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大气环境球墨铸铁件防腐技术规范

Anti-corrosion technical specification for spheroidal graphite cast iron under atmospheric environment

ICS分类号:

中国标准分类号:

主起草单位:新疆金风科技股份有限公司; 上海海隆赛能新材料有限公司

牵头机构:中国铸造协会风电铸件分会

项目状态:发布

立项时间:2022-03-09

标准情况说明
目的、意义或必要性

目的:球墨铸铁具有优良的力学性能,广泛应用于机械制造、电力、化工、冶金、造船和国防等领域,发挥着极其关键的作用。然而,常规球墨铸铁自身的防腐性能有限,需要采用合适的方法对其进行防腐保护,才能确保其在多种复杂环境中的长效应用。但目前没有针对于大气环境球墨铸铁的防腐标准,因此本标准的目的是建立大气环境球墨铸铁的防腐标准,提升铸铁的防腐技术规范,促进铸铁材料高质量的发展。

意义:目前,国内还没有制定针对大气环境球墨铸铁防腐的国标、行业或团体标准,部分应用行业防腐标准中,对涉及铸件部分也是依循于普通碳钢防护方案,配套和测试适应性不足。许多应用部门对球墨铸铁的防腐特性了解不足,需要有科学的技术标准作为工程设计、招标、验收的技术依据。因此,制定大气环境球墨铸铁防腐标准,对于规范球墨铸铁的防腐设计,提高球墨铸铁结构的安全质量,促进先进制造和绿色制造,提高行业的高质量发展和技术进步有着重要的意义。

必要性:目前没有针对于大气环境球墨铸铁的防腐标准,铸铁防腐主要依随于普通碳钢的防腐方案。但在实际应用中铸铁的防腐与碳钢防腐有较大的差异,在防腐中经常遇到采用普通碳钢防腐方案防护不足,造成铸铁防腐提早失效、或采用同类型涂料应用时,发生大面积闪锈或其它缺陷等现象。究其原因,主要是因为铸铁的防腐与碳钢防腐有如下的差异:1)相比于碳钢,铸铁的成分更为复杂(铁、碳、硅、锰、硫、微量元素等),基体多相组织也更为复杂(铁素体、奥氏体、石墨和少量渗碳体等),不同成分和不同的相组织的电极电位互不相同,腐蚀环境下容易形成众多的腐蚀微电池,腐蚀应力显著大于碳钢基材;2)球墨铸铁在电解质中的腐蚀机理主要是电化学腐蚀,高电位石墨球作为阴极,低电位的铁素体等其他组织作为阳极,其腐蚀形式主要为点蚀,腐蚀从石墨球附近区域开始,形成蚀孔,再向四周扩散;而普通碳钢的材质较为均匀,主要为全面均匀腐蚀,相较于均匀腐蚀,点蚀扩展快,形成的蚀孔对铸铁组织破坏更具有隐蔽性和危害性,也更难防治;3)表面形态粗糙度差异:普通碳钢表面较为平整,冲砂等表面处理后粗糙度不高;而铸铁表面冲砂后通常结构粗糙,横截面波峰波谷明显,不利于涂料覆盖。因此,球墨铸铁件直接采用碳钢防腐方案有较大风险和隐患,加之多数球墨铸铁件为结构重要或核心部件,安全和质量要求更值得关注。

范围和主要技术内容

本标准规定了:本文件规定了大气环境下球墨铸铁件的防腐涂装体系设计、防腐涂装技术要求、检验方法、检验规则和验收要求。

本标准适用于:本文件适用于大气环境下球墨铸铁件的防护涂装,其它相似应用环境也可参考本标准。本文件不适用于浸泡、埋地及高温环境球墨铸铁件的防护涂装。

国内外情况简要说明

1.国内外对该技术研究情况说明:球墨铸铁是重要的工程材料,在国内外各领域应用广泛,中国也是最主要的球墨铸铁件加工和出口大国。尽管球墨铸铁件的防腐涂装一直在进行,但目前关于球墨铸铁件针对性的防腐研究较为有限,部分主要停留在科研阶段,如溅射镀膜、基材元素改性等。其中,用于埋地环境的球墨铸铁管件的防腐研究应用指导相对于其它应用环境略多,如国内及美国水工工程协会推荐采用内衬水泥基材料保护球墨铸铁管用于水质的输送;在防腐材料方面有欧洲标准《EN 15189:2006 球墨铸铁管、管件及附件聚氨酯外涂层 要求和试验方法》以及国标《GB/T 24596-2009 球墨铸铁管和管件 聚氨酯涂层球墨铸铁管聚氨酯涂层》、《GB/T 34202-2017 球墨铸铁管、管件及附件 环氧涂层(重防腐)》等标准。但针对大气腐蚀环境球墨铸铁件专用的防腐标准目前还没有,目前各行业中主要还是按照各自历史使用习惯或完全采用碳钢防腐方案进行球墨铸铁件的防腐,因此,球墨铸铁件的防腐较为混乱,也造成了一些质量事故。风电、化工、军工、设备制造等行业是重要的球墨铸铁件使用行业。各行业在防腐涂装使用过程中也积累了不少宝贵的应用经验,如采用高渗透环氧涂料替代传统使用富锌涂层体系,不仅更适合球墨铸铁件基材表面,而且成本显著节约;如球墨铸铁件主表面不宜采用无机富锌涂料等。这些应用经验也会在本标准中进行综合参考和结合球墨铸铁件实际情况加以应用。

2.与国内相关标准间的关系:目前,国内还没有制定针对大气环境下球墨铸铁防腐的国标、行业或团体标准,部分应用行业防腐标准中,对部分涉及铸件部位防腐主要是依随于主体普通碳钢防护方案,配套和测试适应性不足,今后在制定本标准过程中,将适当参考相关行业相关防腐内容。

3.相关国际标准或国外先进标准情况:目前,国外还没有制定针对大气环境下球墨铸铁防腐的国际标准。

4.对相关国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:该标准项目没有对应的国际标准或国外先进标准可以直接采用。大气环境分类及部分性能测试参考和引用了最新的ISO 12944标准。

项目实施计划

起草阶段:2021年11月1日至2022年3月10日

征求意见阶段:2022年3月10日至2022年4月4日

审查阶段:2022年4月5日至2022年7月4日

报批阶段:2022年7月5日至2022年10月5日

起草单位
  • 起草单位:新疆金风科技股份有限公司; 上海海隆赛能新材料有限公司
  • 起草单位:新疆金风科技股份有限公司; 上海海隆赛能新材料有限公司

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