DIN 50018 - 2013 二氧化硫饱和环境下耐腐蚀检测

2025-04-21 15:57:26

作者：四维检测

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1. 概述

DIN 50018 - 2013 是德国关于金属及其他无机覆盖层在二氧化硫饱和环境下进行耐腐蚀试验的标准。该标准旨在模拟工业大气中含有二氧化硫的潮湿环境，通过对金属件或覆盖层进行特定时间的暴露试验，评估其在这种具有腐蚀性的环境中的耐腐蚀性能。在工业生产过程中，许多金属制品会面临含二氧化硫的废气排放环境，如火力发电厂、钢铁厂、化工厂等周边区域，该标准提供了一种统一规范的检测方法，帮助确定材料或覆盖层是否能在类似环境中保持良好的性能，防止因腐蚀导致的功能失效或结构损坏。

2. 测试目的

材料筛选与评估：在众多材料中，通过此标准测试对比不同金属材料或带有覆盖层的材料在二氧化硫饱和环境下的耐腐蚀能力，筛选出适合在这类环境中使用的材料，确保在含二氧化硫工业环境下使用的产品能够长期稳定运行，延长产品的使用寿命。例如，在选择工业厂房建筑用的金属结构材料或表面涂层材料时，可依据该测试结果进行合理选择。

工艺验证与改进：检验金属材料表面处理工艺（如电镀、热浸镀、涂装等）或制造工艺（如热处理）对材料在二氧化硫饱和环境下耐腐蚀性能的影响。通过测试评估新工艺是否有效提升了材料抵抗该环境腐蚀的能力，为工艺的优化和改进提供方向。例如，若某新型电镀工艺声称能增强金属在含硫环境中的耐腐蚀性，可通过该标准测试验证其实际效果。

环境适应性研究：针对在工业废气排放等特定场景中使用的设备和零部件，模拟其实际所处的二氧化硫饱和环境，预测材料在该环境下的腐蚀行为，提前制定防护策略，防止因腐蚀导致的设备故障、性能下降以及安全隐患。比如，对于化工生产设备中的金属管道和反应釜，通过该测试可了解其在含二氧化硫工艺环境中的耐腐蚀情况，以便采取相应的防腐措施。

3. 适用范围

金属材料：各种金属材料，包括钢铁、铝合金、铜合金等，均可依据该标准测试其在二氧化硫饱和环境下的耐腐蚀性能。不同金属由于自身的化学性质和组织结构差异，在该环境中的耐腐蚀表现不同，通过测试能明确其适用场景。例如，钢铁材料在未进行防护处理时，在二氧化硫饱和环境中易发生腐蚀，而某些铝合金可能具有相对较好的耐腐蚀性能。

金属覆盖层：金属表面的各种覆盖层，如镀锌层、镀铬层、有机涂层等。覆盖层的作用是为金属提供额外的防护，该标准可用于评估覆盖层在二氧化硫饱和环境下对底层金属的防护效果，确定覆盖层的质量和可靠性。例如，汽车车身表面的涂装层，可通过此标准测试其在工业污染环境（可能含较高浓度二氧化硫）中的耐腐蚀性能，以保证汽车外观和结构的完整性。

工业产品与设备：广泛适用于在工业环境中使用的各类产品和设备，如工业机械、建筑结构件、电气设备外壳、管道系统等。这些产品和设备在运行过程中可能暴露于含二氧化硫的大气环境中，通过遵循 DIN 50018 - 2013 标准进行测试，可确保其在目标环境下的正常使用和安全性。例如，发电厂的输电铁塔、化工厂的反应釜和管道等，都需要进行此类测试以保障设施的长期稳定运行。

4. 测试方法

试验设备：使用专门设计的二氧化硫腐蚀试验箱。该试验箱应具备精确控制温度、湿度和二氧化硫气体浓度的功能，能够稳定地维持二氧化硫饱和环境。试验箱内部通常配备有样品放置架，用于放置待测试的金属件或带有覆盖层的试样，同时具备良好的密封性，防止试验气体泄漏。

试验溶液与气体：

试验溶液一般采用蒸馏水或去离子水，通过加热和鼓泡等方式使其与通入的二氧化硫气体充分接触，达到二氧化硫饱和状态。溶液的 pH 值通常会因二氧化硫的溶解而降低，一般在一定范围内（如 pH 值约为 4.2 - 4.6），模拟工业大气中因二氧化硫溶于水形成的酸性环境。

