GB/T 46054-2025 金属和合金的腐蚀 电化学测量 监测大气腐蚀的试验方法

ICS77060

CCSH.25

中华人民共和国国家标准

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

金属和合金的腐蚀电化学测量

监测大气腐蚀的试验方法

Corrosionofmetalsandalloys—Electrochemicalmeasurements—

Testmethodformonitoringatmosphericcorrosion

ISO228582020IDT

(:,)

2025-08-29发布2026-03-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用金属和合金的腐蚀电化学测量监测大气腐蚀的试验方法

ISO22858:2020《》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国钢铁工业协会提出

。

本文件由全国钢标准化技术委员会归口

(SAC/TC183)。

本文件起草单位中国船舶集团有限公司第七二五研究所冶金工业信息标准研究院北京科技

:、、

大学

。

本文件主要起草人许立坤辛永磊孙梦寒李晓刚范林侯捷侯健杜翠薇丁康康程文华

:、、、、、、、、、、

王洪仁李倩

、。

Ⅰ

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

引言

本文件为采用电化学传感器监测大气腐蚀提供方法指引这些传感器用于长时间测量薄膜电解质

,

的电导腐蚀电流或涂层状态该方法是实时评估与特定环境条件相关的腐蚀电流使用电阻传感器

、。。

或质量损失技术无法实现瞬时腐蚀电流的测量本文件中所述的技术是对其他用于评估大气腐蚀的标

。

准方法如质量损失样片法电阻传感器法或涂层测试样板法的补充这些对材料状态的连续记录可以

,、。

用于大气腐蚀研究材料耐蚀性评价或结构腐蚀管理

、。

Ⅱ

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

金属和合金的腐蚀电化学测量

监测大气腐蚀的试验方法

1范围

本文件描述了一种使用两电极电化学传感器进行大气腐蚀测量的试验方法本文件规定了所采用

。

的带或不带有机涂层的电化学传感器该类传感器适用于在实验室试验箱户外暴露场所和服役环境

。、

中进行的腐蚀测量

。

本文件适用于测量非耦合金属表面的腐蚀速率即自腐蚀速率电偶腐蚀速率薄液膜的电导和有

()、、

机涂层的阻隔性能

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件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

。

色漆和清漆术语和定义

ISO4618(Paintsandvarnishes—Termsanddefinitions)

注色漆和清漆术语和定义

:GB/T5206—2015(ISO4618:2014,IDT)

所有部分色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小以及外观均匀变化程度

ISO4628()

的标识

(Paintsandvarnishes—Evaluationofdegradationofcoatings—Designationofquantityandsize

ofdefects,andofintensityofuniformchangesinappearance)

注所有部分色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小以及外观均匀变化程度的标识

:GB/T30789()

所有部分

[ISO4628()]

金属和合金的腐蚀术语

ISO8044(Corrosionofmetalsandalloys—Vocabulary)

注金属和合金的腐蚀术语

:GB/T10123—2022(ISO8044:2020,IDT)

金属和合金的腐蚀大气腐蚀性第部分分类测定和评估

ISO92231:、(Corrosionofmetals

andalloys—Corrosivityofatmospheres—Classification,determinationandestimation)

注金属和合金的腐蚀大气腐蚀性第部分分类测定和评估

:GB/T19292.1—20181:、(ISO9223:2012,IDT)

3术语和定义

所有部分和界定的以及下列术语和定义适用于本

ISO4618、ISO4628()、ISO8044ISO9223

文件

。

31

.

电阻传感器electricalresistancesensor

通过测量导体两端的电位差与通过导体电流的比值来测量腐蚀的装置

。

注中定义电阻为导体两端的电压差与通过导体的电流的比值

:ISO15091:20193.1。

32

.

电化学传感器electrochemicalsensor

涉及阳极反应和阴极反应的腐蚀测量装置

。

1

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

注定义电化学腐蚀为至少包含一种阳极反应和一种阴极反应的腐蚀

:GB/T10123—2022。

33

.

电极指electrodedigit

叉指型电极的单指

(3.5)。

34

.

腐蚀减薄corrosionpenetration

金属腐蚀表面与其原始表面间的垂直距离

。

注定义腐蚀深度为受腐蚀的金属表面某一点与其原始表面间的垂直距离

:GB/T10123—2022。

35

.

叉指型电极interdigitatedelectrode

像手指一样交叉在一起的电子导体

。

36

.

传感器测量范围sensorrange

测量值的上限和下限

。

37

.

传感器量程sensorspan

最大和最小测量值之差

。

38

.

溶液电阻solutionresistance

取决于溶液的电极电位增量与相应电流增量的比值

。

39

.

薄液膜电导thinfilmconductance

液层的电流传输能力

。

注定义电导为电阻的倒数

:ISO15091:2019。

310

.

