"ГОСТ ISO 11844-1-2023. Межгосударственный стандарт. Коррозия металлов и сплавов. Классификация слабоагрессивных сред помещений. Часть 1. Определение и оценка коррозионной агрессивности внутри помещений"
(введен в действие Приказом Росстандарта от 01.11.2023 N 1323-ст)

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

1 ПОДГОТОВЛЕН Ассоциацией "Объединение участников бизнеса по развитию стального строительства" ("Ассоциация развития стального строительства")

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 543 "Защита изделий и материалов от коррозии, старения и биоповреждений"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 июля 2023 г. N 163-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 ноября 2023 г. N 1323-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 11844-1-2023 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2024 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 11844-1:2020 "Коррозия металлов и сплавов. Классификация слабоагрессивных сред помещений. Часть 1. Определение и оценка коррозионной агрессивности внутри помещений" ("Corrosion of metals and alloys - Classification of low corrosivity of indoor atmospheres - Part 1: Determination and estimation of indoor corrosivity", IDT).

ISO 11844-1 подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 156 "Коррозия металлов и сплавов" в сотрудничестве с Техническим комитетом CEN/TC 262 "Металлические и другие неорганические покрытия, в том числе для защиты от коррозии и коррозионных испытаний металлов и сплавов" Европейского комитета по стандартизации (CEN), в соответствии с Соглашением о техническом сотрудничестве между ISO и CEN (Венское соглашение)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 Некоторые элементы настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав

Металлы, сплавы и металлические покрытия подвержены атмосферной коррозии под воздействием влажности воздуха, особенно при совместном воздействии газообразных и твердых веществ атмосферных загрязнений. Данные о коррозионной агрессивности имеют принципиальное значение для выбора метода эффективной защиты от коррозии или для оценки работоспособности металлических элементов изделия.

ISO 9223 классифицирует атмосферную среду по шести категориям коррозионной агрессивности.

Атмосфера внутри помещений с низкой коррозионной агрессивностью - это атмосфера внутри помещений с категориями коррозионной агрессивности C 1 (очень низкая) или C 2 (низкая) в соответствии с ISO 9223.

Классификация в ISO 9223 обширна для некоторых целей в условиях низкой коррозионной агрессивности атмосферы внутри помещений, например, места, где хранятся электронные устройства, сложные технические изделия или произведения искусства и исторические объекты.

Для этих целей необходимо подразделить категории коррозионной агрессивности C 1 (очень низкая) и C 2 (низкая) на категории коррозионной агрессивности внутри помещений, приведенные в настоящем стандарте.

Оценка низкокоррозионной агрессивности атмосферы внутри помещений может быть выполнена путем прямого определения коррозионного воздействия на выбранные металлы (см. ISO 11844-2) или путем измерения параметров окружающей среды (см. ISO 11844-3), которые могут вызывать коррозию металлов и сплавов.

В настоящем стандарте описаны общие процедуры получения и оценки категорий коррозионной агрессивности атмосферы внутри помещений.

Цель настоящего стандарта состоит в том, чтобы охарактеризовать внутреннюю атмосферную среду с низкой коррозионной агрессивностью, которая может воздействовать на металлы и металлические покрытия во время хранения, транспортирования, установки или эксплуатации, определить последовательный способ классификации коррозионной среды в помещении и предписать процедуры для получения и оценки категории коррозионной агрессивности внутри помещений.

Общий подход к классификации коррозионной агрессивности атмосфер помещений изображен на схеме, представленной на рисунке 1.

Настоящий стандарт устанавливает классификацию атмосферы внутри помещений низкой коррозионной агрессивности.

Стандарт определяет эталонные металлы, для которых коррозионное воздействие после определенного периода воздействия используется для определения категорий коррозионной агрессивности внутренней атмосферы с низкой коррозионной агрессивностью.

