JBT 10527-2005 水基防锈液防锈性能试验 多电极电化学法.pdf

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1、I CS 2 5 . 2 2 0 . 7 0 A 29 备塞号:1 6 6 6 8 -2 0 0 5 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 J B / T 1 0 5 2 7 -2 0 0 5 水基防锈液防锈性能试验 多电极电化学法 A n t i - r u s t p r o p e r t i e s t e s t o f a q u e o u s p r o t e c t i v e f l u i d s - E l e c t r o c h e mi c a l me a s u r e me n t wi t h wi r e b e a m e l e c

2、 t r o d e 2 0 0 5 - 0 9 - 2 3发布2 0 0 6 - 0 2 - 0 1实施 中 华 人 民 共 和 国 国 家 发 展 和 改 革 委 员 会 发布 J B/ T 1 05 2 7 -2 0 0 5 目次 前言. “ 价. .- . - . -.-一”， . . ， ， “. . . .，. ， m 引言 ，价:.价 一价 一一一 一. 一. 一. 一价 . 一二 ， 一， . .一.一. .一价价 价 价一. 一一 V 1 范围 . - 价 - . - . - . . . 二 ， . . . . . ” . 1 2 规范 性引用文件.” - .- . - .

3、. 一” 价 .- 一” .“ ”. ” 二 ” . “ . “ “ “ . ” “ . “ 二 ， . . . . 1 3 术语和 定义” “ . . . . - . 一“ “ . . . . . ， “ .” . .“ :.” “ . 1 4 原理 “ ” 价 ， “ . - . - . -. - . . . . . . . - ” “ :. ，价.价. 一价 . 一一1 5 材料和试剂 . . - . . . .- . - . 一价 价.价. . 一“.“ 价 . . . “ ， ， ，. ， 1 5 . 1 测试探头电 极材料. - .- . -一 “ . “ . . 一“ ” . “

4、 “ . ” :. ” .“ “ . .， . ” . . . ” :. “ ” 二 ” ” 二 ， ” “ . 1 5 . 2 辅助电极材料 价 . . . - - - . “ 二 ， . 价 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 . 3 试剂， 价 . 价 - . . - - ” . . . . . 一” 价 . 一. 一. 一一. 一 一 .一二2 6 试验设备 . “ . -. - . - .- . ” . . 一 ” “ ” ” . . . . . . . . . . . . “ . . . . 2 6 . 1 测试探头. - ” 二 ，“

5、. - 价 . 价 . .- “ . . . . . . . ， .2 6 . 2 辅助电极 . ， 价 一 价 一. 一. 一 . 一一. . . 一一一价. .一. . 一. . 一一， . . . . . . . 2 6 . 3 测试槽. 价. . -一，. . . . - . ， ，.， ，. 价 一一一一二，. 一. .一. 2 6 . 4 多电 极电化学测试仪. ， . . ，. ， 二 价 . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 . 5 电源. .一 价 . . . . ， 价 一价 一 一. 一. . 一一一 . 一. 一一2 6 . 6 测

6、试线路示意图，二价 - . . - . 价 . 一 . 一. 一一一一一一 . 2 7 影响测试的因素. . . . . . .- . . -.价.， . 价 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 . 1 电 极表面清洁度二 “ 一 “ . . -. . . . .，价 价 . . . . . . . . . . . 2 7 . 2 环境温度二 ， ， - 一 J . . 价 -. . “ . . 3 7 . 3 测试探头和辅助电 极间距. “ . . ” . “ :. ” “ . . . . . . . . . 一3 8 测试程序二 价

