ГОСТ ISO 9223-2017. Межгосударственный стандарт. Коррозия металлов и сплавов. Коррозионная агрессивность атмосферы. Классификация, определение и оценка

Приложение B

(справочное)

ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ ПО ОТНОШЕНИЮ

К ЕЕ КОРРОЗИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Необходимо, чтобы при осуществлении подхода к классификации оценка предположительной или информационной коррозионной агрессивности осуществлялась простым и удобным способом в отношении выбора параметров, подлежащих рассмотрению. Для целей настоящего стандарта, ключевыми факторами воздействия атмосферы на процесс коррозии металлов и сплавов являются уровни температурно-влажностного комплекса, а также концентрация диоксида серы и загрязнение хлоридами.

Для незащищенных поверхностей воздействие коррозии рассматривается в условиях сухого и мокрого осаждения. Влажное осаждение включает в себя перенос агрессивных параметров (среды) путем прямого осаждения, сухое осаждение означает, что перенос агрессивных сред осуществляется любым другим способом.

В защищенных местах происходит только сухое осаждение. В этом случае должно быть учтено кумулятивное (совокупное) воздействие загрязняющих веществ, в том числе твердых частиц. Специфические проблемы низких уровней атмосферного коррозийного воздействия внутри помещений рассмотрены в ISO 11844-1, ISO 11844-2 и ISO 11844-3.

Увлажнение поверхностей обусловлено многими факторами, например, выпадением росы, осадками, таяньем снега и высоким уровнем влажности. Продолжительность времени, в течение которого относительная влажность превышает 80% при температуре выше 0 °C используется для оценки расчетного времени воздействия влаги r, на корродирующие поверхности. Время воздействия влаги может быть недостаточно оценено в тех случаях, когда температура превышает 0 °C при 80% относительной влажности (RH) в холодных зонах (понижение температуры замерзания).

Данные о расчетном времени воздействия влаги полезны для информационной или предположительной оценки атмосферного коррозионного воздействия.

В таблице B.1 представлены характеристики времени воздействия увлажнения.

Таблица B.1

Время воздействия влажности в различных условиях

воздействия для различных условий эксплуатации

Время увлажнения, час/год	Уровень	Пример происхождения
T <= 10	T₁	Микроклимат внутренних помещений с климатическим контролем
10 < T <= 250	T₂	Микроклимат внутренних помещений без климатического контроля (без кондиционера и во влажных условиях)
250 < T <= 2500	T₃	На открытом воздухе в сухом, холодном климате и в некоторых районах с умеренным климатом при хранении под правильно вентилируемыми навесами
2500 < T <= 5500	T₄	На открытом воздухе в любых климатических условиях (за исключением сухих и холодных климатических условий); вентилируемые складские помещения во влажных условиях; невентилируемые навесы в районах с умеренным климатом
2500 < T	T₅	Некоторые районы во влажных климатических условиях; невентилируемые складские помещения во влажных условиях
Примечание 1 - Время воздействия увлажнения для данной местности зависит от температурно-влажностного комплекса, присущего данной атмосфере под открытым небом, и местоположения и выражается в часах в год (ч/год). Примечание 2 - Время воздействия увлажнения для защищенных поверхностей при эксплуатации в морских средах, где происходит осаждение хлоридов, может быть значительно увеличено из-за наличия гигроскопических солей. Примечание 3 - В атмосфере закрытых помещений без климатического контроля наличие источников водяных паров является причиной большего времени воздействия влажности.

Наиболее важными факторами в рамках конкретного температурно-влажностного комплекса являются уровни загрязнения, вызванные диоксидом серы или присутствием в воздухе соляного тумана. Уровень загрязнения должен измеряться в соответствии с техническими требованиями [1].

Другие виды загрязнений также могут оказывать влияние: оксиды азота (NO_x), азотная кислота (HNO₃), промышленной пыли в населенных и промышленных зонах или конкретные оперативные и технологические загрязнения атмосферы: хлор (Cl₂), сероводород (H₂S), органические кислоты и антиобледенительные реагенты. Эти виды загрязнений не были использованы и, соответственно, не были рассмотрены в качестве критериев при проведении классификации коррозионной агрессивности атмосферы.

