子材料也可参照采用规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T24516.1一2009金属和合金的腐蚀大气腐蚀地面气象因素观测方法 JB/T10579腐蚀数据统计分析标准方法术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 黑箱blackb0x 黑箱是一种被涂成黑色的封闭长方形金属箱,其内充满空气 3.2 黑板温度计blackpanelthermometer -种温度测量装置,其探测单元由涂黑色抗老化涂层的不锈钢平板和铂金热电偶组成涂黑色抗老化涂层的不锈钢平板能吸收试验过程中大部分的辐射能量,铂金热电偶用于测量该不锈钢板的温度其量值可用于估计自然或人工暴露期间试样能达到的最高温度 3.3 对比试样controlsample 从试样中预留,用以对比同批试样试验后所引起的表面状态和性能变化的试样参比试样referencesample -种与试样结构、组成、技术参数相似,在给定的环境条件下特性已知的基准试样,与试样同时试验,用于参照比较,以快速评价试样的环境适应性
GB/I31317一2014 试验原理黑箱可聚集热量,强化太阳辐射产生的热对材料的老化作用,使其快速老化本方法模拟车辆在使用过程中,其外用材料所处的因经受太阳辐射和封闭箱体热效应而产生的高温环境试验场地与设施 5.1 概述大气试验场应选择气候典型,环境条件严酷的地区根据试验目的,选择相应环境的大气暴露试验场放置黑箱试验装置,进行试验时,相邻装置之间避免相互影响 5.2暴露场地要求 5.2.1暴露场地应设在大气试验场内,场地周围设有围墙或栅栏,并设有防雷、防火、防爆、防静电、防盗等安全设施 5.2.2暴露场地应平坦空旷,附近不允许有建筑物、树等障碍物遮挡试样,影响主导风向或大气腐蚀性介质传播,场地四周建筑物或障碍物至暴露场边缘距离,至少是建筑物或障碍物高度的3倍以上 5.2.3除另有规定,暴露场地附近不得排放各种有害气体、尘粒等污染物暴露场地面应无积水,并保持该地区的自然植被状态或铺设草坪,草高不超过0.2, 5.2.4 m 5.2.5环境因素监测场地,设在暴露场内或紧靠暴露场地的同一平面一般不允许直接采用当地气象台(站)和环保监测场(站)有关数据 6 试验装置与仪器黑箱 6.1 6.1.1黑箱采用耐蚀合金材料制成,外表面涂覆耐高温的平整黑色涂层,内表面为具有低反射率材料 6.1.2推荐箱体尺寸为1500mm×1800mm×230mm或1700mm×3700mm×230mm 箱体的上表面为试样夹具,用于固定试样,试样夹具若为金属材质应做绝缘处理 6.1.3 6.1.4箱体下表面应留有排水孔 6.1.5黑箱内可安装固定温湿度传感器和黑板温度计 6.1.6黑箱安装在支架上,面向赤道,与水平面呈5角或模拟产品服役条件的其他角度放置,支架最低点距地面不低于0.5m,支架材料应具有较好的耐候性,能抵御当地环境因素综合作用的侵蚀,黑箱及支架结构如图1所示
GB/T31317一2014 说明: 试样; -角度调节杆试样夹具 2 箱体支架; 黑箱及支架结构示意图 6.1.7黑箱应采用相同规格、材质和工艺制作如有特殊要求，经供需双方协商确定 6.2性能检测仪器根据试样性能检测项目选用相应的检测仪器所用检测仪器应通过计量部门检定或校准,并处于有效期内环境条件及环境因素监测 7.1环境条件本标准涉及的环境条件包括试验场的自然环境条件和黑箱内部形成的微环境条件 7.2环境因素监测 7.2.1监测项目 7.2.1.1试验期间,应对黑箱微环境的环境因素进行监测 7.2.1.2每个黑箱中应单独安装环境因素监测设备或传感器在同一个暴露场上,如果两个或两个以
GB/I31317一2014 上黑箱的结构和尺寸相同,并且完全被同样的试样填满,则可用一个黑箱的环境因素数据代表另一个黑箱的数据 7.2.1.3除了规定监测黑箱的微环境因素外,推荐监测暴露场的环境因素数据包括:空气温度、相对湿度、日照时数、太阳辐射量、降雨量等具体的环境因素数据由供需双方商定 7.2.2监测仪器及要求 7.2.2.1环境因素监测仪器应包括温湿度测试系统、黑板温度计,总辐射表、紫外辐射表等用于监测环境因素的仪器应严格按检定或校准周期进行检定或校准,并处于有效期内 7.2.2.2 7.2.3测定方法 7.2.3.1黑板温度的测定黑板温度计应与试样平行放置,黑板温度计的检测精度应达到士0.5c 7.2.3.2温度的测定采用自动监测方法连续测量并定时采集温度数据;温度传感器应安装在黑箱内部,不应与试样箱体或其他物体接触;温度传感器的精度应达到士0.5C 7.2.3.3相对湿度的测定采用自动监测方法连续测量并定时采集相对湿度数据;湿度传感器应安装在黑箱内部,不应与试样、箱体或其他物体接触;湿度传感器的精度应达到土3% 7.2.3.4总辐射强度的测定总辐射强度采用黑箱所在暴露场的数据,测定方法见GB/T24516.1一2009的附录F 