Tóm tắt Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5337:1991 (ST SEV 991-78) về Ăn mòn kim loại – Tính xâm thực ăn mòn khí quyển – Phân loại
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5337:1991 hoàn toàn phù hợp với tiêu chuẩn ST SEV 991-78, quy định các nguyên tắc phân loại tính xâm thực ăn mòn của khí quyển đối với kim loại và hợp kim. Dưới đây là phần tóm tắt chuyên sâu và chi tiết nội dung cốt lõi từ Phần mở đầu và các điều khoản đầu tiên (từ Điều 1 đến Điều 4) của tiêu chuẩn này.
1. Phạm vi áp dụng và mục tiêu của tiêu chuẩn (Điều 1)
- Tiêu chuẩn này được áp dụng để đánh giá, phân loại tính xâm thực ăn mòn của khí quyển tự nhiên đối với các loại kim loại, hợp kim và các lớp phủ bảo vệ kim loại.
- Mục tiêu chính là thiết lập cơ sở kỹ thuật thống nhất để lựa chọn vật liệu chế tạo, thiết kế các hệ thống bảo vệ chống ăn mòn phù hợp cho máy móc, thiết bị và kết cấu công trình hoạt động trong điều kiện khí quyển ngoài trời hoặc trong các không gian bán hở.
- Làm căn cứ khoa học để tiến hành các thử nghiệm ăn mòn khí quyển và dự báo tuổi thọ của sản phẩm kim loại trong các điều kiện môi trường khác nhau.
2. Nguyên tắc phân loại tính xâm thực ăn mòn khí quyển (Điều 2)
- Tính xâm thực ăn mòn của khí quyển được xác định và phân loại dựa trên mức độ tác động tổng hợp của các yếu tố khí hậu tự nhiên và các tác nhân ô nhiễm môi trường lên bề mặt kim loại.
- Tiêu chuẩn nhấn mạnh việc phân loại phải dựa trên các số liệu thực nghiệm về tốc độ ăn mòn của các kim loại chuẩn hoặc dựa trên việc tính toán các thông số khí hậu và nồng độ chất ô nhiễm đặc trưng tại khu vực khảo sát.
3. Các thông số môi trường quyết định tính xâm thực (Điều 3)
- Thời gian ẩm ướt bề mặt (tốc độ ngưng tụ ẩm): Đây là yếu tố quyết định thời gian diễn ra quá trình ăn mòn điện hóa trên bề mặt kim loại. Thời gian này được tính bằng số giờ trong năm mà bề mặt kim loại bị bao phủ bởi màng nước mỏng do ngưng tụ hoặc do mưa ẩm.
- Nhiệt độ và độ ẩm không khí: Các thông số khí hậu vĩ mô ảnh hưởng trực tiếp đến động học của phản ứng ăn mòn. Sự kết hợp giữa nhiệt độ cao và độ ẩm tương đối cao sẽ làm tăng đáng kể tốc độ ăn mòn.
- Tác nhân ô nhiễm khí quyển: Tiêu chuẩn tập trung vào hai tác nhân ô nhiễm chính là khí lưu huỳnh điôxit (SO2) phát sinh từ hoạt động công nghiệp và muối clorua (Cl-) đặc trưng cho vùng khí quyển ven biển.
4. Hệ thống phân loại mức độ xâm thực (Điều 4)
- Tiêu chuẩn phân chia tính xâm thực ăn mòn khí quyển thành các cấp độ khác nhau (từ mức độ xâm thực rất nhẹ, nhẹ, trung bình, mạnh đến rất mạnh).
- Mỗi cấp độ xâm thực được định lượng cụ thể bằng tốc độ hao hụt khối lượng hoặc độ sâu ăn mòn trung bình hàng năm của các kim loại mẫu chuẩn như thép carbon, kẽm, đồng và nhôm.
- Việc xác định chính xác cấp độ xâm thực tại Điều 4 là cơ sở bắt buộc để các kỹ sư thiết kế lựa chọn chiều dày lớp mạ bảo vệ, loại sơn phủ hoặc quyết định sử dụng các loại thép hợp kim chống chịu thời tiết.
Lưu ý: Để áp dụng chính xác tiêu chuẩn này vào thực tế sản xuất và thử nghiệm, người sử dụng cần đối chiếu trực tiếp các bảng số liệu định lượng về nồng độ chất ô nhiễm và tốc độ ăn mòn mẫu chuẩn được quy định chi tiết trong toàn văn tiêu chuẩn TCVN 5337:1991.