Стандарт определяет категории коррозионной агрессивности атмосферы внутри помещений в соответствии с коррозионным воздействием на стандартные образцы.

Настоящий стандарт указывает на важные параметры внутренней атмосферы, которые могут служить основой для оценки коррозионной агрессивности внутри помещений.

Выбор метода определения коррозионного воздействия, описание стандартных образцов, условия воздействия и оценка приведены в ISO 11844-2. Измерение параметров окружающей среды, влияющих на коррозию внутри помещений, приведено в ISO 11844-3.

В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ISO и IEC поддерживают терминологическую базу данных, используемую в целях стандартизации по следующим адресам:

- платформа онлайн-просмотра ISO: доступна по адресу /template/go.php?url=https://www.iso.org/obp;

- Электропедия IEC: доступна по адресу /template/go.php?url=https://www.electropedia.org/.

3.1 климат (climate): Статистика температуры, влажности, атмосферного давления, ветра, осадков и других метеорологических элементов в данном месте за длительный период времени.

[EN 15759-1:2011, пункт 3.1]

3.2 атмосфера (atmosphere): Смесь газов, аэрозолей и частиц, окружающая данный материал, объект или структуру.

3.3 внутренняя атмосфера (indoor atmosphere): Окружающая среда [совместное воздействие климата (3.1) и атмосферы (3.2)] внутри коробки, комнаты или здания.

3.4 микроклимат (microclimate): Климат (3.1) небольшой территории, отдельных помещений, части здания и т.д., который может отличаться от общего региона.

3.5 температурно-влажностный комплекс (temperature-humidity complex): Совместное воздействие температуры и относительной влажности на коррозионную агрессивность атмосферы (3.10).

[ISO 9223:2012, пункт 3.4]

3.6 время воздействия влажности (time of wetness): Период, когда металлическая поверхность покрыта адсорбционной и/или жидкой пленкой электролита, способной вызывать атмосферную коррозию.

[ISO 9223:2012, пункт 3.5]

3.7 загрязнение атмосферы (atmospheric pollution): Наличие специфических коррозионно-активных веществ, газов или взвешенных частиц в воздухе (как природного происхождения, так и в результате деятельности человека).

3.8 коррозионная система (corrosion system): Система, состоящая из одного или нескольких металлов и тех частей окружающей среды, которые влияют на коррозию.

[ISO 8044:2020, пункт 3.4, изменено - примечание 1 к записи удалено]

3.9 коррозионная агрессивность (corrosivity): Способность среды вызывать коррозию металла в данной коррозионной системе (3.8).

[ISO 8044:2020, 3.14]

3.10 коррозионная агрессивность атмосферы (corrosivity of atmosphere): Способность атмосферы вызывать коррозию в данной коррозионной системе (3.8).

Пример - Атмосферная коррозия данного металла или сплава.

[ISO 9223:2012, пункт 3.1, изменено - добавлен пример]

IC - внутренняя коррозия (indoor corrosivity);

r_corr - скорость коррозии, полученная по результатам измерения потери массы после воздействия в течение одного года;

r_mi - скорость увеличения массы после воздействия в течение одного года.

Коррозионная агрессивность внутренней атмосферы может быть классифицирована либо путем определения коррозионного воздействия на эталонные образцы выбранных стандартных металлов, как указано в разделе 6, либо, если это невозможно, путем оценки коррозионной агрессивности, основанной на данных условий влажности, температуры и загрязнения, как описано в разделе 7 и приложениях B, C и D.

Оценка коррозионной агрессивности, как описано в 7.2 и приложениях C и D, может привести к неправильным выводам. Поэтому настоятельно рекомендуется осуществлять определение коррозионной агрессивности путем измерения коррозионного воздействия на стандартных образцах.

Для целей настоящего стандарта атмосферу внутри помещений подразделяют на пять категорий коррозионной агрессивности, обозначаемых от IC 1 до IC 5. Классификация приведена в таблице 1.

