1、1 印月9510月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 77.060 Z728514123經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 873月23日 9510月31日 (共10頁)金屬及合金之腐蝕大氣腐蝕測試(現場測試之一般要求) Metals and alloys Atmospheric corrosion testing General requirements for field tests 前言 國際標準化組織 (ISO)是由各國國家標準團體（ ISO 會員團體）所組成的世界性聯盟。各種國際標準的擬定由 ISO 之各技術委員會執行。每一會員團體對於所設
2、立的技術委員會之主題有興趣時，皆有權派代表參加委員會。各官方與非官方之國際組織而為 ISO之連繫團體者，亦得參與其工作。 ISO 與國際電工委員會 (IEC)密切地合作研究所有電工技術標準化事務。 依照 ISO 程序規定，凡為技術委員會接受的國際標準草案，將分發至各會員團體表決，須經至少 75%參與表決之會員團體贊成始得公布為國際標準。 國際標準 ISO 8565 由金屬及合金之腐蝕技術委員會 ISO/TC 156 制定。 此標準取代並取消了 ISO 4542 1981，金屬與其他非有機被覆層一般戶外曝露腐蝕規則。 附錄 A 為本標準之一部分。 簡介 大氣曝露狀態下之腐蝕測試，其目的在： 獲取
3、屬、合(1)及其他含無機屬被覆層在大氣環境中抗腐蝕之據。 評估實驗室測試與大氣環境測試所得結果之關係。 評估特定屬的腐蝕型式。 測試試片須曝露在曝露試驗場的大氣環境下，定期檢查試片情況。本標準不包括使用狀態下的腐蝕測試。 特定金屬的腐蝕速率由大氣腐蝕測試區的大氣情況所決定，金屬腐蝕速率與大氣的影響變數間的關係十分複雜。因此，現場測試結果不能夠完全用來預測實際施行時的腐蝕情況，不過可以提供一概括性的指標。 註 (1) 以下簡稱金屬。 1. 適用範圍 本標準規定金屬與金屬被覆層在戶外或有遮蔽情況下進行大氣腐蝕測試時的一般準則。 本標準同時亦適用於室內測試。 2. 引用標準 ISO 4221:198
4、0 Air quality Determination of mass concentration of sulphur dioxide in ambient air Thorin spectrophotometric method 2 CNS 14123, Z 7285 ISO 4226:1980 Air quality General aspects Units of measurement ISO 6879:1983 Air quality Performance characteristics and related concepts for air quality measuring
5、 methods CNS 13126 金屬和無機被覆儲藏狀態下之腐蝕試驗通則 ISO 4543： 1981 CNS 13402 金屬及無機被覆層在金屬底材上之腐蝕試驗法試片及製品之腐蝕試驗分級評估ISO 10289：1999 CNS 13753 金屬及合金之腐蝕大氣腐蝕性 (測定標準試片之腐蝕速率以評估腐蝕性 ) ISO 9226： 1992 CNS 13754 金屬及合金之腐蝕大氣腐蝕性 (污染之測定） ISO 9225： 1992 CNS 14122 金屬及合金之腐蝕大氣腐蝕試片腐蝕生成物清除法 ISO 8407： 1991 3. 試片條件 3.1 試片型式 3.1.1 平板試片 矩形是最