7、一” “ . - . 一 .- . . .- . . .“ . “ “ . ， . . . . . . . . . . . . 3 8 . 1 测试环境 . ，. . . . . ” 二， 价 . -. . .- . - - . “ . . “ :.， . ，. . . . . . . . . . . . .一. 3 8 . 2 测试仪器的校准二 ” . ， ， . - . . . . . . . . . . . -. . “ ” :.，. . .价 . . . - . . . 一 3 8 . 3 试验测 试程序. . .- . - . . . . . . -二 “ . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . 3 9 防 锈性能的五参数评价方法. . . . - . .-一 ，. . . ， . .- ， . . . . - ，. ， ” :. 价. ”.” 3 1 0 试验报告. 价“ . 一“. . . - . . “ . . . . . - 4 附录A( 规范性附录) 多电极电 化学测试仪， . . 价 . . .价 . . . . . 5 附录B( 资料性附录) 水基防锈液防锈性能评级 . . . . . . . . “ 二 ” . . . . . . . . . . 6 图1 测试探头的正面图和侧面图 . . . ，.” . . . . .

9、 . . . . . . . . . 2 图 2 试验测试示意图. . . . . . . . . . - ， 价. . . .- . . . . . . . . . . . . ， ， 3 图 A . 1 测试仪工作原理图. . -二， 二 ，. . . . . -. . - - . . . . -. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 表B . 1 防锈性能评级. - “ . . “ . “ ， “ :. ， . . . . . . . . . . . 一 6 J B 理 1 0 5 2 7 -2 0 0 5 前言 本标准 是首次制定。 本标准附

10、录A为规范性附录， 附录B 为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国金属与非金属覆盖层标准化技 术委员会归口。 本标准起草单位: 湖南大学。 本标准主要起草人:靳九成、 陈迪平、黄 桂芳、王镇道、 朱小莉、 靳浩、 吴翠兰。 J B / T 1 0 5 2 7 -20 0 5 引言 由于影响水基防 锈液防锈性能的因 素很多， 单一的电 化学快速测试试验不能绝对表示水基防 锈液的 防锈性能， 所以本标准获得的 试验结果不能作为被测液 样在所有使用环境中防锈性能的直接指南。 尽管如此 本标准规定的 方法 仍可作为比 较被测试水基防 锈液 样防 锈性能优劣的一种方法。 J B

11、/ T 1 0 5 2 7 - 2 0 0 5 水基防锈液防锈性能试验多电极电化学法 1 范围 本标准规定了 评价水基防 锈液防锈性能试验的多电极电 化学测试方法、 设备和程序。 本标准适用于 水基防锈液对铁基材料防锈性能的比 较试验。 2 规范性引用文件 下列文件中 的条款通过本标准的引 用而成为 本标准的条 款。 凡是注日 期的引用文件， 其随后所有的 修改 ( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准， 然而， 鼓励根据本标准达成协 t 的 各方研究 是 否可 使用这些文件的最新版本。凡是不注日 期的引 用文件， 其最新版本适用于本标准。 G B / T 6 7 8化学试剂 乙醇 (

12、 无水乙 醇) G B / T 3 1 3 8金属镀覆和化学处理与有关过程术语 G B / T 1 1 3 7 2防锈术语 G B / T 1 5 8 9 4化学试剂 石油醚 ( G B / r 1 5 8 9 4 -1 9 9 5 , e q v I S O 6 3 5 3 - 3 : 1 9 8 7 R 7 3 ) A S T M A 8 5 3 - 9 3 通用铁丝技术规范 3 术语和定义 G B / T 3 1 3 8 和G B I T 1 1 3 7 2 所确立的以及下列术语和定义 适用于本标准。 3. 1 水基 防 锈 液 a q u e o u s p ro t e c t i

13、v e fl u i d s 可溶于水的防 锈液， 包括乳化型防锈液和防 锈水等。 3. 2 防锈性能 a n t i - r u s t p ro p e r t i e s 防锈液保护膜下金属表面有效防 止腐蚀发生的能 力。 3. 3 多电极电化学法 e l e c t roc h e mi c a l me a s u r e m e n t wi t h w i re b e a m e l e c t r o d e 通过测定多个电极在水 基防锈液中的电 化学参数，并进行统计来评价其防 锈性能的方法。 3. 4 MC U微处理器 Mi c ro C o n t ro l l e r