В соответствии с методологией настоящего стандарта, другие виды загрязнений следует рассматривать как сопутствующие (или сопровождающие), например: оксиды азота (NO_x) в городском атмосферном воздухе или конкретные факторы оперативного воздействия (например, пары кислот). Концентрации наиболее важных загрязняющих веществ в различных атмосферных условиях, приведены в таблице B.2.

Таблица B.2

Наружная концентрация некоторых из наиболее важных

загрязняющих веществ в различных типах сред

Вредное вещество	Концентрация вредного вещества (среднегодовое значение)		Источник
SO₂	сельское:	2 - 15 мг/м³	Основными источниками SO₂ являются: использование угля и нефти, а также выбросы от промышленных предприятий
	городское:	5 - 100 мг/м³
	промышленное:	50 - 400 мг/м³
NO₂	сельское:	2 - 15 мг/м³	Основным источником выбросов NO₂ является движение транспорта (трафик)
NO₂	городское:	5 - 100 мг/м³
HNO₃	сельское:	0,1 - 0,7 мг/м³	HNO₃ коррелируется с NO₂. Высокие концентрации NO₂, органических соединений и УФ-излучения увеличивают концентрацию
HNO₃	городское/промышленное:	0,5 - 4 мг/м³
O₃		20 - 90 мг/м³	O₃ образуется в атмосфере путем взаимодействия солнечного света, кислорода и загрязняющих веществ. Концентрации загрязнения выше в загрязненных сельских регионах и ниже в зонах высокого трафика городских районов
H₂S	нормально/обычно:	1 - 5 мг/м³	Некоторые естественные источники, например, болота и вулканическая активность. Целлюлозно-бумажная промышленность и сельское хозяйство дают самые высокие концентрации
H₂S	промышленное и места содержания животных:	20 - 250 мг/м³
Cl₂	обычно:	0,1 мг/м³	Основными источниками являются выбросы от целлюлозно-бумажной промышленности
Cl₂	некоторые промышленные предприятия:	до 20 мг/м³
Cl^-	в зависимости от географического положения:	0,1 - 200 мг/м³	Основными источниками являются океан и средства против обледенения дорог
Cl^-	в морской атмосфере:	300 - 1500 мг/м³
NH₃	обычно низкие концентрации:	< 20 мг/м³	Применение удобрений в сельскохозяйственной сфере, индустриальные промышленные выбросы и пищевая промышленность могут дать самые высокие средние значения
NH₃	близкие к источнику:	свыше 3000 мг/м³
Частицы - РМ₁₀	сельское:	10 - 25 мг/м³	Сельские регионы - в основном инертные компоненты
Частицы - РМ₁₀	городское/промышленное:	30 - 70 мг/м³	Городские регионы: высокая концентрация коррозионных компонентов в местах дорожного движения. Промышленные выбросы могут дать высокие концентрации
Частицы пыли (депозиты)	сельская местность:	450 - 1500 мг/м² год	Сельские регионы: в основном инертные компоненты.
Частицы пыли (депозиты)	городская/промышленная:	1000 - 6000 мг/м² год	Городские и промышленные регионы: коррозионно-активные компоненты (SO₄^2-, NO₃^-, Cl^-)
Сажа	сельская местность:	свыше 5 мг/м² год	Основные источники - продукты горения угля и древесины. Сажа от дизельного топлива автомобилей является еще одним источником
Сажа	городская и промышленная:	свыше 75 мг/м² год
Примечание - В данной таблице приведены общие пределы концентраций загрязнителей. Фактические интервалы концентраций различны в отдельных частях мира в зависимости от уровня индустриализации и применения мер по борьбе с загрязнением (правовые меры, технологии с применением очистных сооружений и т.д.).