6、常用於平板試片之形狀 ，主要因為易於稱重、測試及因其形狀簡單，方便放置在測試架上。適當的試片大小為 150100 mm 或更大；試片厚度以足夠測試為原則。同時也應 考慮其機械效應與晶粒間腐蝕效應，最適當厚度為 1 3 mm。 表面有金屬被覆層之試片，面積應儘量大，在任何種情況下均不得小於 50 cm2(510 cm)。 若被覆層試片面積小於 50 cm2，得將多個相同的試片合計，直到其表面積達到最小要求標準。所得結果不須與本身面積已達標準之試片作比較。 3.1.2 不規則形狀試片 一些形狀不規則，如螺絲、管子 、桿狀、有稜角或是各種機械裝配用之零件，如有必要也可加以測試。 若管狀試片之測試範圍
7、只限於外層表面，則管端應予封閉。 一些形狀複雜之試片，如機械零 件，可能有罅隙、易積水部分、銲接點及異種金屬，因此在互相組合時對 耐蝕性的影響非常重要。進行測試時，這些組件的配置必須注意模擬實際使用情況。 3.1.3 銲接試片 銲接試片的大氣腐蝕測試，主要 是為了顯示銲接區域是否因銲道與母材之冶金性質或成分不同，而造成優 先腐蝕現象。通常使銲接部位在試片的中央，並平行於試片的長邊；如技 術規範上有要求時，可使銲道垂直於試片的長邊。 3.2 試片製備 因為大氣腐蝕測試的時間很長，可 能延續數年，必須確保試片能夠清晰辨識，所有取得之數據紀錄，並予以謹慎 保管。一般都先把大的試片裁成小試片，並去除毛
8、邊後，再做曝露，不過此種 作法會造成試片表面受損，對某些金屬可能導致冶金狀態上明顯改變（如因切 割之剪應力引起之加工硬化等），需小心操作以避免之。除非此部分的影響是 特別要探討的，否則一般均以機械方式將加3 CNS 14123, Z 7285 工硬化部分除去。 若以火燄切割、鋸切或砂輪切割等 方式切割試片，也容易造成類似的損傷。如果測試結果必須和實際使用狀況作 比較，應該使試片的表面情況與使用時相同或類似。對其他用途而言，必須詳細定義試片表面的製備過程。 若試片表面有銹皮或銹蝕時，可採 用有機溶劑或鹼液去脂，機械或化學方法除銹，或上述任一方法之組合。各種金屬表面的適當除銹方法如 CNS 141
9、22 之表A.1 和 A.2 所示。對於金屬及無機物被覆層，絕對要避免使用可能傷害試片表面的清洗方法。 3.3 試片處理 於曝露之前進行最後的清潔手續後 ，儘量不要再碰到手，通常在最後的處理操作時，必須戴上乾淨的手套。 3.4 試片標示 在試片上做記號以分辨試片。記號必須容易識別，並且可以維持至曝露期結束。記號不可做在外觀評判部位或具有功能性目的之部位。 試片可以印上專屬的編號；金屬試 片則可以在其上刻上記號或鑽孔。其他做記號的方法只要易於識別而且可以持久者，都可以使用。 做記號的方法不盡相同，對於金屬 被覆層的試片常用的方法是先在試片上刻劃記號再做保護塗裝。 標示所影響的面積應儘量減少，並
10、且建議建立可靠圖形以記錄試片的相對位置及曝露數據。 3.5 試片數目 每次曝露取樣，對不同型態試片所採集的試片個數不得少於 3 個。 對簡單的測試， 3 個試片已經足夠； 若測試之項目複雜，則依統計上之需要決定應多取之試片數量。 3.6 對比與參考試片 在測試中需要額外的試片，以滿足各種測試的對比及參考使用。 3.6.1 對比試片 此試片為曝露 試驗試片之複製品，應儲藏於不受腐蝕的環境（參照第 3.7節），在試片完成曝露測試後，作為物理與機械性質變化的對照。 3.6.2 參考試片 當要測試新材質或改良材質的試 片時，將原（已知）材質的試片與待測試片一同進行曝露，作對照試驗。 3.7 儲存 在儲
11、存未曝露之試片及對比試片時 ，應避免造成試片機械性質的損害或與其他試片接觸；儲藏室須控制溫度，並保持相對濕度在 65%以下；如為敏感 性試片，則必須特別儲藏於乾燥箱或密封於有乾燥劑的塑膠袋中（參照 CNS 13126)。 3.8 試片資料記錄 對每一系列試片，為評估上需要，必須記錄影響腐蝕效應的數據（參照第 8 節） 。4 CNS 14123, Z 7285 紀錄須包含下列各項： (a) 未被覆之金屬試片 化學組成 質量 形狀及大小 表面處理特性 熱處理 基本物理性質（機械、電子或物化特性），以及表面的粗糙度 測試前表面狀況（在大氣長期曝露下，金屬可能改變本身結構） 測試試片的製作方法 金屬表