ĂN MÒN KIM LOẠI -TÍNH XÂM THỰC ĂN MÒN KHÍ QUYỂN - PHÂN LOẠI
Metallic corrosion - Atmosferical errosion properdes - Clasification
Lời nói đầu
TCVN 5337:1991 phù hợp với ST SEV 991 : 1978
TCVN 5337:1991 do Trung tâm Tiêu chuẩn Chất lượng biên soạn, Tổng cụ Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng trình duyệt, Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) ban hành.
Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
ĂN MÒN KIM LOẠI -TÍNH XÂM THỰC ĂN MÒN KHÍ QUYỂN - PHÂN LOẠI
Metallic corrosion - Atmosferical errosion properdes - Clasification
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các kim loại và hợp kim kết cấu không được bảo vệ (gọi tắt là kim loại) và được bảo vệ chống ăn mòn bằng lớp phủ kim loại, lớp phủ sơn vô cơ và phi kim loại (trừ tráng men và xi măng) bằng các lớp phủ bảo vệ tạm thời (gọi tắt là kim loại co lớp bảo vệ).
Tiêu chuẩn quy định các yếu tố đặc trưng tính xâm thực ăn mòn khí quyển, phân cấp nhiễm bẩn của khí quyển do tác nhân ăn mòn mạnh, các dạng khí quyển và mức độ xâm thực ăn mòn của chúng.
Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các kim loại và kim loại có lớp phủ bảo vệ được sử dụng trong khí quyển có độ nhiễm bẩn cực trị hoặc đặc biệt.
1.1. Tính ăn mòn xâm thực của khí quyển được xác định bằng tập hợp các yếu tố khí hậu mà kết quả tác động của chúng làm xuất hiện hoặc thúc đẩy sự ăn mòn
1.2. Việc đánh giá so sánh đặc tính giá trị các yếu tố khí hậu hoặc tập hợp của chúng trong lĩnh vực tác động lên kim loại có lớp phủ bảo vệ được nêu trong phụ lục tham khảo.
1.3. Việc đánh giá định lượng tính ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với kim loại và kim loại có lớp phủ vô cơ, kim loại và phi kim được tiến hành chủ yếu theo thời gian làm ẩm bề mặt ăn mòn và theo độ nhiễm bẩn của khí quyển do các tác nhân ăn mòn mạnh
1.3.1. Thời gian làm ẩm bề mặt được xác định bằng cách tính theo số liệu khí hậu hàng năm trung bình của nhiều năm (trong 25 đến 30 năm); thời gian toàn bộ của ăn mòn rõ rệt do nhiệt độ và độ ẩm, thời gian tác động của tia mặt trời, số giờ có mưa, sương…
1.3.2. Nồng độ của các tác nhân ăn mòn mạnh trong khí quyển được xác định bằng phân tích. Khi xác định phân cấp độ nhiễm bẩn, loại môi trường và xác định mức ăn mòn xâm thực chỉ tính đến độ nhiễm bẩn của khí quyển chỉ do khí sunfurow và các xon khí clorua.
1.4. Khi đánh giá tính ăn mòn của xâm thực khí quyển đối với kim loại có lớp phủ sơn, ngoài các quy định đã nêu ở mục 1.3 còn phải tính đến các yếu tố chính gây nên sự lão hóa của các lớp phủ - như giá trị tổng hiệu dụng các tia cực tím mặt trời và nhiệt độ không khí.
1.5. Khi đánh giá tính ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với kim loại có lớp phủ bảo vệ tạm thời, ngoài các quy định đã nêu ở mục 1.3 còn phải tính đến các yếu tố chính theo mục 1.4 có gây nên sự thay đổi tính chất hóa lý của một số loại lớp phủ bảo vệ.
2. Phân cấp nhiễm bẩn của khí quyển
Việc phân cấp nhiễm bẩn của khí quyển do khí sunfurow và các xon khí clorua được quy định ở Bảng 1, theo giá trị "ngưng tụ" trung bình hàng năm (mg.m-2.ngày-1).
