ICS 77.060 CCS H 25
T
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中华人民共和国国家标准
GB/T41493.1—2022/IS019097-1:2018
阴极保护用混合金属氧化物阳极的
加速寿命试验方法第1部分：应用于混凝土中
Accelerated life test method of mixedmetal oxide anodes for cathodic
protection—Part 1 :Application in concrete
(ISO19097-1:2018,IDT)
2022-11-01实施
2022-04-15发布
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T 41493.1—2022/IS0 19097-1:2018
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 可第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T41493《阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法》的第1部分。 GB/T41493已经发布了以下部分：
第1部分：应用于混凝土中；一第2部分：应用于土壤和自然水环境中。 本文件等同采用ISO19097-12018《阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法 第1
-
部分：应用于混凝土中》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本文件起草单位：中国船舶重工集团公司第七二五研究所、冶金工业信息标准研究院、国家管网集
团联合管道有限责任公司西部分公司、青岛钢研纳克检测防护技术有限公司、北京科技大学。
本文件主要起草人：辛永磊、许立坤、侯捷、田子健、李相波、赵康、杨朝晖、李晓刚、李振军、孟超、 杜翠薇。
I GB/T 41493.1—2022/IS0 19097-1:2018
引言
GB/T41493《阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法》是全国钢标准化技术委员会金属和合金的腐蚀分技术委员会（以下简称“委员会”）负责制订的腐蚀试验方法标准之 - GB/T41493旨在规范阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法，加速寿命试验结果可用于比较不同金属氧化物阳极材料的耐久性，并评估阳极在额定电流输出时是否满足设计预期寿命的要求。
GB/T41493由两部分构成。
第1部分：应用于混凝土中。目的在于规范在混凝土环境中阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法。 第2部分：应用于土壤和自然水环境中。目的在于规范在土壤和自然水环境中阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法。
对未经委员会书面授权获认可的其他机构对标准的宣贯或解释所产生的理解歧义和由此产生的任何后果，本委员会将不承担任何责任。
I GB/T41493.1—2022/ISO19097-1:2018
阴极保护用混合金属氧化物阳极的
加速寿命试验方法第1部分：应用于混凝土中
1范围
本文件规定了在混凝土环境中阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法。加速寿命试验结果可用于比较不同金属氧化物阳极材料的耐久性，并评估阳极在额定电流输出时是否满足设计预期寿命的要求。
本文件也适用于其他埋设在混凝土中的外加电流阳极系统，可通过适当的改进装置来固定不同几何形状的阳极。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO679水泥试验方法强度的测定（Cement-Testmethods-Determinationof strength）注：GB/T17671—2021水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（ISO679：2009，MOD) ISO8044金属和合金的腐蚀术语（Corrosionofmetalsandalloys—Vocabulary）注：GB/T10123—2022金属和合金的腐蚀基本术语和定义（ISO8044：2020，IDT)
3术语和定义
ISO8044界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
混合金属氧化物阳极mixedmetaloxideanode 在钛基体上涂覆混合金属氧化物导电涂层而构成的外加电流阴极保护用辅助阳极。 注：阴极保护用金属氧化物阳极最常用的涂层为氧化铱和氧化钼的混合物，涂层具体成分可变化。
3.2
加速寿命acceleratedlife 混合金属氧化物阳极在规定试验介质中大电流密度下加速试验时的寿命。 注：以混合金属氧化物阳极失效前的总试验时间作为加速寿命。
3.3
槽压cellvoltage 单个电解池（槽)中阳极和阴极之间的电压差。
3.4
电荷密度chargedensity 施加电流密度与工作时间的乘积。
1 GB/T41493.1—2022/ISO19097-1:2018
3.5
纹波系数ripple 由不完全滤波或直流发电机中的换向器作用引起的，直流电源输出中的交流分量。