12、面處理之測試方法 評估金屬的有關標準及商標 評估個別性質之測試方法 測試試片產生的中間物 (b) 金屬被覆層之試片 標明金屬底材 被覆之前的表面處理方法 標明被覆方法及材質 被覆層厚度 被覆層的基本性質，包含測試其性質的方法 (例如孔隙度、硬度、延展性等 ) (c)製品或零件 基本性質資料及測試方法（例如厚度、孔隙度、硬度、延展性等）以及在開始測試前之初試值。 試片狀況可用肉眼觀測記錄，必要時也可照相記錄，並且小心保存。 4. 大氣腐蝕測試場地 4.1 區域的種類 做為大氣腐蝕測試場地須提供： (a) 開放大氣曝露，也就是直接曝露在大氣及大氣汙染情況下，或 (b) 遮蔽曝露，也就是在可免受雨水
13、侵蝕與陽 光照射之處曝露，通常為一屏蔽之下或是在一部分密閉的空間，例如架有百葉窗的小屋，試片可受百葉窗的保護。 由於實施遮蔽曝露的方法包羅萬象 ，主要的是必須把遮蔽的細節以及曝露方式加以清楚記錄。至於其效果因方式不同而有所差異，所以相互之間並不能比較。 4.2 測試場地之要求 所選定之測試場地須提供足夠的測 試區域，供全體試片曝露在所有大氣曝露產生的效應之下。場地如果選在大樓 預定地上、建築物中、樹林裡或某些特殊地形，如河流、湖泊、山谷、洞穴中 ，可能導致不必要的遮蔽或曝露於風、污染源或陽光之中。 除非已考慮人為因素及特殊地形的 影響，並列為測試計畫之一部份，否則測試5 CNS 14123,
14、Z 7285 應避開此種場地及其附近做測試， 若無法避免，則應加以記錄。測試區域中，曝露架要擺放在排水系統良好的地面、碎石地、水泥地、或已鋪上地基 的地面；倘若場地上有低生長性之灌木叢等植物，須控制其生長高度不得超過 0.2 m，以免受該處之溫度與溼度影響。 如果要在測試區周圍使用化學藥品控制植 物生長，一定要做好事前的預防工作，務必防止化學藥品污染試片。 在遮蔽情形下進行大氣腐蝕測試時 ，適當分配各個試片的位置十分重要，應避免曝露試驗進行時對相互鄰近試片造成任何不必要的影響。 4.3 測試場地位置 測試場地應選在可以表現此種材質經常使用之環境。 有兩種選擇測試場地的標準： (a) 永久測試場
15、地可區分為工業區、農業區、都市區和海邊地帶，以可做為當地氣候狀況代表性地區之地方為測試場地。 (b) 暫時性測試場地，只在某一預定時段內進行測試，場地的選擇以會發生特定腐蝕之處為主。 測試場地須可在測試期間供定時觀察、記錄或評估在第 5 節中所規定之環境因素。選擇測試地點最主要的考量在 於該地的環境以及是否易於測試，所以測試地點接近或位於氣象站比較有利。 選擇測試地點最主要的考量因素便在於該地點是否易於檢測。 4.4 場地安全 大氣腐蝕測試場地應有足夠的安全 設備，用來防止偷竊、破壞或其他形式的干擾。在設置護欄或圍籬時，注意不 能影響到測試的正常進行，例如造成部分試片受到遮蔽或遭到雪堆掩埋。
16、4.4.1 曝露架 曝露架的功能在於維持試片可安 全的固定在一定位置上，並避免影響試片之腐蝕行為。曝露架可設計為全曝露或半曝露於大氣中。 曝露架材質可使用金屬或木 材，因其可提供足夠的強度及耐久性。必要時，可在金屬表面塗裝以做為保護。架子也可由已做適當保護之木材來製作。 下述之設計要求在實際製作時， 可依據所處地區地方性資源和材料取得不同而有所差異。 曝露架的空間須足以讓試片的上 下兩面均曝露在大氣情況下，這是為了使試片的向光面與背光面都可測得 數據以作比較。另外要注意到所製作的曝露架不可遮蔽到試片。 試片擺放到曝露架上時，要避免 接觸、遮蓋或影響到其他試片，做好試片與試片之間、試片與曝露架之
17、間 的絕緣，以免導電。隔離墊片應以有固定孔洞且表面具有凹槽之陶瓷或耐 腐蝕之塑膠材質。換言之，要經過絕緣處理過的螺栓和螺釘才可用於固定 試片，試片和固定物所接觸的面積也是越小越好。 6 CNS 14123, Z 7285 曝露架應設計使試片曝露仰角呈 45（ 30是可接受的範圍），或是符合測試計劃中所規定的方位。 曝露架之設計應避免地面濺水或 雨水在架上流動時影響到試片；由於安置曝露架的地點，可能會有積雪的 情形，故試片曝露的最小高度必須考慮避免被地面雨水噴濺及積雪埋沒，因此最小高度不得少於 0.75 m。 曝露架須足夠承載所有試片與試 架的總質量，並可抵抗強風與大雪所帶來的衝擊。而且在強風之
