ГОСТ 9.902-81

ГОСТ 9.902-81 ЕСЗКС. Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний на коррозионную агрессивность

ГОСТ 9.902-81 Группа Т99 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР Единая система защиты от коррозии и старения Материалы полимерные Методы ускоренных испытаний на коррозионную агрессивность Unified system of corrosion and ageing protection. Polymeric materials. Accelerated test methods for corrosivity Дата введения 1982-01-01 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 6 февраля 1981 г. N 550 ПЕРЕИЗДАНИЕ июнь 1987 г. с Изменением N 1 утвержденным в июне 1986 г. ИУС 9-86 Настоящий стандарт устанавливает методы ускоренных исследовательских и контрольных испытаний на коррозионную агрессивность полимерных материалов. Стандарт не распространяется на жидкие полимерные материалы и полимерные материалы применяемые в агрессивных средах. 1. МЕТОД I 1.1. Сущность метода заключается в определении концентрации ионов хлора сульфат-ионов и рН водной вытяжки из полимерного материала. Метод применяют для определения коррозионной агрессивности полимерных материалов по отношению к металлам кроме титана и его сплавов высоколегированных коррозионностойких сталей и благородных металлов . 1.2. Отбор образцов 1.2.1. Для приготовления пробы берут навеску полимерного материала массой 100 г из 10 мест каждой партии материала. Пробу для испытаний готовят измельчением полимерного материала до получения частиц проходящих без остатка через сетку N 1 и остающихся на сетке N 05 по ГОСТ 3826-82. 1.2.2. Пробы полученные по п.1.2.1 смешивают. Среднюю пробу массой 200 г отбирают ручным способом квартованием. 1.3. Аппаратура и реактивы Приспособление для измельчения. Сетки N 1 и 05 по ГОСТ 3826-82. Весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности по ГОСТ 24104-80 с наибольшим пределом взвешивания 200 г. Электроплитка бытовая по ГОСТ 14919-83. Колба коническая мерная лабораторная исполнения 1 номинальной вместимостью 500 см по ГОСТ 25336-82. Цилиндр мерный лабораторный исполнения 1 номинальной вместимостью 250 см по ГОСТ 1770-74. рН-метр с пределом допускаемой основной погрешности ±0 05%. Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-Н-57. Холодильник стеклянный лабораторный по ГОСТ 25336-82. Пипетки 1-го класса точности исполнения 5 номинальной вместимостью 2 и 5 см и исполнения 7 номинальной вместимостью 25 см по ГОСТ 20292-74. Стаканы стеклянные лабораторные по ГОСТ 25336-82. Колбы мерные лабораторные 1-го класса точности исполнения 2 номинальной вместимостью 25 и 200 см по ГОСТ 1770-74. Пробирки из прозрачного кварцевого стекла по ГОСТ 19908-80. Уголь активированный осветляющий по ГОСТ 4453-74. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72 дважды перегнанная. Бумага фильтровальная марки Ф по ГОСТ 12026-76. Калий хлористый по ГОСТ 4234-77 х.ч. Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75 х.ч. 0 1%-ный раствор по массе . Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 х.ч. 10%-ный раствор по массе . Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74 х.ч. Барий хлористый по ГОСТ 4108-72 х.ч. 10%-ный раствор по массе . Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 х.ч. раствор 0 1 моль/дм. Измененная редакция Изм. N 1 . 1.4. Подготовка к испытанию 1.4.1. Из измельченной средней пробы взвешивают шесть навесок массой 15 г. Три навески служат для определения концентрации ионов хлора и сульфат-иона три - для определения рН водной вытяжки. 1.4.2. Для испытаний используют дистиллированную воду с рН 6 5-6 8. 1.5. Проведение испытаний 1.5.1. Каждую из трех навесок предназначенных для определения концентрации ионов хлора и сульфат-иона помещают в сухую коническую колбу на шлифе вместимостью 500 см. В каждую колбу вносят по 250 см дважды перегнанной дистиллированной воды и добавляют по 2 г активированного угля. 1.5.2. Колбы с водой и навесками устанавливают на электроплитку покрытую асбестом и присоединяют на шлифе к обратному холодильнику с водяным охлаждением. Содержимое колбы доводят до кипения и кипятят в течение 3 ч встряхивая через каждые 30 мин. 1.5.3. Колбы охлаждают до температуры 20±5 °С отсоединяют от холодильника и содержимое фильтруют через беззольный фильтр дважды промытый дистиллированной водой в коническую колбу вместимостью 250 см. Колбу закрывают притертой пробкой. Измененная редакция Изм. N 1 . 