4试验方法
4.1原理
混合金属氧化物阳极加速寿命试验是在特定的模拟环境中，对阳极施加远高于正常工作条件的大电流密度进行电解试验，该试验可有效缩短阳极失效的时间。
本文件包括了两种用于评估阳极材料的试验方法。 试验方法A用于评估混合金属氧化物阳极材料是否满足预期寿命要求。在实际工程的初始阶段，
可能会出现阳极被误接到电源负极的情况或其他原因引起的电流反向。因此，在后续测试之前应进行一段时间的电流反向测试，以确保阳极能够在短暂的电流反向中仍正常工作。
试验方法B是一项更快速的测试，以确保从特定批次抽取的阳极材料样品是合格的。仅对已通过了方法A测试并达到了要求设计寿命的产品进行该项试验。 4.2试验溶液 4.2.1一般要求
如果以混凝土作为试验电解质，在施加大电流条件下测试会导致混凝土过早失效，因此，加速寿命试验应在水溶液中进行。以下条款给出了试验方法A中模拟混凝土电解质和试验方法B中测试溶液的制备和使用。所有使用的化学品均为分析纯，水为蒸馏水或去离子水。每次试验都应采用新配制的溶液。 4.2.2氯化钠溶液
将30.0g士0.1g氯化钠加人1.0L容量瓶中，加人约500mL的蒸馏水或去离子水，搅拌至氯化钠晶体完全溶解，继续加人蒸馏水或去离子水直至达到容量瓶1.0L标记处，配制得到浓度为30g/L的氯化钠溶液。溶液应彻底混合均匀。
对处于海洋或氯离子污染环境下的桥墩、桩基等钢筋混凝土结构施加阴极保护时，混合金属氧化物阳极会暴露在含有氯离子的溶液中，因此，选用氯化钠溶液来模拟上述环境，以测试混合金属氧化物阳极的耐析氯反应能力。 4.2.3氢氧化钠溶液
将40.0g士0.1g氢氧化钠缓慢加人装有约500mL蒸馏水或去离子水的1.0L容量瓶中，搅拌至氢氧化钠完全溶解。反应过程中会产生大量热量。继续加人蒸馏水或去离子水直至接近容量瓶1.0L 标记处，然后待其冷却至室温。最后添加蒸馏水或去离子水到.1.0L标记处，配制得到质量浓度为 40g/L的氢氧化钠溶液。溶液应彻底混合均匀。
在新建钢筋混凝土结构中，电解质溶液具有高pH值，并且受氯离子污染程度较轻，这种情况下阳极表面主要发生析氧反应。该溶液用于模拟新建钢筋混凝土内部实际环境，测试阴极保护用金属氧化物阳极的抗析氧反应能力。 4.2.4模拟混凝土孔隙溶液
将26.3g±0.1g氢氧化钠、10.74g土0.1g氢氧化钾、34.35g±0.1g氯化钾和2.15g±0.01g 2 GB/T41493.1—2022/ISO19097-1:2018
氢氧化钙加人装有1.0L的蒸馏水或去离子水的烧杯中，搅拌至固体试剂完全溶解，配制得到模拟混凝土孔隙溶液。所用模拟孔隙溶液中各组分的质量分数如下：
a)0.20%Ca(OH)2; b)3.20%KCl; c)1.00%K0H; d)2.45%Na0H; e）93.15%蒸馏水或去离子水。 天然石英砂(270μm～380μm)应符合ISO679的要求，在电极和鲁金毛细管安装就位后，电解池
应首先填充足够的石英砂以完全覆盖阳极，然后加人模拟孔隙溶液排去砂中空气并填充电解池的其余部分。
在固化的钢筋混凝土结构中，与埋设的金属氧化物阳极真正接触的电解质为混凝土内部毛细孔内的溶液。该模拟混凝土孔隙溶液可测试氧化物阳极耐受实际浓度孔隙溶液各组分及其可能协同作用的能力。在电极周围填充细小的石英砂消除了对流混合作用，可测试氧化物阳极在非常接近实际混凝土工况环境下运行的耐受能力。 4.2.5其他试验溶液
试验方法B所用的电解液组成应适于促进阳极发生析氧反应，应有适宜的离子浓度以保证溶液具
有足够高的电导率，从而避免对电源的电压要求过高。
可选择使用的溶液如下： a)1mol/LH2SO; b)1mol/LNazSO4; c）180g/LNazSO，并采用4.9g/LHzSO使溶液pH值保持在1。
4.3试验装置
4.3.1试验电解池应采用1.0L玻璃烧杯，顶部装有橡胶塞用以固定电极并减少空气接触。在保证电极在测试期间始终被电解液浸没的前提下，也可使用其他尺寸的玻璃烧杯。阳极和阴极之间的间隙应约为50mm。在橡胶塞上位于两电极的中间位置开孔以安装长排气管，使排出的反应气体远离电极电连接接头。该孔也可用于固定电流反向测试阳极和测量电位用的鲁金毛细管。在橡胶塞上还应开有合适的孔以便测量溶液的pH值。附录A所示为一典型的测试电解池装置，其上配备有带鲁金毛细管的参比电极以测量阳极的电位， 4.3.2测试用阳极试样的表面积应达到2000mm，阳极表面积的计算应包括埋设时与混凝土接触的所有活性表面。阳极试样应焊接在直径约1.6mm，长约203mm钛棒的两个点上，焊点位置如图A.1 所示。钛棒作为导电载体。对于其他类型的阳极，应根据阳极制造商的建议采用合适的连接方式。采用直径1mm带绝缘层的铜导线和带有钳口的铜弹簧夹，将阳极连接到电源的正极（电流反向测试期间应连接到电源负极）。 4.3.3阴极应采用直径12.7mm，长200mm的钛棒，也可使用具有足够表面积的其他形状阴极如钛板。阴极也可用其他惰性材料如铂、锯和锆等。通过橡胶塞安装固定，阴极底端距电解池底部约 10mm。采用直径1mm带绝缘层的铜导线和带有钳口的铜弹簧夹，将阴极连接到电源的负极（电流反向测试期间断开连接）。 4.3.4在进行电流反向测试时，需要一个额外的阳极。该阳极应与寿命测试用阳极试样完全相同，称作为电流反向(CR)阳极。CR阳极应安装在阴极棒和寿命测试用阳极中间的位置。在进行电流反向试验期间，应采用置径1mm带绝缘层的铜导线和带有钳口的铜弹簧夹或类似的紧固件将CR阳极连接到电源的正极。在正常的寿命测试阶段，CR阳极应当从电解池中移除。
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