Определение коррозионной агрессивности внутренней атмосферы основано на измерениях коррозионного воздействия на стандартные образцы из пяти эталонных металлов после выдержки в течение одного года в соответствии с ISO 11844-2. По потере массы или увеличению массы по таблице 2 определяют категорию коррозионной агрессивности внутри помещения для каждого металла.

В помещениях, где все условия (температура, влажность, загрязненность воздуха) меняются только в пределах +/- 5% от среднего значения, период экспозиции образцов допускается сократить до одного месяца. Желательно, чтобы измерения в течение данного месяца проводились в наиболее агрессивный период года.

Металлы дополняют друг друга в классификации коррозионной агрессивности внутри помещений для данной среды.

Характеристики окружающей среды информативны и позволяют оценить специфические коррозионные эффекты отдельных металлов и металлических покрытий.

Серия стандартов ISO 16000 посвящена измерениям воздуха внутри помещений, описывающим стратегию отбора проб, включая условия, которые необходимо соблюдать для конкретных веществ или групп веществ, например, зависимость концентраций загрязняющих веществ в воздухе помещений от влажности или температуры воздуха или других воздействий. ИСО 16000-1:2004 (таблица A.1) обобщает наиболее важные типы внутренней среды и дает примеры источников, которые в них встречаются. Список, безусловно, не является исчерпывающим из-за большого количества возможностей. ISO 16000-1:2004 (таблица B.1) показывает источники загрязнителей воздуха внутри помещений и наиболее важные выбрасываемые вещества. В ISO 16000-1:2004 (таблица C.1) перечислены часто обнаруживаемые вещества и их возможные источники. Серия стандартов ISO 16000 не распространяется на все загрязнители воздуха внутри помещений, вызывающие коррозионную агрессивность атмосферы внутри помещений.

Методы определения характеристик и измерения параметров окружающей среды внутри помещений приведены в ISO 11844-3.

Этот метод оценки коррозионной агрессивности во многих случаях чрезмерно упрощен и может давать вводящие в заблуждение результаты.

Оценка коррозионной агрессивности основана:

- на климатических воздействиях (внешняя обстановка, включая загрязнение);

- влиянии микроклимата внутри помещения;

- загрязненности помещения газообразными и твердыми частицами.

Коррозионная агрессивность атмосферы внутри помещения увеличивается с повышением влажности и зависит от типа и уровня загрязнения.

Важными характеристиками являются частота изменения относительной влажности (RH) и температуры (T) в интервалах, а также частота и время образования конденсата.

Среда внутри помещений редко бывает статической, поскольку концентрация любого вещества может постоянно изменяться в зависимости от силы источника, деятельности человека, скорости вентиляции, внешних или внутренних климатических условий, химических реакций и возможных поглотителей (например, сорбция поверхностями и мебелью). Кроме того, состав воздуха в помещении может различаться внутри помещений и между ними и быть менее однородным, чем наружный воздух, окружающий здание.

Атмосфера внутри помещений загрязняется компонентами из внешних и внутренних источников. Типичными загрязняющими веществами являются SO₂, NO₂, O₃, H₂S, Cl₂, NH₃, HCl, HNO₃, Cl^-, , органические кислоты, альдегиды и частицы (см. приложение B). Из-за постоянного обмена между внутренним и наружным воздухом, вызванного процессами инфильтрации и вентиляции, может быть важно дополнить измерения внутреннего воздуха одновременным измерением наружного воздуха [по возможности на том же уровне (этаже) здания]. Пробы наружного воздуха следует отбирать в непосредственной близости от здания, но не ближе 1 м. При проведении таких измерений следует помнить о возможности возникновения вертикальных градиентов концентрации, например, для компонентов выхлопных газов автомобилей в уличных каньонах.

