金屬材料海水腐蝕試驗方法的編制及標準解讀

劉 雯，王洪濤，楊海洋，黃桂橋（1. 青島鋼研納克檢測防護技術有限公司，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，濟寧 272400）

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金屬材料海水腐蝕試驗方法的編制及標準解讀

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技術有限公司，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，濟寧 272400）

摘要：為了使相關人員更好地理解標準，更好地完成試驗，回顧了我國金屬材料海水腐蝕試驗方法和標準的編制歷程，對金屬材料海水腐蝕試驗的兩個現行國家標準進行了解讀和比較。

關鍵詞：金屬材料；海水；腐蝕；試驗；標準

金屬材料海水腐蝕造成的材料損耗、設施裝備破壞以及災難性事故，給人類帶來了巨大的損失。進行金屬材料在海水中的腐蝕試驗，積累它們的腐蝕數據，掌握腐蝕行為和規律，為工程設施的合理設計、選材、有效防護及研制新耐蝕材料提供依據，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的規范性、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方法標準。國外的金屬材料海水暴露腐蝕試驗方法有美國的ASTM G52-2000《金屬和合金在表層海水中暴露和評定標準方法》、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》和國際標準化組織的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則》等。我國現行的金屬材料海水暴露腐蝕試驗方法標準有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則》[4]和GB/T 6384-2008《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環境中的海水腐蝕試驗方法》[5]。為了使相關人員更好地理解標準，更好地完成試驗，本文回顧了我國金屬材料海水腐蝕試驗方法、規程和標準的編制歷程，解讀了金屬材料海水腐蝕試驗的兩個現行國家標準，比較了兩個現行標準內容的主要不同點。

1　我國金屬材料海水暴露試驗方法標準的編制歷程

1958年在原機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）腐蝕試驗站。為了規范金屬材料海水暴露腐蝕試驗，確定試驗原則，明確試驗要求，指導具體的試驗操作，以提高腐蝕試驗數據 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方法——“金屬海洋腐蝕試驗方法”[6]，并開始按此方法在海水腐蝕試驗站進行金屬材料的海水暴露腐蝕試驗。1961年中國船舶重工集團公司第七二五研究所編寫了“海港腐蝕試驗綜合試驗規程”，其中包括金屬材料的海水腐蝕試驗。早期的試驗方法是在前蘇聯專家的指導、參考前蘇聯海水腐蝕暴露試驗方法的情況下編制的。

1973年9月青島海洋用鋼試驗站（現鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所）開工建設。1975年初編制完成了“金屬海水腐蝕試驗規程”。1975年5月試驗站建成，并開始進行海水暴露試驗。

1982年我國建立了由青島、廈門、榆林3個試驗站組成的全國海水腐蝕試驗站網（現國家材料水環境腐蝕試驗站網）。同年，國家科委立項資助“常用材料海洋環境腐蝕試驗研究”重點項目，在我國3個海水腐蝕試驗站進行50種常用金屬和21種涂鍍層材料海洋環境暴露5周期長達16年的試驗研究。為此，全國海水腐蝕試驗站網組織編寫了統一的《金屬材料海水腐蝕試驗方法》。此后，在《金屬材料海水腐蝕試驗方法》基礎上，先后制定GB 5776-1986《金屬材料在表面海水中常規暴露試驗方法》和GB 6384-1986《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環境中的海水腐蝕試驗方法》。

1986年后，我國海水腐蝕試驗研究者進行了大量的海水暴露腐蝕試驗，在金屬海水腐蝕數據積累、腐蝕行為與規律研究方面取得了顯著的成果[2, 3]。在金屬海水暴露試驗方面積累了豐富的經驗，對腐蝕試驗的體會也不斷提高。進入本世紀后，隨著我國與國際的科學技術交流與合作日益廣泛，通用的試驗方法與國際標準接軌是大勢所趨。這些為我國海水暴露腐蝕試驗方法標準的修訂提出了要求，也具備了充足的條件。2002年GB 5776-1986列入國家標準修訂計劃。在修訂時，遵照“通用的試驗方法與國際標準接軌”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則》發布實施，代替GB 5776-1986。

2006年，國家科技基礎條件平臺建設項目“國家材料環境腐蝕試驗站網建設”正式啟動。在加強試驗站建設的同時，在的7個水環境腐蝕試驗站（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）進行47種材料（包括32種金屬材料）暴露1、2、4和8a的試驗。在試樣投放前，為了提高腐蝕數據的可靠性和可比性，國家材料環境腐蝕試驗站網組織制訂了《國家材料環境腐蝕試驗站網材料水環境腐蝕試驗規程》，包括環境腐蝕試驗總則、水環境（包括海水）腐蝕試驗通則。材料設計金屬材料、涂鍍層、建材。還包括海水環境因素檢測、監測。