1.5.4. Каждую из трех навесок предназначенных для определения рН водной вытяжки обрабатывают в соответствии с пп.1.5.1-1.5.3 без добавления в колбу активированного угля. 1.5.5. Определение концентрации ионов хлора в растворах полученных по п.1.5.3 проводят аргентометрическим методом с помощью нефелометрирования. Калибровочную кривую зависимости оптической плотности от концентрации ионов хлора в растворе строят в соответствии с ГОСТ 9.039-74. Допускается определение концентрации ионов хлора в растворах другими методами погрешность которых не превышает ±0 00001%. В мерную колбу вместимостью 25 см вносят 15 см раствора полученного по п.1.5.3 добавляют 4 см 10%-ного раствора азотной кислоты 4 см 1%-ного раствора азотнокислого серебра и доводят бидистиллятом объем до метки. Раствор перемешивают и через 10-15 мин в кювете с рабочей толщиной слоя 20 мм измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре при зеленом светофильтре N 10. По величине оптической плотности с помощью калибровочной кривой вычисляют массовую концентрацию иона хлора в анализируемом растворе. 1.5.6. Определение сульфат-иона в растворах полученных по п.1.5.3 проводят методом основанным на образовании опалесценции сернокислого бария при взаимодействии ионов бария с сульфат-ионом и последующем сравнении со стандартной шкалой. Допускается определение концентрации сульфат-ионов в растворах другими методами погрешность которых не превышает ±0 00001%. 1.5.6.1. Для построения стандартной шкалы в мерной колбе вместимостью 200 см растворяют в дистиллированной воде 0 0363 г сернокислого калия. Тщательно перемешивают и доводят дистиллированной водой объем до метки. Массовая концентрация полученного стандартного раствора составит 0 1 мг/см. 1.5.6.2. Ряд стандартных растворов состав которых приведен в таблице служит стандартной шкалой для определения массы сульфат-иона. Содержимое пробирок Номера пробирок 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Стандартный раствор см 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 10 Бидистиллят До 5 см Масса сульфат-иона мг 0 0 01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 0 09 0 1 1.5.6.3. В отдельную пробирку с притертой пробкой наливают 5 см анализируемого раствора полученного по п.1.5.3. После того как стандартная шкала и проба приготовлены во все пробирки приливают по 1 см раствора 0 1 моль/дм соляной кислоты и 10%-ного раствора хлористого бария. Содержимое пробирок встряхивают и через 8-10 мин сравнивают анализируемый раствор со стандартной шкалой. 1.5.7. Определение рН водной вытяжки из полимерного материала проводят на растворах полученных по п.1.5.4. 1.6. Обработка результатов 1.6.1. Массовую долю ионов хлора в водной вытяжке из полимерного материала в каждой из навесок в процентах вычисляют по формуле где - массовая концентрация ионов хлора в растворе взятом для нефелометрирования мг/см; - навеска материала г; 41 7 - коэффициент. 1.6.2. Массовую долю сульфат-ионов в водной вытяжке из полимерного материала в каждой из навесок в процентах вычисляют по формуле где - масса сульфат-иона определяемая по стандартной шкале мг; - навеска материала г; 5 - коэффициент. 1.6.3. 3а массовую долю ионов хлора сульфат-ионов и рН водной вытяжки из полимерного материала принимают среднее арифметическое значение трех определений. 1.6.4. Полимерный материал считают коррозионно-агрессивным при массовой доле ионов хлора в водной вытяжке более 0 02% и или массовой доле сульфат-ионов - более 0 05% и или рН менее 6 0 или более 8 5. 1.6.5. Если полимерный материал не является коррозионно-агрессивным по методу I то определение коррозионной агрессивности полимерного материала проводят по методу II III или IV. 1.6.6. Результаты испытаний заносят в протокол. 1.7. Требования безопасности 1.7.1. Метеорологические условия уровень звукового давления уровни звука и содержание вредных примесей в рабочей зоне помещений для испытаний не должны превышать норм установленных СН-245-71 утвержденных Госстроем СССР. 1.7.2. Требования безопасности труда - по ГОСТ 12.1.007-76 и ГОСТ 12.2.007.0-75. 1.7.3. Требования пожарной безопасности - по ГОСТ 12.1.004-85. 2. МЕТОД II 2.1. Сущность метода заключается в сравнении коррозионных разрушений металла подвергнутого в герметичном объеме воздействию максимальной температуры эксплуатации в присутствии измельченного полимерного материала с коррозионными разрушениями металла подвергнутого такой же обработке без полимерного материала. 