Bảng 1
| Nhiểm bẩn khí quyển do các chất ăn mòn mạnh | Ký hiệu phân cấp độ nhiễm bẩn | ||
| Dạng nhiễm bẩn | Ngưng tụ, mg-2.ngày-1 | Tiếng nam | La tinh |
| Khí sunfurơ | Nhỏ hơn 20 Từ 20 đến 60 Lớn hơn 60 đến 110 Lớn hơn 110 đến 250 | Π1 Π2 Π3 Π4 | P1 P2 P3 P4 |
| Các clorua | Nhỏ hơn 0,3 Từ 0,3 đến 4,0 Lớn hơn 4,0 đến 30,0 Lớn hơn 30,0 đến 300,0 | C1 C2 C3 C4 | S1 S2 S3 S4 |
CHÚ THÍCH:
1 Π1 (P1) - Độ nhiễm bẩn cơ bản do khí sunfurơ
C1 (S1) - Độ nhiễm bẩn cơ bản do các clorua
C4 (S4) - Độ nhiễm bẩn khí quyển do các clorua trong các vùng khí hậu có khí hậu biểu theo văn bản quy kỹ thuật hiện hành
2 Nhiễm bẩn khí quyển bằng các chất clorua ở vùng ven biển và đại dương ước định bằng khoảng cách từ mép nước, thời gian gió thổi biển, địa hình…
3 Nhiễm bẩn do khí sunfurơ lớn hơn 250 mg.m-2, ngày -1 và do các clorua lớn hơn 30 mg.m-2,ngày-1 là cực trị.
4 Đối với bề mặt của các nhóm phân bố 2, 3 và 4 theo văn bản pháp qui kỹ thuật hiện hành có thể giảm "ngưng tụ" sunfurơ và clorua so với quy định trong Bảng
5 Kết quả từng lần đo hàm lượng khí sufurơ hoặc clorua có thể rất khác nhau.
6 Khi cần thiết thì chuyển nồng độ khí sunfurơ (mg.m-3) thành mức ngưng tụ mg.m-2,ngày-1 được tiến hành theo phụ lục tham khảo 2
3.1. Các dạng khí quyển quy định trong Bảng 2 theo phân cấp độ nhiễm bẩn của khí quyển do khí sunfurơ và clorua ở Bảng 1, khi đó trong tên gọi của dạng khí quyển, độ nhiễm bẩn cơ bản do một trong các chất ăn mòn mạnh không được tính đến.
3.2. Đối với các dạng lớn của khí quyển 2, 4 ,6 và 7 cấp nhiễm bẩn là giá trị, độ nhiễm bẩn nhỏ nhất và lớn nhất có trong chúng của các dạng phân biệt khí quyển.
Bảng 2
| Ký hiệu độ nhiễm bẩn khí quyển theo Bảng 1 | Dạng khí quyển | ||||
| Dạng phân biệt của khí quyển |
|
| |||
| Tên gọi | Ký hiệu | Tên gọi | Ký hiệu* | ||
| Nga | Latinh | ||||
| P1+C1(P1+S1) | Sạch tương đối | 1 | 1 | Sạch tương đối | 1 |
| P2+C1(P2+S1) | Thành phố | 2a | 2a | Công nghiệp | 2 |
| P2+C1(P3+S1) | Công nghiệp (I) | 2б | 2b | ||
| P4+C1(P4+S1) | Công nghiệm (II) | 3 | 3 | Công nghiệp nhiễm bẩn nặng | 3 |
| C2+P1(S2+P1) | Ven biển (I) | 4a | 4a | Ven biển | 4 |
| C3+P1(S3+P1) | Ven biển (II) | 4б | 4b | ||
| C4+P1(S3+P1) | Biển | 5 | 5 | Biển | 5 |
| C2+P2(S2+P2) | Ven biển (I) - Thành phố | 6a | 6a | Ven biển - Công nghiệp | 6 |
| C3+P2(S3+P2) | Ven biển (II) - Thành phố | 6б | 6b | ||
| C2+P3(S2+P3) | Ven biển (I) - Công nghiệp (I) | 6B | 6c | ||
| C3+P3(S3+P3) | Ven biển (I) - Công nghiệp (I) | 6Z | 6d | ||
| C2+P4(S2+P4) | Ven biển (I) - Công nghiệp (II) | 7a | 7a | Ven biển - Công nghiệp (2) | 7 |
| C3+P4(S3+P4) | Ven biển (II) - Công nghiệp (II) | 7б | 7b | ||
* Cho phép sử dụng ký hiệu bằng chữ với ký hiệu tương ứng theo tiêu chuẩn này.