18、下曝露架 也應穩固的立於地面上，試片不能有脫離試架或移動的現象。 在實際情況下，把試片的尺度標 準化或把試片的大小限制在某一範圍是較便利的方法，此方法簡化曝露架的設計與試片的固定。 為保持大氣腐蝕生成物及汙染物 的累積，與防止其被雨水沖走，也可以在有遮蔽措施的情況下做曝露試驗 。遮蔽場所的細部設計由曝露試驗的大氣條件決定。 4.4.2 遮蔽曝露的遮蓋物 受遮蓋的試片，如在傘狀屋頂之下進行試驗，也應被放置於曝露架上。 作為傘狀屋頂的材料為一般屋頂 的材料，此屋頂須傾斜才可以導引水流，而使試片不受外來雨水、屋頂所 滴下的水或由地面噴濺的水影響；此屋頂也要能夠遮蔽部分來自陽光的放射 線。屋頂離地面的
19、最大高度不得超過 3 m，其寬度亦不得超過曝露架邊緣 3 m。 4.4.3 封閉式曝露室 封閉式曝露所使用的百葉窗小屋，其設計須與標準的氣 象觀測站小屋相同，可以確保試片不受大氣環境 汙染或放射線及風的影響，但可以維持空氣流通。百葉窗小屋的牆與門要漆成白色。 百葉窗小屋為威尼斯百葉窗式，葉片是固定的，只能在一定 的範圍內移動，使內外空氣可以互相流通但雨水 卻很難滲透進去。百葉窗小屋之底部至少要高於地面 0.5 m。 百葉窗小屋內部的空間至少要容 納試片擺在曝露架上時所需的大小。在曝露架的設計與試片擺放的位置上 ，注意要使試片之間的空氣流通，以及避免有隱密的死角形成微小的氣象變化。 百葉窗小屋必
20、須放在曝露場的空 地，假如曝露場內有一個以上的百葉窗小屋，則彼此之間以不影響氣候條 件為原則，距離應大於百葉窗小屋高度的兩倍。 5. 測試場地特性 為求更進一步得到腐蝕測試的結果，必須描述測試場地的大氣特性。一般以 CNS 13753 直接測試標準試片的腐蝕速率為準，如果是永久性曝露場，其他來源所收集或量測到的大氣資料也可供參考。 若大氣特性使用其他來源的資料，則要註明其來源，以及其與距 離測試場之大約距離。 描述大氣情況所需的環境資料如下： 7 CNS 14123, Z 7285 氣溫， 相對大氣溼度， % 降雨量，每日公釐數 日照輻射的時間及強度 依據 CNS 13754，二氧化硫沈積率，
21、每日每平方公尺毫克量 (mg/m2 d)或每立方公尺毫克量 (mg/m3)。 依據 CNS 13754，氯化物沈積量，每日每平方公尺毫克量 (mg/m2 d)。通常只適用於海邊之測試場地。 量測項目與其量測頻率如附錄 A 所示。 其他因素，如降雨時間、潤溼時間、風速及風向、雨水 pH 值、氣體量及特殊的汙染物等，皆可依測試條件的要求而加以蒐集量測。 依 CNS 14122，在移去標準試片上的腐蝕生成物之後，才可以進行腐蝕速率的測試。 測試場地大氣特性依 ISO 4226 及 ISO 6879 之規定；濃度量測及沈積速率量測分別依 ISO 4221 及 CNS 13754 之規定。 6. 操作條
22、件 試片之放置依下列之規定。 試片之間不能互相接觸，在測試期間也不能與任何會影響腐蝕的物質接觸。 腐蝕生成物及含有腐蝕生成物之雨水不可滴落至其他試片上。 將試片表面置於易於接近之處。 試片容易拿取。 防止試片掉落（例如被風吹落），或遭到意料之外的汙染及破壞。 所有的試片應曝露在同一狀況下，並且四面通風。 一般而言，戶外曝露測試時，在北半 球試片表面要朝南；南半球試片表面要朝北。若在某些情況下（如海邊）則可 朝其他方位。除非有其他測試規定，試片仰角多採水平 45角（ 30為可允許之範圍）。 在遮蔽曝露下，除非有其他測試規定，試片通常採用水平仰角 0、 30、 45、60、 90曝露。 試片以隨機