Убывающие уровни загрязнения диоксидом серы во многих частях мира, и повышение уровня загрязнения оксидами азота, вызванного увеличением дорожного движения, вместе с озоном и твердыми частицами, создали напряженную экологическую ситуацию. В других частях мира, в связи с бурным развитием промышленности, коррозионное воздействие от загрязнения SO₂ усиливается и по-прежнему доминирует.

В рамках настоящего стандарта подход к классификации коррозионного воздействия атмосферы, с учетом ее загрязнения, позволяет разделить загрязнения на две основные группы: загрязнение диоксидом серы (SO₂) и наличие в воздухе соляного тумана. Эти два типа загрязнения являются репрезентативными для атмосферы сельских, городских, промышленных районов и морской атмосферы. Ранжирование загрязнения диоксидом серы (SO₂) для стандартной внешней среды приведены в таблице B.3.

Таблица B.3

Ранжирование загрязнения серосодержащих веществ,

представленных SO₂

Скорость осаждения SO₂, мг/(м²·d)	Концентрация SO₂, мкг/м³	Уровень
P_d <= 4	P_c <= 5	P₀ Атмосфера сельских регионов
4 < P_d <= 24	5 < P_c <= 30	P₁ Городская атмосфера
24 < P_d <= 80	30 < P_c <= 90	P₂ Промышленная атмосфера
80 < P_d <= 200	90 < P_c <= 250	P₂ Сильно загрязненная промышленная атмосфера
Примечание 1 - Методы определения диоксида серы (SO₂) указаны в [1]. Примечание 2 - Значения концентраций диоксида серы (SO₂) определяются методом осаждения (P_d) и объемным методом (P_c). Оба метода равноценны для использования в целях, определенных настоящим стандартом. Взаимосвязь между результатами измерений с использованием двух методов может быть приблизительно выражена следующим образом: P_d = 0,8P_c. Предложенный коэффициент перевода (конверсионный фактор) обоснован измерением скорости осаждения на щелочных поверхностях. Примечание 3 - Для целей настоящего стандарта скорость осаждения и концентрация диоксида серы (SO₂) вычисляются из непрерывных измерений в течение не менее одного года и выражаются в виде ежегодного среднего значения. Результаты текущих измерений могут существенно отличаться от значений, полученных в течение длительного времени. Такие результаты используются только для ознакомления. Примечание 4 - Приведенные в таблице интервалы получены для отдельных видов атмосферы. Экстремальные значения приведены в таблице B.2.

Ранжирование уровней солености, характерных для разных типов атмосферы, приведены в таблице B.4. Необходимо учитывать также такой важный аспект, который связан с накоплением хлоридов на поверхностях, которые не вымываются дождями, особенно, если это происходит во влажных местах.

Время воздействия влаги может быть недооценено в тех случаях, когда температура превышает 0 °C и при 80% относительной влажности в холодных зонах (пониженная температура замерзания).

Таблица B.4

Классификация уровней загрязнения

воздушной среды солями на основе хлоридов

Скорость осаждения хлорида, мг/м² сутки	Уровень
S_d <= 3	S₀
3 < S_d <= 60	S₁
60 < S_d <= 300	S₂
300 < S_d <= 1500	S₃
Примечание 1 - Определение уровня загрязнения воздушной среды хлоридами в соответствии с настоящим стандартом основано на методике измерений (метод влажной свечи), указанной в [1]. Примечание 2 - Результаты, полученные с применением различных методов (в том числе - методом сухой пластины), для определения содержания хлоридов в атмосфере не всегда могут быть сопоставимы. Коэффициенты пересчета приведены в [1]. Примечание 3 - Для целей применения настоящего стандарта скорость осаждения хлорида выражается в виде усредненных среднегодовых значений. Результаты текущих измерений очень изменчивы и сильно зависят от погодных условий. Примечание 4 - Экстремальные уровни загрязнения хлоридами характерны для сильных морских ветров, брызг и тумана, находятся вне сферы действия настоящего стандарта. Примечание 5 - Уровень загрязнения атмосферы хлоридами сильно зависит от некоторых переменных, влияющих на перенос агрессивной среды, таких как: направление ветра, скорость ветра, рельеф местности, расстояние от моря до места контакта и т.д.