Воздухообмен в здании, будь то механическая вентиляция, естественная вентиляция или инфильтрация, может оказывать значительное влияние на внутреннюю атмосферу. Модель, оценивающая концентрацию внутри помещений и осаждение загрязняющих веществ, поступающих извне, была получена для стационарного соотношения различных газообразных загрязнителей в зданиях внутри помещения/на улице (I/O), как представлено в формуле

где C_i - концентрация загрязняющих веществ внутри помещения, мкг·м^-3;

C_o - концентрация загрязняющих веществ на открытом воздухе, мкг·м^-3;

n - кратность воздухообмена, в·ч^-1;

v_d - скорость осаждения, м·ч^-1;

A - площадь внутренней поверхности помещения, м²;

V - объем помещения, м³.

Типичное соотношение I/O для диоксида серы составляет примерно 0,50. Типичное соотношение I/O для диоксида азота находится в диапазоне от 0,60 до 0,80. Существуют исключения: на объектах с низкой скоростью воздухообмена или с химической фильтрацией воздуха соотношение I/O может быть меньше 0,10. Соответствующие отношения концентраций I/O для озона показывают ту же тенденцию, с типичным отношением I/O ниже 0,7, а половина отношений I/O даже ниже 0,20.

В условиях помещений летучие органические кислоты, такие как муравьиная кислота (HCOOH), уксусная кислота (CH₃COOH) и пропионовая кислота (CH₃CH₂COOH), могут оказывать значительное влияние на коррозионную агрессивность внутри помещений. Карбоновые кислоты присутствуют в атмосфере из-за антропогенных и/или биогенных загрязнений воздуха, выхлопных газов автомобилей, сжигания биомассы для бытового и промышленного отопления, растительности, органических покрытий или возникают из океанов. Другим источником может быть фотохимическое окисление органических веществ в воздухе или в воде.

На коррозию многих металлов значительное влияние оказывает синергетический эффект различных загрязняющих веществ.

Металлы и металлические покрытия имеют свои собственные специфические коррозионные свойства в атмосфере внутри помещений (см. приложение C).

7.2.1 Характеристика окружающей среды, обобщенная в руководстве (см. приложение D), формирует основу для оценки коррозионной агрессивности внутри помещений. Описание типичных сред, связанных с оценкой категорий коррозионной агрессивности внутри помещений, представлено в таблице D.3.

7.2.2 Важные факторы внутренней коррозии определяются как самые высокие уровни измеренных параметров окружающей среды и как описание других и специфических воздействий окружающей среды, влияющих на коррозию металлов внутри помещений.

7.2.3 Определение категорий коррозионной агрессивности внутри помещений показано в таблицах 2 и 3.

Примечание 1 - Спецификация стандартных образцов из углеродистой стали, цинка, меди, серебра и свинца, а также процедуры оценки изменения массы приведены в ИСО 11844-2.

Примечание 2 - Измерения скорости коррозии путем определения потери массы стандартных образцов (см. таблицу 2) предпочтительно использовать для более высоких категорий коррозионной агрессивности внутри помещений. Кроме того, в атмосферах, где ожидается сильное осаждение частиц, предпочтительным является определение потери массы.

Примечание 3 - Приблизительное соотношение между категориями коррозионной агрессивности в настоящем стандарте и уровнями жесткости в ANSI/ISA-S71.04-1985 приведено в приложении A.

Примечание 4 - Верхний предел категории коррозионной агрессивности IC 3 примерно соответствует верхнему пределу категории коррозионной агрессивности C 1 в соответствии с ISO 9223.

Примечание 5 - Верхний предел категории коррозионной агрессивности IC 5 примерно соответствует верхнему пределу категории коррозионной агрессивности C 2 в соответствии с ISO 9223.

ISO 9223, IEC 60654-4:1987 (приложение B) и ANSI/ISA S71.04-1985 включают определение скорости коррозии для классификации условий окружающей среды.

ISO 9223 выделяет категории коррозионной агрессивности, основанные на коррозии углеродистой стали, цинка, меди и алюминия, выраженной в виде потери массы после одного года воздействия.