14、U n i t M C U ， 单片微型计算机随着大规模集成电 路的 发展， 将计算机的C P U , R A M, R O M、 定时器、 计 数器和多 种I / O接口 集成在一片芯片上， 形成芯片级的 计算机。 4 原理 常温下涂覆水基防锈液金属的 腐蚀是一个电 化学腐蚀。 该腐蚀过程的阻 力主要 来自 极化电阻， 其次 是液膜电阻。 该过程遇到的 阻力越大， 金属的腐蚀速度就越小， 即 测得的电阻越大， 水基防 锈液的防 锈 性能越好。 由于防 锈液的电 化学不均匀性， 各电 极电 阻是不相同的。 低阻区域是防 锈液的薄弱环 节， 最 先引起膜下金属腐蚀，直接控制着液膜的防锈性能优劣。

15、 材料和试剂 测试探头电极材料 J B / f 1 0 5 2 7 - 2 0 0 5 直径“ = 0 .9 m m乃p e A S T M A 8 5 3 B l k a n n 铁丝。 5 .2 辅助电极材料 直径“ = 1 8 n m m 4 5 钢。 5 .3 试剂 石油醚沸程6 0 0C - 9 0 0C ，应符合G B / r 1 5 8 9 4 要求; 无水乙醇 应符合G B / 1 6 7 8 要 求。 6试验设 备 6 . 1 测试探头 正面图侧面图 1 - 铁丝: 2 环氧树脂。 图 1 测试探头的正面图和侧面图 测试探头由6 4 根铁丝伸0 .9 m m士。 . 1 m

16、m， 表面 用5 # 砂纸去表面 保护 膜、 清 洗干 燥) 均匀排 列( 间 距为2 .5 m m ) ， 封于环氧树脂中制成 ，3 2 mm 士。 . 1 mm 、 高4 5 m m ) ， 如图 1 所示。 每根铁丝都是一个 独立的电 极，与多电极电 化学测试仪连接， 组成多电 极系统的测试探头。 6 . 2 辅助电极 辅助电 极为直径0 = 1 8 mm 、长I O m r n 的4 5 钢圆片， 用环氧树脂封装而成。 6 . 3 测试槽 测试槽为直径沪 = 5 0 mm 、高4 5 mm 的聚乙 烯塑料 杯。 6 . 4 多电极电 化学测试仪 多电 极电 化学测试仪是按照液膜直流电阻

17、和电 位测 试原理设计的专用仪器 ( 见附录A ) . 6 . 5 电源 电 源为市用交流电， 2 2 0 V 士2 0 V, 5 0 H z . 6 .6 测试线路示意图 干燥、 清洁的测试探头和辅助电极上下相向， 完全浸人到水基防锈液中， 测试探头和辅助电 极工作 面 水平平行， 平行间距为 1 5 mm 士 5 mm o 6 4个电 极经导线分别接人多电 极电 化学测 试仪一端，如图 2 所示， 辅助电极接人多电 极电化学测试仪另一端， 参考电压源与测试探头、 水基防 锈液、 辅助电 .V构成 一腐蚀电流回路，测试所得电阻为极化电 阻和溶液电阻之和。多电 极电化学测试仪应对6 4 个电极

18、自 动 巡回 检测， 可得6 4 个电极的电阻分布。 7 影响测试的因素 下列因 素会影响测试和评价结果。 7 . 1 电极表面清洁度 电极表面的清洁度会影响液膜在电极表面的吸附，从而引起测试结果的变化。 J B理 1 0 5 2 7 -2 0 0 5 ?3宁 I1 I 训 1 水基防锈液测量槽: 2 辅助电 极: 3 -接人多电极电化学测试仪。 图2 试验测试示意图 7 . 2 环境温度 温度的变化会引起反应活化能的改变以及反应粒子的扩散、 迁移速度， 最终导致测试电阻分布的改 变。 7 .3 测试探头和辅助电 极间距 溶液电 阻与探头电极和辅 助电 极间的间距大小有关， 间 距变 化会对测

