ICS77.060 H25 中华人民共和国国家标准 GB/T31317—2014 金属和合金的腐蚀 黑箱暴露试验方法 Corrosionofmetalsandalloys—Blackboxexposuretestmethod 2014-12-05发布 2015-09-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准起草单位:中国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、侯捷、苏艳、韩薇、杨晓然。 ⅠGB/T31317—2014 金属和合金的腐蚀 黑箱暴露试验方法 1 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。 2 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—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 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 黑箱 blackbox 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 一种温度测量装置,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。 3.4 参比试样 referencesample 一种与试样结构、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。 1GB/T31317—2014 4 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。 5 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。 5.2.4 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0.2m。 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 6.1 黑箱 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。 6.1.3 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。 6.1.4 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。 2GB/T31317—2014 说明: 1———试样; 2———试样夹具; 3———支架; 4———角度调节杆; 5———箱体。 图1 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。 7 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 3GB/T31317—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。 7.2.2.2 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。 7.2.3 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±0.5℃。 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±0.5℃。 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±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—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—2009的附录F。 8 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5000mm2(100mm×50mm),各边长宜为50mm的整数倍,长宽比例宜为 2∶1,对于涂层试样,规格宜为200mm×100mm。 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。 9 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。 4GB/T31317—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15℃~35℃,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 10.3.1 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。 10.3.2 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 能检测,检测后需复位的试样应及时复位。 10.3.3 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 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: a) 达到预定的试验持续时间; b)性能检测结果不符合预定指标范围; c)试样已损坏,无法满足性能检测要求; d)不能满足安全要求,或存在不可控的安全隐患; e)因不可抗力,无法正常试验; f)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。 5GB/T31317