零阻电流计zero-resistanceammeter

用于测量无电位降的两电极间电流的仪器

。

4传感器通则

在进行大气腐蚀测量时采用三种类型的传感器来测量自腐蚀电流电偶腐蚀电流和表面电导

,、。

用于大气腐蚀的电化学传感器应有平整的测量面传感器由两个金属电极组成金属电极由介电

。,

材料隔离以实现电绝缘见图和图电化学传感器具有叉指型电极结构可采用复合层压或

(A.1A.2)。,

薄膜工艺制作见附录传感器的测量面定义为暴露于环境中的电极表面

(A)。。

5自腐蚀电流传感器

51通则

.

自腐蚀速率测量采用两电极传感器该传感器可采用多种合金结构和激励技术[22-25,27]用于自腐

,、。

蚀速率测量的两电极传感器可由任意感兴趣的合金制作自腐蚀电流传感器的两个电极应为同种合

。

金应通过在两个电极间施加电压实现对传感器的电激励电压可由恒电位仪或其他可控电位的电子

。。

设备施加测量过程中控制两个电极间的电压并记录电流响应在测量间歇可将传感器两电极短

。,,。,

接腐蚀电流的测量范围和量程取决于给定传感器合金在环境中的预期腐蚀速率

。。

2

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

52传感器结构

.

电极间距宜不大于见图和图高长宽比的电极指使扭曲电流和电位分布的边

300μm(A.1A.2)。

缘效应最小化在变化的环境条件下宽度小的电极提供更加均匀的活性测量区域例如采用长宽比

,,。,

为电极指宽度为的结构每个电极的形状和传感区面积均宜相同

10,2mm。。

53均匀腐蚀电流测量

.

531均匀腐蚀测量的用法和条件

..

对于发生均匀腐蚀的合金如低合金钢可测量极化电阻并采用方程估算自腐蚀速

,,,Stern-Geary

率见和根据两电极传感器的简单等效电路模型极化电阻

(ISO17475、ISO/TR16208ASTMG59)。,

可近似为低频区实部阻抗的一半见附录这在假设溶液电阻相对于极化电阻很小时成立但当腐

(B)。。

蚀污染物水平低或液膜非常薄或不连续时这种假设不成立对于环境腐蚀性等级划定为户外低腐蚀

,。

性或室内中腐蚀性或更低的条件见和均匀

(C1)(IC3)(ISO9223、ISO9224、ISO9226ISO11844-1),

腐蚀测量宜采用质量损失或其他挂片试验进行验证高溶液电阻能造成腐蚀速率估值偏低应按照

。。

的方法确定极化电阻

5.3.2~5.3.4。

532方法1———正弦波激励

..

电流响应可采用幅值不超过的正弦波电压激励方法测量激励频率宜足够低通常在

30mV。,

之间以获得极化电阻的合理估值这种方法需要验证所选频率下获得的极化电阻与使

0.01Hz~10Hz,。

用全频电化学阻抗扫描方法见和所得到的极化电阻一致或具有相关性

(ISO/TR16208ASTMG102)。

533方法2———三角波激励

..

电流响应可采用幅值不超过的三角波电压激励方法测量激励信号的扫描速率应在

30mV。

范围内选取这种方法需要验证所选波形产生的极化电阻与使用动电位扫描方

0.05mV/s~10mV/s。

法见和获得的极化电阻具有相关性

(ISO/TR16208ASTMG59)。

534方法3———电位阶跃激励

..

电流响应可采用电位阶跃和保持方法测量阶跃数应需足够以便电位在不大于范围内

。,±30mV

能够得到电压和电流响应数据的线性拟合[22]对于每一次阶跃电压保持时间宜足够长以实现稳态

。,,

电流测量在每一次阶跃中应于电压保持时间后测量电流并取多次读数的平均值这种方法需要验

。,,。

证所选的激励方法产生的极化电阻与使用动电位扫描方法见获得的极化电阻具有相

(ASTMG59)

关性

。

54局部腐蚀电流测量

.

对于发生局部腐蚀的合金如铝合金的点蚀宜测量幅值不超过的给定正弦波电压激励下

,,

30mV

的阻抗阻抗可是实部分量也可是模值激励频率应在范围内在发生局部腐蚀的

。。0.01Hz~10Hz。

情况下需要一个将所测阻抗与腐蚀电流进行经验关联的比例常数从而对腐蚀速率进行绝对估计

,,。

55无涂层传感器的自腐蚀速率和总自腐蚀量

.

551自腐蚀电流和电流密度

..