二氧化硫气体应具有较高的纯度，按照标准要求通入试验箱内，与试验溶液相互作用，维持试验环境中二氧化硫的饱和浓度。通常会通过气体流量控制器等设备精确控制二氧化硫的通入量，以确保试验环境的稳定性和一致性。

试样准备：

从待测试的金属材料或产品中截取具有代表性的试样，试样的尺寸和形状应符合标准规定，一般要求试样表面平整、无明显缺陷。对于带有覆盖层的试样，要确保覆盖层的质量和完整性，且覆盖层的厚度、附着力等参数应符合相关要求或产品设计标准。

在试验前，对试样进行清洁处理，去除表面的油污、灰尘等杂质，以保证试验结果的准确性。清洁方法可采用适当的溶剂清洗、超声波清洗等，清洗后需对试样进行干燥处理。

试验过程：

将准备好的试样放置在试验箱内的样品架上，调整好试样的位置和方向，确保试样能够均匀地暴露在二氧化硫饱和环境中。关闭试验箱门，启动设备，按照标准要求设置试验温度、湿度和二氧化硫浓度等参数。一般试验温度控制在（40 ± 3）℃，相对湿度维持在（93 ± 2）%，二氧化硫浓度根据具体试验要求设定，通常在一定范围内（如 10 ppm - 20 ppm）。

在试验过程中，持续保持试验环境的稳定，按照规定的时间间隔对试验箱内的环境参数进行监测和记录，确保各项参数始终符合标准要求。同时，定期观察试样的表面状态，记录试样表面出现腐蚀迹象（如锈斑、变色、涂层起泡或剥落等）的时间和程度。试验周期根据不同的测试目的和产品要求而定，短则数小时，长可达数周甚至数月。

试验结果评估：

试验结束后，取出试样，对其进行仔细观察和分析。首先，通过肉眼观察或借助低倍放大镜等工具，评估试样表面的腐蚀程度，记录腐蚀产物的形态、分布以及覆盖层的损坏情况等宏观特征。例如，观察试样表面是否有大面积的锈迹、是否存在腐蚀坑、涂层是否有明显的起泡、剥落或开裂现象等。

对于金属材料或覆盖层的腐蚀程度，可采用多种方法进行量化评估。如通过称重法测量试样试验前后的质量变化，计算腐蚀速率；采用金相显微镜观察试样表面或截面的金相组织变化，分析腐蚀对材料组织结构的影响；使用扫描电子显微镜（SEM）结合能谱分析（EDS）等技术，对腐蚀产物的成分和微观形貌进行分析，进一步了解腐蚀机理。根据测试结果与相关标准或产品设计要求进行对比，判断试样是否满足在二氧化硫饱和环境下的耐腐蚀性能要求。

5. 常用标准组分

测试标准：主要依据 DIN 50018 - 2013《Corrosion tests in artificial atmospheres - Corrosion tests with a saturated solution of sulfur dioxide in water》这一德国标准进行测试。该标准详细规定了试验设备、试验条件、试样准备、试验过程以及结果评估等各个环节的具体要求和操作方法，是进行二氧化硫饱和环境下耐腐蚀测试的核心依据。此外，在一些国际合作项目或涉及国际贸易的产品检测中，可能还会参考其他相关的国际标准，如 ISO 9227《Corrosion tests in artificial atmospheres - Salt spray tests》（虽然主要针对盐雾试验，但部分测试原理和设备要求有相通之处）等，以确保测试结果在国际上具有可比性和认可度。

检测设备：二氧化硫腐蚀试验箱（具备精确的温湿度控制、气体浓度控制和环境监测功能）、电子天平（用于称重法测量试样质量变化）、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、低倍放大镜、超声波清洗器、溶剂清洗设备等。

评定指标：主要评定指标包括试样表面的腐蚀外观（如锈斑面积、腐蚀坑数量和大小、覆盖层损坏程度等）、腐蚀速率（通过质量损失法计算得出，单位通常为 g/(m²・h) 或 mm / 年）、金相组织变化情况、腐蚀产物成分等。不同行业和产品根据自身的使用要求和标准规范，对这些评定指标设定相应的合格标准。例如，对于建筑用金属结构件，可能规定在一定试验周期后，试样表面锈斑面积不得超过一定比例，腐蚀速率应低于某个限值；对于汽车零部件表面涂层，可能要求涂层在试验后不得出现明显的起泡、剥落现象，附着力应符合相关标准等。

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