4. Mức ăn mòn xâm thực của khí quyển
4.1. Qui định năm mức ăn mòn xâm thực của khí quyển ở Bảng 3
Bảng 3
| Tên gọi | Ký hiệu |
| Rất ít ăn mòn Ít ăn mòn Ăn mòn trung bình Ăn mòn mạnh Ăn mòn rất mạnh | 1 2 3 4 5 |
CHÚ THÍCH:
1 Cho phép đối với mức 1 và 2 ăn mòn xâm thực của khí quyển, với ký hiệu -2;
2 Cho phép sử dụng ký hiệu bằng chữ với ký hiệu tương ứng của tiêu chuẩn này, đồng thời chi tiết hóa mức ăn mòn xâm thực của khí quyển.
4.2. Mức ăn mòn xâm thực của khí quyển được quy định đối với các nhóm kim loại và kim loại có lớp phủ bảo vệ cụ thể, phụ thuộc vào độ bền tác động của toàn bộ các yếu tố khí hậu.
4.3. Toàn bộ các yếu tố khí hậu tác động vào giá trị các thông số của chúng được quy định đối với mục đích phân loại dựa trên các điều kiện sử dụng dự kiến: vùng khí hậu vĩ mô theo tài liệu pháp quy kỹ thuật hiện hành, dạng khí quyển theo Bảng 2 của tiêu chuẩn này và các nhóm phân bố các mặt phẳng cụ thể của sản phẩm theo tài liệu pháp qui kỹ thuật hiện hành
4.4. Ví dụ đánh giá mức ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với thép cácbon và kim loại có lớp phủ bảo vệ trong Phụ lục tham khảo 3.
Bảng 4
Giá trị các yếu tố khí hậu
| Các yếu tố tác động | Kim loại | Kim loại có phủ lớp bảo vệ | ||
| Các lớp phủ kim loại, phi kim loại vô cơ | Có các lớp phủ sơn | Có các lớp phủ bảo vệ tạm thời | ||
| Nhiệt độ không khí và các thay đổi của chúng | B | B | A | A |
| Độ ẩm của không khí | A | A | A, B* | A, B* |
| Mưa, tổng hợp | A | A | B | A, B* |
| Mưa đá, tuyết | C** | C** | B, C* | A, C* |
| Sương và nước ngưng tụ | A | A | A, B | A, B, C* |
| Tia mặt trời | B | B | A | A, B* |
| Tổng hợp nhiệt độ và độ ẩm | A | A | A | A |
| Độ nhiễm bẩn không khí do các chất ăn mòn mạnh (khí, xon khí) | A | A | A, B | A |
| Bụi ion | B | B | B | A, B, C* |
| Khí trơ | C | C | B | A, B, C* |
| Gió | C | C | C | B, C* |
Ký hiệu giá trị các yếu tố: A-yếu tố quyết định, B- yếu tố thứ hai, C - yếu tố có ý nghĩa nhỏ.