IEC 60654-4:1987 (приложение B) классифицирует реактивность окружающей среды, измеряя толщину коррозионной пленки на меди после 30 дней воздействия.

ANSI/ISA S71.04-1985 выделяет уровни опасности, основанные на коррозии меди, измеряемой как толщина коррозионной пленки после 30 дней воздействия.

Для сравнения этих систем классификации были выбраны показатели коррозии для меди, поскольку медь является единственным металлом, общим для всех стандартов. Все скорости коррозии были приведены к одной и той же единице. Показатели коррозии, приведенные в стандартах, сначала выражаются как увеличение массы. Затем для стандартов для IEC и ISA прирост массы после 30 дней воздействия расширялся в один год. Корреляция между 30 днями и одним годом воздействия графически представлена на рисунке A.1. Графическое представление основано на выражениях, приведенных в стандартах IEC и ISA.

Примечание - Экстраполяция во времени не очень надежна и при низких скоростях коррозии совершенно невозможна.

На рисунке A.2 сравниваются системы классификации различных стандартов. Сравнение основано на скорости коррозии меди при предположении, что CuO, Cu₄SO₄(OH)₆ и Cu₂S являются преобладающими продуктами коррозии. Показатели скорости коррозии, приведенные в стандартах, были преобразованы в увеличение массы меди после одного года воздействия.

Основными факторами коррозии в атмосфере внутри помещений являются температурно-влажностные характеристики и загрязнение газообразными и твердыми веществами. Важность влияния влажности и температуры невозможно выразить просто и последовательно через время воздействия влажности, определенное в ISO 9223.

Тип атмосферы внутри помещения может существенно влиять на уровень каждого атмосферного параметра, а также на его распределение. Концентрации загрязняющих веществ, как правило, ниже во внутренней среде, за исключением случаев внутренних источников загрязнения.

Основные характеристики внутренних атмосферных сред в отношении коррозии металлов и различных способов их эксплуатации следующие.

a) Температура, влажность и их изменения не могут быть получены непосредственно из наружных условий и зависят от цели использования внутреннего пространства в некондиционируемых атмосферных условиях.

b) Перенос загрязнений на открытом воздухе зависит от способа и степени укрытия или от контролируемых условий в атмосферных средах внутри помещений (фильтрация, кондиционирование).

c) Последовательное накопление частиц и увеличение проводимости отложений водных экстрактов может изменить коррозионную агрессивность внутри помещений при более длительном воздействии.

d) Трудно определить относительно ограниченный набор решающих факторов коррозии и уровни их важности в атмосферных условиях внутри помещений. Одна из причин этого заключается в том, что металлы проявляют специфическую чувствительность к отдельным факторам окружающей среды.

Помимо выбросов, образующихся снаружи объектов, окружающую среду внутри помещений загрязняют вещества, образуемые:

- выбросами, состоящими из строительных материалов и материалов, используемых для отделки и оборудования интерьеров;

- присутствием человека, т.е. продуктами метаболизма, в том числе формальдегидом, муравьиной кислотой, уксусной кислотой, масляной кислотой, ацетоном, аммиаком, углекислым газом, сероводородом, водяным паром, микробами и т.д.;

- деятельностью человека, т.е. продукцией, связанной с эксплуатационной и производственной деятельностью.

Коррозионное поведение важных технических металлов указано в таблице C.1.

Оценка коррозионной агрессивности внутри помещений основана на знании характеристик влажности, температуры и загрязнения окружающей среды. Коррозионное влияние этих параметров обычно взаимозависимо.

Общее описание внутренней атмосферной среды, касающееся условий труда, является первым шагом в процедуре характеристики окружающей среды.

Методы измерения параметров окружающей среды, влияющих на коррозионную агрессивность внутри помещений, указаны в ISO 11844-3.