19、 试结果产生一定影响， 因 而间 距应尽可能保持一致。 8 测试程序 测试时应遵守以下操作规程。 8 . 1 测试环境 水基防锈液防锈性能测试应在2 0 0C 2 5 0 C 、 相对湿度 1 J 1 ， M i l d e 6 4 1 0 试验报告 除在规范中另有规定，试验报告应包括下列内容: a )受试液样的名称、规格、生产 日 期、包装: b ) 试验 操作仪器编号、 检测日 期; c ) 记录R ; , n l , n 2 值，计算n , I g R和v; d )比 较防锈性能; e )操作人员签名。 7 B/T 1 0 5 2 7 -2 0 0 5 附录A ( 规范性附录) 多电极电

20、化学测试仪 A . 1 多电 极电化学测试仪是按照液膜直流电阻和电 位测试原理设计的 专用仪器。 A .2 测试仪由测试主机和测试箱两部分构成。 测试主 机包括显示、数据处理、 接口、 控制等 部分; 测 试箱包括测试探头和微电流转换接口两个部分 ( 见图A. 1 ) . A .3 测试仪工作原理如下: 设定的 参考电 压施加于6 4 点阵与辅助电 极构成回 路如图A . 1 所示， 通过取 样电阻实施电流/ 电压变 换。经可编 程放大器放大， A / D转换， MC U处理后存贮并显示测试结果。 作为仪器的控制核心， MC U承担整个仪器自 动测试控制， 包括仪器自 检、自 动量程转换、 测

21、试箱 的机械操作、数据的输人痛e 出，此外，MC U还负责测试数据的 处理。 其核心为评价防锈液防 锈性能 优 劣 的 五 参 数 评 价体 系， 即 低阻 区 的 电 极 分 布( n , , n 2 . 。 ) 、 阻 值对 数 平 均 值丽 、 阻 值 对 数 值的 均 方 差J ;并按此对水基液膜作出防锈性能 优劣的评价 ( 见第9 章) 。 图 A . 1 测试仪工作原理图 A . 4 多电 极电 化学测试仪测试电极电 阻R的 精度要求: 测量误差5 % ( R 1 X 1 0 8 5 2 ) ; 测量误差(1 0 % ( 1 X 1 0 Q- R 1 X 1 0 0 0) ; 测量

22、误差(4 0 % ( 1 X 1 0 “ 5 2 R 1 X 1 0 1 2 Q ) a J B / T 1 0 5 2 7 - 2 0 0 5 附录B ( 资料性附录) 水基防锈液防锈性能评级 为了 应用方便， 根据测试所得的 液膜电极电阻分布， 本标准中同一液样测试三个探头共得1 9 2 个数据样本， 可设置防锈性能评定等级。 令: = 0 x 1 0 0 %， : 表 示 遇 到 腐 蚀 介质 1 9 2 1 92 个电 极液膜小区中膜下金属发生腐蚀的百分比， 称为膜下金属腐蚀度。 依膜下金属腐蚀度， 将水基防 锈 液 防 锈 性能 分为 。 - 5 级， 0 级防 锈 性能 最 好， 5 级 最 差 如 表 B . 1 所 示。 依: = n x 1 0 0 %， 反 推 n = 1 9 2 s ， 并 1 92 四 舍五人取整， 可得在腐蚀介质中水基防锈液膜下金属腐蚀等 效电 极数 n 的等级判据， 亦列人表B . 1 。 若 两液样同等级，按第9 章所述评判液膜防锈性能优劣。 表B . 1 防锈性能评级 等级 012345 探头膜下金属腐蚀度s % 01 - 34 - 1 01 1 2 52 6 -5 051 - 1 0 0 儿0 1 67- 2 021 - 484 99 69 7- -1 9 2