2.2. Отбор образцов 2.2.1. Испытания проводят на плоских металлических образцах размерами 50х100 мм толщиной 1-3 мм изготовленных по той же технологии что и изделие и подготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ 17332-71. 2.2.2. В одном из углов каждого образца сверлят отверстие диаметром 3 мм и взвешивают образец на лабораторных весах с погрешностью не более ±0 0002 г. Измененная редакция Изм. N 1 . 2.2.3. Для испытаний применяют четыре металлических образца. 2.2.4. Время между подготовкой металлических образцов и помещением их в герметичные контейнеры не должно превышать 3 ч. 2.3. Аппаратура и материалы 4 герметичных контейнера внутренним диаметром 130 мм и высотой 200 мм с крючком и крышкой из нержавеющей стали и фторопластовой прокладкой. Термостат обеспечивающий температуру равную максимальной рабочей температуре полимерного материала в изделии с погрешностью ±2 °С. Чашка фарфоровая N 3 по ГОСТ 9147-80. Весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности по ГОСТ 24104-80 с наибольшим пределом взвешивания 200 г. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72. Измененная редакция Изм. N 1 . 2.4. Подготовка к испытаниям 2.4.1. Из средней пробы полученной по п.1.2 отбирают две навески по 40 г каждая; взвешенные с погрешностью ±0 01 г. 2.4.2. В одну фарфоровую чашку помещают навеску в другую - навеску и 1 см дистиллированной воды в третью - 1 см дистиллированной воды. 2.4.3. На дно первого контейнера помещают фарфоровую чашку с навеской и дистиллированной водой. Металлический образец подвешивают к крючку на нихромовой проволоке так чтобы он не касался стенок контейнера и фарфоровой чашки. Контейнер герметично закрывают. 2.4.4. На дно второго контейнера помещают фарфоровую чашку с дистиллированной водой подвешивают металлический образец контрольный по п.2.4.3 и контейнер герметично закрывают. 2.4.5. На дно третьего контейнера помещают фарфоровую чашку с навеской полимерного материала подвешивают металлический образец по п.2.4.3 и контейнер герметично закрывают. 2.4.6. В четвертый контейнер подвешивают металлический образец контрольный по п.2.4.3 и контейнер герметично закрывают. 2.5. Проведение испытаний 2.5.1. Все четыре герметично закрытых контейнера устанавливают в термостат при температуре равной максимальной рабочей температуре полимерного материала в изделии. В случае если в изделии материал работает при температуре окружающего воздуха то температура испытаний равна 70±2 °С. Продолжительность испытаний при максимальной рабочей температуре должна быть равна времени работы полимерного материала в изделии при этой температуре но не более 30 сут. 2.5.2. Испытания проводят непрерывно. Время вынужденных перерывов не должно превышать 3 сут и в общую продолжительность испытаний не засчитывается. 2.5.3. По окончании испытаний контейнеры охлаждают до комнатной температуры извлекают из них металлические образцы и осматривают. 2.6. Обработка результатов 2.6.1. Оценку коррозионных разрушений металлических образцов проводят по ГОСТ 9.908-85 или ГОСТ 9.076-77. 2.6.2. Предназначенный для работы в замкнутом объеме полимерный материал считают коррозионно-агрессивным если металлические пластинки испытанные в контейнерах по пп.2.4.3 и 2.4.5 поражены коррозией больше чем металлические пластинки испытанные в контейнерах по пп.2.4.4 и 2.4.6 соответственно. 2.6.3. Определение коррозионной агрессивности полимерных материалов предназначенных для работы в незамкнутом объеме независимо от результатов испытаний по методу II проводят методом III или IV. 2.7. Требования безопасности - по п.1.7. 3. МЕТОД III 3.1. Сущность метода состоит в попеременном воздействии на образцы конденсационной влаги и ее высушивании. Метод применяют для испытаний полимерных материалов предназначенных для эксплуатации в условиях конденсации влаги. 3.2. Образцы для испытаний 3.2.1. Для испытаний применяют плоские образцы металла размерами 50х100 мм или 100х150 мм толщиной 1-3 мм изготовленные по той же технологии что и изделие и подготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 9.908-85. Время между подготовкой металлических образцов и соединением их с полимерным материалом в сборку не должно превышать 3 ч. 3.2.2. Образцы полимерного материала перед образованием контактов с металлом тщательно протирают марлей смоченной авиационным бензином ГОСТ 1012-72 или этиловым спиртом ГОСТ 18300-72 а затем сухой марлей и просушивают на воздухе в течение 3 ч. После подготовки образцов их разрешается брать только за торцы в хлопчатобумажных перчатках. 