Типы внутренней атмосферной среды включают в себя:

- производственное помещение, музей, церковь, лабораторию и т.д.;

- отапливаемые, неотапливаемые, кондиционированные помещения;

- вентилируемые помещения, без вентиляции;

- сезонные колебания;

- специфические воздействия.

Важными температурными характеристиками являются:

- средняя температура (месячная, сезонная, годовая);

- минимальная и максимальная температура (месячная, сезонная, годовая);

- уровень средней температуры (см. таблицу D.1);

- характер изменения температуры (плавные, резкие, случайные).

Предпочтительный период измерения составляет один год или один месяц для каждого годового сезона. Более короткие периоды должны охватывать типичные сезонные или эксплуатационные ситуации. Более короткий период следует использовать в помещениях с постоянной температурой (например, внутри помещений с кондиционированием воздуха).

Важными характеристиками относительной влажности являются:

- средняя влажность (месячная, сезонная, годовая);

- минимальная и максимальная влажность (месячная, сезонная, годовая);

- время с относительной влажностью в заданном интервале;

- уровень средней относительной влажности (см. таблицу D.2).

Предпочтительный период измерения составляет один год или один месяц для каждого годового сезона. Более короткие периоды должны охватывать типичные сезонные или эксплуатационные ситуации. Более короткий период следует использовать в помещениях с постоянной относительной влажностью (например, внутри помещений с кондиционированием воздуха).

Следует учитывать комбинированное влияние температуры и относительной влажности на коррозионную агрессивность внутри помещений. Комплекс температура-влажность, характеризуемый временем увлажнения, выраженный в соответствии с определением в ISO 9223, не является хорошим соответствующим источником информации для оценки коррозионной агрессивности внутри помещений. Некоторые примеры времени влажности в помещении приведены в таблице D.3. Непрерывные измерения температуры и влажности дают данные для расчета частоты и времени образования конденсата. Колебания температуры и влажности, особенно при высокой влажности, могут привести к образованию конденсата.

Уровни, указанные в таблице D.4, являются справочными и основаны только на систематических измерениях в различных атмосферных условиях внутри помещений. Другая информация для характеристики загрязнения внутри помещений включена в приложение B.

Эффект загрязнения внутренней коррозионной агрессивности атмосферы специфичен для отдельных металлов и является взаимозависимым (комбинация загрязняющих веществ, влияние влажности и температуры). Коррозионное поведение основных металлов во внутренней среде приведено в приложении C.

Приведенные загрязняющие вещества часто встречаются в одной и той же ситуации, и их уровни отражают некоторый синергетический эффект между газами. Данные значения указаны для окружающей среды, где относительная влажность ниже 50%. Можно ожидать увеличения уровня коррозии на каждые 10% повышения RH выше 50%, а также при каждой скорости изменения RH более чем на 6% в час.

Другие газообразные загрязнители (Cl₂, формальдегид, уксусная кислота) могут влиять на коррозионную агрессивность внутри помещений в определенных микроклиматах.

Рекомендуется, чтобы оценка уровня загрязняющих веществ основывалась на измерениях за один год или один месяц для каждого годового сезона. Более короткие периоды должны охватывать типичные сезонные или эксплуатационные ситуации. Более короткий период следует использовать в помещениях с постоянной относительной влажностью (например, в помещениях с кондиционированием воздуха).

Другие характеристики переносимых по воздуху загрязнителей в помещениях могут представлять собой определение скорости осаждения частиц, анализ водных экстрактов отложений частиц или продуктов коррозии, а также анализ слоев продуктов коррозии. Эти значения могут быть очень полезны при оценке опасности коррозии.

Обзор качественной и количественной информации (см. D.1 - D.5) о среде внутри помещений формирует основу для оценки коррозионной агрессивности внутри помещений. Описание типичных сред, связанных с коррозионной агрессивностью внутри помещений, приведено в таблице D.5.