7.2.3.5紫外辐射强度的测定紫外辐射强度采用黑箱所在暴露场的数据,测定方法见GB/T24516.1一2009的附录F 试样 8.1试样的尺寸应适合于箱体尺寸和暴露试验后的性能测试,推荐使用平板试样除另有规定外,平板试样表面面积不应小于5000mm=(100mm×50mm),各边长宜为50mm的整数倍,长宽比例宜为 1,对于涂层试样,规格宜为200mm×100mm. 3 8.2应预留未暴露的对比试样来确保目测评价的准确性 8.3用于对比试验的参比试样,应具有与受试试样相同的尺寸和相同暴露面积 8.4试样数量应根据试验中评定项目所需数量而定,推荐每种试样至少3件试验周期试验周期根据试样的耐候性能和试验目的来决定试验周期按时间段计算或按一定的太阳辐射累积量计算
GB/T31317一2014 10 试验操作 10.1 试验前准备 10.1.1试样标识试样的标识应具备唯一性,标识应在不会对试验造成影响的部位,在整个试验过程中清晰可辨 10.1.2试样封边如果试验有要求,试验前应采用适当的材料进行封边处理 10.1.3试样保存试样应保存在温度15C35C,相对湿度小于70%,避光,空气无污染的室内环境中,保存期原则上不超过三个月注:对比试样在长期保存中不应因腐蚀而改变其表面状况 10.1.4初始检测试验前,按试验要求规定的检测参数和测试方法进行原始性能检测,并进行记录 10.2试样安装 10.2.1试样安装在箱体上表面的试样夹具上,试样之间不留空隙,试样组成箱体的上表面 10.2.2如果没有足够的试样来填满箱体上表面,剩余面积应用黑色金属薄板填满以使箱体完全封闭 10.2.3试样一般采用无背板安装,其背面应向空气敞开如果需要用背板支撑试样或模拟产品特定的服役条件,则采用背板安装,背板应是惰性材料 10.3试验试样安装完毕,所有需要的监测和监控仪器开启,记录试验开始时间 0.3.1 试验过程中,按规定的检测周期和数量检查试样外观性能变化情况,并原位或取样进行其他性 0.3.2 能检测,检测后需复位的试样应及时复位应加强试验早期的观察和检测,对中间检测结果及时分析,发现异常数据时,应及时复查或采 0.3.3 取补救措施,确保数据的真实可靠 10.4试验终止出现下列任一情况时,可终止试验达到预定的试验持续时间 a b性能检测结果不符合预定指标范围试样已损坏,无法满足性能检测要求; c d)不能满足安全要求,或存在不可控的安全隐患; 因不可抗力,无法正常试验; e 标准和技术文件规定的其他终止判据 10.5最终检测试验终止后,应及时对试样进行外观性能和其他性能的最终检测,并进行记录
GB/I31317一2014 11试验中断由于自然灾害等的不可抗力,试验应主动中断,试样按10.1.3要求进行保存待试验条件允许,及时恢复试验试验中断的时间应在试验报告中注明 12 试验后处理试样的回收及销毁由供需双方协商解决 12.1 12.2试验结束后,应对试验设施,设备、仪器、装置等进行维护,保养 13 试验记录 13.1环境因素记录环境因素数据记录应按GB/T24516.1一2009第6章的规定进行 13.2试样检测记录试样每周期扶得的外观和性能检谢结果.,应填写在试样检测记录卡中记录卡推荐格式见表1 表1试样检测记录卡项目名称试验地点试验起止时间试样编号试样类别试样制作工艺检测标准检渊条件检测仪器原始检测原始表面状态数据检测时间试验周期检测结果重大记事试验(检测. 复查审核 13.3运行记录运行记录用于记录试验过程和各检测周期执行情况,以及运行过程中发生的异常情况,包括;试验样品损坏、存在不可控的安全隐患、因不可抗力无法正常试验等运行记录主要内容见表2,也可根据需要自行设计
GB/T31317一2014 表2黑箱暴露试验运行记录表项目名称试验起止时间架位编号试样编号试样数量检测项目原因分析及运行情况重大事项其他说明记录时间解决措施试验(检测. 复查审核 14 数据处理及结果表述 14.1 数据处理 14.1.1数据处理一般参照JB/T10579规定的方法进行各类数据处理后的数据通过分析和整理,对数据的有效性做出评价 14.1.2 14.2结果表述根据产品及材料的评价标准,获得试样的试验结果一般从以下方面进行表述 a)试验场地环境因素记录结果; b试样的外观变化试样力学和其他性能的变化; d)试样暴露持续时间太阳辐射累积量值腐蚀产物及微观分析 fD 试验报告 15 根据试样类型和试验目的,报告中一般包括以下的内容; a)本标准号; b) 试验名称 e)试验地点， d 试验时间与试验内容; 试验条件(试验场地、试验装置、环境条件等) e) f 试验用设备和仪器 g)试验方法及执行标准; h 性能检测方法及执行标准; 试样安装情况如使用试样背板,应说明背板用的材料);
GB/T31317一2014 试验过程中的任何异常情况 k 试验期环境因素数据统计; D 试验结果与分析其他要求 m