3.2.3. Из образцов полимерного материала и металлических образцов готовят сборку для испытаний по чертежу и контрольную сборку состоящую только из металлических образцов. Образцы полимерного материала и металла входящие в сборку должны иметь одинаковые размеры. Конструкция сборок должна обеспечивать постоянное усилие прижатия полимерного материала к металлу например с помощью ключа с регулируемым крутящим моментом. Между металлическими пластинками сборки и образцами испытываемого металла прокладывают бруски сечением 5х5 мм из конструкционного коррозионно-неагрессивного материала. 3.2.4. Для испытаний образцов имитирующих контакт полимерного материала с металлом в изделии осуществляемый сваркой склейкой совместным отверждением вулканизацией и т.п. контакты получают по технологии соответствующей их получению в изделии а толщина полимерного материала должна соответствовать его толщине в изделии но не более 10 мм. 3.3. Аппаратура Термостаты или климатические камеры из коррозионно-неагрессивных материалов обеспечивающие поддержание температуры от 5 до 60 °С например камера термоциклирования марки КТЦ-0 025 с погрешностью ±2 °С. Устройство для скрепления образцов схема которого приведена на чертеже. 1 - образцы металла; 2 - образцы полимерного материала; 3 - брусок 5х5 мм из коррозионно-неагрессивного материала например из титанового сплава марки ОТ 4-1 по ГОСТ 19807-74; 4 - металлическая пластина струбцины; 5 - пружина по ГОСТ 13770-68; 6 - шайба по ГОСТ 11371-78; 7 - гайка по ГОСТ 5915-70; 8 - болт по ГОСТ 7798-70. 3.4. Подготовка к испытаниям 3.4.1. Составляют программу испытаний в которой указывают состав и способ подготовки образцов полимерного материала и металла способ образования контактов между полимерным материалом и металлом а также необходимое количество вариантов сборок. 3.4.2. Образцы полимерного материала и металла комплектуют в сборки. Усилие прижатия полимерного материала к металлу в сборке должно соответствовать усилию прижатия его в изделии. 3.4.3. Сборки маркируют несмываемой краской или прикрепляют к ней тонкой нихромовой проволокой бирку из коррозионно-неагрессивных материалов. 3.4.4. В термостатах устанавливают: в первом - температуру 5±2 °С; во втором - температуру 22±3 °С и относительную влажность воздуха не ниже 60%; в третьем - температуру 50±2 °С. Сборки устанавливают в термостаты или климатические камеры таким образом чтобы образцы имели вертикальное положение по короткому торцу. Стекание конденсата на образцы с элементов конструкции камеры а также с образцов расположенных выше не допускают. В одной климатической камере или термостате проводят испытания только одного варианта сборок или контрольной сборки. Загрузка аппаратуры сборками должна быть не более чем на 20% объема. Расстояние между сборками а также между сборками и стенками камеры должно быть не менее 10 мм. 3.5. Проведение испытаний 3.5.1. Испытания проводят циклами. Цикл испытаний включает последовательную выдержку сборок при температуре 5±2 °С в течение 30 мин при температуре 22±3 °С и относительной влажности воздуха не ниже 60% в течение 1 ч при температуре 50±2 °С в течение 1 ч. 3.5.2. Испытания проводят в климатической камере или последовательно в трех термостатах. Проводят 180 циклов. 3.5.3. Если оценку коррозионных разрушений проводят не сразу после испытаний сборки хранят в условиях исключающих дальнейшее развитие коррозии: температура 22±2 °C относительная влажность воздуха не более 40%. 3.5.4. Разъединяют сборки полимерного материала с металлом. Если контакт между полимерным материалом и металлом получают сваркой склейкой или совместной вулканизацией закладные детали покрытия и т.п. слой полимерного материала фрезеруют или строгают с последующим растворением полимерного материала или клеевого подслоя в соответствии с рекомендуемым приложением. 3.6. Обработка результатов 3.6.1. Оценку коррозионных разрушений металлических образцов проводят по ГОСТ 9.908-85 или ГОСТ 9.076-77. 3.6.2. Выводы о коррозионной агрессивности полимерного материала делают на основании сравнения коррозионных разрушений металлических образцов контактировавших и не контактировавших с полимерным материалом в процессе испытаний. 