23、方式放置在曝露架上。 7. 測試方法 7.1 測試時間 依測試試片的型式和測試目的來決 定測試所經歷的時間與季節。對此種測試而言，大氣腐蝕的速率是非常慢的，故曝露的時程分為 1 年、 2 年、 5 年、 10 年或 20 年，全憑待測金屬或金屬被覆層的抗腐蝕能力而定。在某些情況下總曝露測試時間可以不超過 2 年。 特別注意，尤其是暫時性曝露測試 ，當曝露試驗開始進行時，其結果將因曝露季節的不同而有所不同。一般建議試驗應在腐蝕速率最高的時期（如春、秋季）來進行。 7.2 週期性的觀察檢測 8 CNS 14123, Z 7285 試片應予定期檢視，觀察試片是否 遭到移動；若試片外觀出現重大變化或不
24、正常特徵時，須以書面或照相記錄之 。試片正反兩面均應檢視，以觀察其腐蝕效應之差異。 紀錄應包括任何腐蝕生成物的色澤 、結構及均勻性；以及腐蝕生成物是否因試片之時效而仍附著良好或有剝落傾向。 定期性的檢視有助於儘早決定金屬 或合金的冶金或化學性質是否需要更改，藉以維持材料的快速發展。每次檢測 時也應檢查試片上的記號是否仍可清楚辨識（參照第 3.4 節）。定期檢視也有助於場地安全、維修儀器以及場地設施等的定期監護。 7.3 測試結果評估 評估方法藉由外觀檢視、金相檢查 、質量損失之測定、機械性質的改變或材質特性的表現（例如反射率）等來進行。 試片外觀宜以彩色照相作為紀錄。 應在同曝時段評估（參照第
25、7.1節）腐蝕效應，並在必要時與對比試片做比較。應在曝期過後3個月內測試試片各項值，測試前試片依第3.7節所描述之條件儲存。除非另有規定，否則有屬被覆層之試片依CNS 13402之方法加以評定。 金屬試片在量測其質量損失時，須依 CNS 14122 所規定的方法清洗。 8. 測試報告 測試報告必須包含下列項目： (a) 試片測試資料，包括試片曝露的傾斜度及方向。 (b) 測試場地之描述（參照第 5 節） (c) 參考試片與測試試片的數目 (d) 曝露、取樣及評估的日期 (e) 試片的製備和試片原有性質（參照第 3.8 節） (f) 針對每次測試，均做一次個別的表面 外觀改變之定性描述，如果情況
26、允許，最好附上測試前、測試中及測試後照片。 (g) 腐蝕之定量性評估結果，包括質量損 失、金相檢查、物性變化、蝕孔深度、蝕孔密度及分布，以及使用其它方法所評定的結果。 評估方法與所得結果須清楚敘述，並以相符的圖表呈現。 測試報告中必須討論所有會影響測試結果的問題。 報告可將主要試驗結果做一概要結論。 相對應國際標準： ISO 8565 Metal and alloys Atmospheric corrosion testing General requirements for field tests 9 CNS 14123, Z 7285 考 1. 關鍵字：金屬，合金，腐蝕，測試，腐蝕測試，大
27、氣腐蝕測試，現場腐蝕測試，測試試片，測試條件。 2. 中英名詞對照表 金屬 metals 合金 alloys腐蝕 corrosion 測試 tests 腐蝕測試 corrosion tests 大氣腐蝕測試 atmospheric corrosion tests 現場腐蝕測試 field corrosion tests 測試試片 test specimens 測試條件 test conditions 10 CNS 14123, Z 7285 附錄 A （規定） 大氣曝露之環境因子 環境因子 單 位 測量方式與次數 報告項目 氣溫 連續測試，或一天至少 3 次。 每月平均溫度和年平均溫度 相對溼度 % 連續測試，或一天至少 3 次。 每月平均溼度和年平均溼度 氣溫高於 0且相對溼度大於80%的潤溼時間 h 每月平均時數和年平均時數 降雨量 mm d 每月一次。 每月總降雨量和年總降雨量 空氣中 SO2的氣體濃度 mg m3連續性每月一次。 每月平均濃度和年平均濃度 或 SO2的沈積率 mg (m2 d) 連續性每月一次。 每月平均沈積率和年平均沈積率 氯化物沈積率 mg (m2 d) 連續性每月一次。 每月平均沈積率和年平均沈積率