金属和合金的腐蚀黑箱暴露试验方法GB/T31317-2014

金属和合金的腐蚀问题一直是工业生产中需要解决的重要问题之一。为了研究材料的耐腐蚀性能，需要进行各种腐蚀试验。其中，黑箱暴露试验就是一种常用的方法。

1. 试验原理

黑箱暴露试验是通过将试样置于密闭的试验箱中，在一定温度、湿度和气体环境下进行一定时间的暴露，模拟出实际使用条件下的腐蚀环境，以评估试样耐腐蚀性能的试验方法。

2. 样品制备

在黑箱暴露试验中，样品的制备对试验结果有着重要影响。首先需要选择合适的试样尺寸和形状，然后进行表面处理，包括抛光、清洗等步骤，以保证试样表面没有杂质和氧化物的影响。

3. 试验装置

黑箱暴露试验装置通常由试验箱、加湿器、加热器、试样架、气体控制系统等组成。试验箱内应该是一个封闭的环境，通过控制加湿器、加热器等设备，可以模拟出不同的温度、湿度和气氛条件。

4. 试验过程

在试验过程中，需要记录试验条件、试验时间及各种腐蚀现象的发生情况。试验结束后，需要对试样表面进行观察和分析，评估试样耐腐蚀性能的好坏。

5. 试验结果评定

通过对试验结果的评定，可以得出试样的耐腐蚀性能指标，比如腐蚀速率、腐蚀形貌等。根据GB/T31317-2014标准，评定试验结果应该根据试样表面的腐蚀程度、氧化程度和变色情况来确定。

综上所述，黑箱暴露试验是评估金属和合金耐腐蚀性能的重要方法之一，通过严格的试验操作和科学的结果评定，可以为材料的研发和应用提供可靠的依据。