3.6.3. Полимерный материал не считают коррозионно-агрессивным по отношению к данному металлу в случае если на металлических образцах испытанных в контакте с полимерным материалом коррозии нет или имеется слабый отпечаток армирующего материала или потускнение поверхности. Полимерный материал считают коррозионно-агрессивным по отношению к данному металлу в случае если на любом из металлических образцов испытанных в контакте с полимерным материалом имеются более значительные коррозионные разрушения по сравнению с контрольным образцом металл-металл имеющим наименьшее коррозионное разрушение. 3.7. Требования безопасности - по п.1.7. 4. МЕТОД IV 4.1. Сущность метода состоит в попеременном воздействии на образцы повышенной относительной влажности воздуха и повышенной температуры. Метод применяют для испытаний полимерных материалов предназначенных для эксплуатации в условиях высокой относительной влажности воздуха до 95±3 %. 4.2. Образцы для испытаний - по п.3.2. Испытывают по две сборки каждого варианта по пп.3.2.3 и 3.2.4. 4.3. Аппаратура Камера климатическая или термостаты обеспечивающие поддержание температуры в рабочем объеме: до 145 °C с погрешностью ±1 °С от 150 до 249 °С с погрешностью ±2 °С от 250 до 400 °С с погрешностью ±3 °С. Устройство для скрепления образцов схема которого приведена на чертеже. Эксикаторы по ГОСТ 25336-82. 4.4. Подготовка к испытаниям - по п.3.4. 4.5. Проведение испытаний 4.5.1. Испытания проводят циклами. Цикл испытаний включает выдержку сборок при температуре от 15 до 30 °С и относительной влажности воздуха 95±3 % в течение 6 5 и 0 5 сут при предполагаемой максимальной температуре эксплуатации или 60 °С. 4.5.2. Две сборки полимерного материала с металлом и две контрольные сборки помещают раздельно в климатические камеры или эксикаторы при температуре от 15 до 30 °С и относительной влажности 95±3 % и выдерживают в течение 6 5 сут. Затем одну сборку полимерного материала с металлом помещают в термостат при предполагаемой максимальной температуре эксплуатации полимерного материала другую - в термостат при температуре 60 °С. Контрольные сборки помещают в два других термостата при тех же температурах. Сборки выдерживают 0 5 сут. 4.5.3. Проводят восемь циклов испытаний. 4.6. Обработка результатов - по п.3.6. Выводы о коррозионной агрессивности полимерного материала делают на основании коррозионных разрушений металлических образцов контактировавших и не контактировавших с полимерным материалом испытывавшихся в одинаковых условиях. 4.7. Требования безопасности - по п.1.7. ПРИЛОЖЕНИЕ Рекомендуемое МЕТОД УДАЛЕНИЯ КЛЕЕВОГО ПОДСЛОЯ И ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА С ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА Сущность метода состоит в растворении или размягчении полимерного материала и клеевого подслоя в растворителе например в циклогексаноне при нормальной температуре или температуре кипения растворителей и их удалении с поверхности металла. 1. Аппаратура посуда и реактивы Установка для размягчения полимерного материала или клеевого подслоя в растворителе; бачок из нержавеющей стали с отверстием диаметром 130 мм закрывающейся крышкой на резьбе с прокладкой из фторопласта емкостью 2 дм; холодильник обратный по ГОСТ 25336-82; штатив лабораторный; электроплитка по ГОСТ 14919-83; шланг резиновый; растворитель; силикагель марки ШСМГ по ГОСТ 3956-76. 2. Подготовка и проведение испытаний В бачок помещают механически обработанные в соответствии с п.3.5.4 испытуемые образцы и по одному контрольному образцу исследуемого металла наливают растворитель до такого уровня чтобы образцы полностью покрывались растворителем. Бачок с помощью резинового шланга подсоединяют к обратному холодильнику укрепленному на штативе и ставят на электроплитку. Тепловую обработку сборок проводят при температуре кипения растворителя в течение 5-20 ч в зависимости от вида клеевого подслоя полимерного материала до полного их размягчения. Образцы вынимают из бачка и удаляют размягченный слой клея или полимерного материала с помощью марлевого тампона или деревянной пластины. Очищенные от клея и остатков полимерного материала образцы металла промывают в чистом растворителе затем в воде и просушивают. До оценки коррозионной агрессивности просушенные образцы металла помещают в эксикатор с просушенным силикагелем марки ШСМГ по ГОСТ 3956-76. Текст документа сверен по: официальное издание М.: Издательство стандартов 1987