2006～2007年對GB/T 5776-1986進行了修訂，2008年GB/T 6384-2008《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環境中的海水腐蝕試驗方法》發布實施，代替GB 6384-1986。

我國自開展金屬材料海水腐蝕試驗以來，一直重視試驗方法、規程和標準的編制。這些方法、規程和標準對指導、規范金屬材料海水腐蝕試驗，提高試驗水平，促進金屬材料海水腐蝕研究的進步，起到了重要作用。

2　對現行標準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則》和GB/T 6384-2008《船舶及海洋工程用金屬材料在天然環境中的海水腐蝕試驗方法》都是我國現行的“金屬材料海水腐蝕試驗”的國家標準。

制定GB/T 5776-2005時，直接采用ISO 11306-1998與國家標準接軌。為了符合我國金屬海水暴露試驗的具體情況，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，我國進行金屬材料表層海水暴露試驗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，結合我國的海水暴露腐蝕試驗實踐，并參照ISO 11306-1998而制定，既保持了中國海水腐蝕試驗方法的特色，又吸收了國際標準的部分內容和優點。

我國現行的兩個金屬材料海水腐蝕試驗標準各具特色，優勢互補。GB/T 5776-2005側重試驗條件和方法的原則性，指導性強。GB/T 6384-2008側重試驗條件和方法的實施性，可操作性強。如對試樣標記的表述中，GB/ T 5776-2005為“試樣應以確保在試驗期間能被識別的方法做出標記”，并推薦了幾種標記方法；GB/T 6384-2008直接推薦了常用、可靠的標記方法（打孔、打鋼印）及不能用的標記方法（涂料涂寫）。兩者的具體內容和具體要求等也有不同。這兩個標準的對應的章節、主要內容和不同點等見表1。

表1　GB/T 5776-2005和GB/T 6384-2008對應的章節、主要內容和不同點

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）試驗標準。在GB/T 5776-2005和GB/T 6384-2008中，除板材試樣的推薦尺寸外，根據試驗的特殊要求，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、電偶腐蝕或應力腐蝕等試驗的試樣。

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

進行金屬材料海水腐蝕試驗時，腐蝕類型或/和腐蝕形貌是結果評定的一項重要指標。在腐蝕結果評定中，使用規范的腐蝕類型術語，對準確反映它的腐蝕行為、提高腐蝕數據（結果）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容，但沒有給出要執行或參考的相應標準，也沒有給出評定腐蝕類型和腐蝕形貌的方法、術語和圖片。這不利于腐蝕類型和腐蝕形貌的準確評定。建議以后修訂這兩個標準時，增加腐蝕類型和腐蝕形貌的術語、圖片和評定方法等內容，相關文獻[7～9]可供參考。

3　結語

我國自開展金屬材料海水腐蝕試驗以來，一直重視試驗方法和標準的編制。金屬材料海水腐蝕試驗方法和標準對指導和規范金屬材料海水腐蝕試驗，提高試驗水平，起到了重要作用。我國現行的兩個金屬材料海水腐蝕試驗標準各具特色，優勢互補。同時掌握和參照這兩個標準，有利于靈活簡便地完成金屬材料海水腐蝕試驗。

參考文獻：

[1] Schumacher M. Seawater corrosion handbook [M]. Park Rideg, New Jersey: Noyes Data Corporation, 1979.

[2]夏蘭廷,黃桂橋,張三平,等.金屬材料的海洋腐蝕與防護[M].冶金工業出版社,北京：2003.

[3]曹楚南.中國材料的自然環境腐蝕[M]. 北京: 化學工業出版社, 2005.

[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則[S].

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

[6]國家科技委機械組金屬腐蝕與防護分組.1949～1959十年來中國腐蝕及防護專業概況[M]. 北京: 機械工業出版社, 1960.

[7]黃桂橋.我國金屬材料水環境腐蝕類型及其評定[J]. 腐蝕與防護, 2010: 31（4）：255～259.

[8]王曰義.常用金屬在海洋環境中的腐蝕形貌[J].材料開發和應用, 1984, (12)：36～46

[9]王曰義. 金屬的典型腐蝕形貌[J]. 裝備環境工程, 2006, 3(4): 31～37.

劉雯，1984年生，山東省青島市人，中南林業科技大學學士，助理工程師，現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:

基金項目：國家科技基礎條件平臺項目資助。

中圖分類號：TG172.3

文獻標識碼：A

文章編號：1004-7204（2016）01-0057-04