自腐蚀电流密度单位应是微安每平方厘米2电流密度应用自腐蚀电流和一个电极的面

(μA/cm)。

积计算如果存在更小的电极则应采用最小的电极面积见式

。,。(1):

3

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

I

i=corr

corrA……(1)

式中

:

i自腐蚀电流密度单位为微安每平方厘米2

corr———,(μA/cm);

I自腐蚀电流单位为微安

corr———,(μA);

A电极面积单位为平方厘米2

———,(cm)。

552自腐蚀减薄速率

..

也可将自腐蚀速率转化为自腐蚀减薄速率但这应仅适用于发生均匀腐蚀的合金而不应用于发生

,,

局部腐蚀如点蚀和晶间腐蚀的合金见式

,。(2):

i

r=KcorrW

t1·ρ·e……(2)

式中

:

r金属的腐蚀减薄速率单位为微米每年

t———,(μm/a);

K比例常数其值为见

1———,3.27(μm·g)/(μA·cm·a)(ASTMG102);

ρ金属的密度单位为克每立方厘米3

———,(g/cm);

W金属的原子量与其氧化态原子化合价的比值为无量纲的量见

e———,(ASTMG102)。

对于使用当量重量和密度的合金也有方法获得其腐蚀质量损失和减薄速率但这些方法超出了本

,,

文件的规定范围见

(ASTMG102)。

553自腐蚀质量损失速率

..

测量的自腐蚀电流密度可转化为腐蚀质量损失速率见式

。(3):

r=KiW

corr2·corr·e……(3)

式中

:

r金属的腐蚀质量损失速率单位为克每平方米年2

corr———,[g/(m·a)];

K比例常数其值为22

2———,3.268(g·cm)/(μA·m·a)。

554总自腐蚀质量损失和腐蚀减薄

..

可对测得的自腐蚀电流密度或腐蚀速率随时间的变化进行积分以分别获得流过的总电量或总质

,

量损失的估值总电量和总质量损失的单位应分别是库伦每平方米2和克每平方米2也

。(C/m)(g/m)。

可测量腐蚀导致的厚度损失单位是微米但应仅适用于发生均匀腐蚀的合金由传感器获得的

,(μm),。

总质量损失宜与采用和传感器相同合金制备的试样的质量损失进行对比见

(ISO8407)。

56带涂层传感器的自腐蚀电流和总电量

.

561带涂层传感器自腐蚀测量的用法和条件

..

当带涂层使用时传感器宜封装成平面平面大于传感器沿每个边缘的测量面见图和

,,(A.1

图可通过传感器的浇铸灌装或封装来实现

A.2)。、。

传感器的响应依赖于涂层性质和涂层缺陷面积在测量过程中传感器的响应可随涂层的降解而

。,

发生改变因此传感器的响应不是传感器整个测量面均匀状态的反映

。,。

562带涂层传感器的自腐蚀电流

..

对于带涂层的自腐蚀传感器宜采用给定幅值小于的正弦波电压激励方法测量电流激励

,30mV,

频率应在范围内电流的单位是微安

0.01Hz~10Hz。(μA)。

4

GB/T46054—2025/ISO228582020

:

563带涂层传感器的自腐蚀总电量

..

可对测得的电流随时间的变化进行积分以获得流过的总电量的估值总电量的单位应是库仑

,。

(C)。

57自腐蚀传感器的表面处理

.

571自腐蚀传感器表面处理的注意事项

..

自腐蚀传感器应按照传感器供应商的规定进行表面处理和清洗对于薄膜传感元件宜避免机械表

。

面处理具有足够电极厚度约大于的复合层压传感器可使用磨料如粒度为目的砂纸进

。(1mm),,600

行机械打磨

。

572无涂层的自腐蚀传感器

..

对于不使用涂层的传感器应对传感器进行清洗去除可溶性有机和无机污染物清洗用的化学品

,。

和清洗工艺应与传感器电极和介电材料兼容

。

573带涂层的自腐蚀传感器及其表面处理

..

5731自腐蚀传感器用涂层及表面处理

...

电化学传感器使用多种保护涂层和表面处理方法给出了使用有机涂层体系的

。~

电化学传感器的一般说明涂层体系可包括化学预处理底漆和面漆除了涂层其他能用于传感器的

。、。,

材料还有化学预处理剂气相缓蚀剂防护油或化合物

、、。

5732有机涂层

...

带有机涂层的传感器能采用典型的刻蚀清洗和预处理工艺来制备涂层性能强烈依赖于表面清

、。

洁度和处理某些高温和清洗过程可会损坏传感器电极建议在进行涂层测试之前验证传感器对清洗

。。

和预处理工艺的耐受性在涂覆处理的每一步之后宜对传感器进行目视检查

。,。

5733涂层的应用和处理

...

用于测试涂层的传感器宜尽可能地像实际部件一样进行处理涂层能采用喷涂刷涂或浸涂工艺

。、

进行涂覆应使用掩膜来保护电触点和电连接端不受涂覆过程的影响传感器能涂覆热固性涂层但

。