*- phụ thuộc vào hệ thống sơn phủ và lớp phủ bảo vệ tạm thời được sử dụng
**- Trong trường hợp tạo nên các lớp nước dưới mưa đá (tuyết) thì giá trị yếu tố được đánh giá là A.
ĐỒ THỊ ĐỂ TÍNH CHUYỂN NỒNG ĐỘ KHÍ SUNFURƠ TỪ MG.M3 SANG MG.M-2.NGÀY-1
CHÚ THÍCH: Không cho phép dùng phép ngoại suy đường thẳng
ĐÁNH GIÁ MỨC ĂN MÒN XÂM THỰC CỦA KHÍ QUYỂN ĐỐI VỚI TỪNG KIM LOẠI CỤ THỂ VÀ ĐỐI VỚI CÁC KIM LOẠI CÓ LỚP PHỦ BẢO VỆ
1 Ví dụ đánh giá mức ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với thép cácbon nêu trong Bảng 5
Bảng 5
Đánh giá mức ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với các thép các bon
| Ký hiệu dạng khí quyển theo Bảng 2 | Nhóm phân bố bề mặt | Mức ăn mòn xâm thực của khí quyển trong các vùng khí hậu vĩ mô | |||
| Lạnh | Ôn hòa | Nhiệt đới | |||
| Ẩm | Khô | ||||
| 1 | 1 2 3 | 2 - 3 2 1 | 2 - 3 2 - 3 1 | 3 3 1 - 2 | 2 - 3 2 1 |
| 2a hoặc 4a | 1 2 3 | 2 - 3 2 1 | 3 - 4 2 - 3 1 | 3 - 4 3 1 - 2 | 2 - 3 2 1 |
| 2d hoặc 4d | 1 2 3 | 4 3 2 | 4 4 2 | 5 4 2 - 3 | 4 3 2 |
| 3 | 1 2 3 | 4 4 2 - 3 | 4 4 - 5 2 - 3 | 5 5 3 | 4 4 2 - 3 |
CHÚ THÍCH: ăn mòn xâm thực khí quyển có độ nhiễm bẩn cơ bản, đối với nhóm phân bố bề mặt 4 theo văn bản pháp qui kỹ thuật hiện hành được đánh giá ở mức 1 hoặc 2
2 Những phụ thuộc của các mất mát do ăn mòn của thép kết cấu cacbon trong các vùng khí hậu ôn hòa và các dạng khí quyển 1, 2a, 2d, 3, 4a, và 4d nên trong Bảng 6
Bảng 6
Mất mát do ăn mòn của thép kết cấu cácbon phụ thuộc vào độ nhiễm bẩn của khí quyển do khí sunfurơ và các xon khí, của các clorua ở ngoài không khí trong các vùng khí hậu ôn hòa, khi thời gian làm ẩm bền mặt từ 3000 đến 4000 giờ trong 1 năm.
| Dạng khí quyển | Mất mát do ăn mòn g.m-2.năm-1 | Mức ăn mòn xâm thực của khí quyển |
| 1 2a, 4a | Nhỏ hơn 300 Từ 300 đến 500 Lớn hơn 500 đến 700 Lớn hơn 700 | 2 - 3 3 - 4 4 5 |
3 Ví dụ đánh giá mức ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với các kim loại có lớp sơn phủ, nên trong Bảng 7.
4 Mức ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với kim loại có phủ lớp bảo vệ tạm thời quy định theo văn bản pháp qui kỹ thuật hiện hành.
Bảng 7
Đánh giá mức ăn mòn xâm thực của khí quyển đối với kim loại có lớp sơn phủ
| Ký hiệu dạng khí quyển theo Bảng 2 | Nhóm phân bố bề mặt | Mức ăn mòn xâm thực của khí quyển trong các vùng khí hậu vĩ mô | |||
| Lạnh | Ôn hòa | Nhiệt đới | |||
| Ẩm | Khô | ||||
| 1 | 1 2 3 | 2 - 3 2 - 3 1 | 3 2 1 - 2 | 4 3 - 4 3 | 3 2 - 3 1 - 2 |
| 2 hoặc 4 | 1 2 3 | 3 2 1 - 2 | 4 3 2 | 4 - 5 3 - 4 4 | 3 - 4 3 2 |
| 3 | 1 2 3 | 3 - 4 3 2 - 3 | 4 3 - 4 3 | 5 4 4 | 4 3 2 - 3 |
CHÚ THÍCH: Mức ăn mòn xâm thực của khí quyển được làm chính xác đối với từng loại sơn phủ cụ thể.
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2223:1977 về Ăn mòn kim loại - Thuật ngữ và định nghĩa do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8286-1:2009 (ISO 7539-1: 1987) về Ăn mòn kim loại và hợp kim - Thử ăn mòn ứng suất - Phần 1: Hướng dẫn chung về phương pháp thử
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5404:2009 (ISO 11845: 1995) về Ăn mòn kim loại và hợp kim - Nguyên tắc chung đối với thử ăn mòn
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10888-1:2015 (IEC 60079:2014) về Khí quyển nổ - Phần 1: Bảo vệ thiết bị bằng vỏ bọc không xuyên nổ D
- 1 Luật Tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật 2006
- 2 Nghị định 127/2007/NĐ-CP Hướng dẫn Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2223:1977 về Ăn mòn kim loại - Thuật ngữ và định nghĩa do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8286-1:2009 (ISO 7539-1: 1987) về Ăn mòn kim loại và hợp kim - Thử ăn mòn ứng suất - Phần 1: Hướng dẫn chung về phương pháp thử
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5404:2009 (ISO 11845: 1995) về Ăn mòn kim loại và hợp kim - Nguyên tắc chung đối với thử ăn mòn
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10888-1:2015 (IEC 60079:2014) về Khí quyển nổ - Phần 1: Bảo vệ thiết bị bằng vỏ bọc không xuyên nổ D