GB/T 18570.8-2005 / ISO 8502-8:2001 涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的評(píng)定試驗(yàn) 第8部分: 濕氣的現(xiàn)場(chǎng)折射測(cè)定法

范圍
GB/T 1857 的本部分規(guī)定了涂覆涂料前鋼材表面因水的凝結(jié)而形成濕氣的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定法。
本方法適用于平的或稍彎曲的水平面和垂直面，不適用于暴露在如雨水或凝露等滴水的表面。
本方法可檢測(cè)到的zui低表面濕氣(水)的密度為4g/m²。顯著低于這個(gè)密度的準(zhǔn)確測(cè)定見"精密度"。

原理
在鋼材表面某一部分，以乙二醇和水的渾合物為溶劑，用Bresle法(見 GB/T 18570.6- 2005)從表面移取濕氣(通常由空氣中的水分凝結(jié)而成)。移取前后，用折射儀測(cè)量乙二醇與水的混合物中乙二醇的折射值，計(jì)算出表面濕氣(水)的密度。

試劑
水
至少應(yīng)為 ISO 3696:1987 規(guī)定的3級(jí)純度的水。
乙二醇
乙二醇為分析純。

儀器
玻璃瓶
玻璃瓶容積為50mL，具有磨口玻璃塞。
膠貼袋
若無其他要求，膠貼帶取 GB/T 18570.6-2005 中4.1規(guī)定的型號(hào)A-1250。
磁性板
磁性板與膠貼袋中空腔形狀相同。
塑料刷
塑料刷為釘子型或其他相似類型。
有刻度的注射器
若無其他要求，注射器容積為1mL。
便攜式折射儀
折射儀具有測(cè)量范圍的刻度，用來測(cè)量溶液中zhi定成分的含量。
本部分規(guī)定的試驗(yàn)步驟中，使用了一種稱為Brix儀的常規(guī)儀器，該儀器用來測(cè)量水溶液中的蔗糖濃度，最小刻度間隔應(yīng)與不超過0.2%的蔗糖濃度值一致，其量程至少應(yīng)覆蓋30%~50%濃度值的范圍。
當(dāng)在非蔗搪水溶液中使用時(shí)，如本試驗(yàn)，Brix儀會(huì)顯示一個(gè)與被測(cè)溶液濃度成正比的讀數(shù)，即為水中乙二醇的濃度。
通常，該型號(hào)折射儀的刻度用Brix單位，1Brix單位相當(dāng)于溶液中蔗糖含量1%。Brix單位不是國際單位制單位。

步驟
試樣面的制備
選擇一塊試驗(yàn)區(qū)域，若所選鋼材表面足夠清潔，能確保膠貼袋粘貼牢固，則不需進(jìn)行下面的操作。
將磁性板放人鋼材表面試驗(yàn)區(qū)域的被選范圍。
注: 為避免磁片從表面吸收濕氣，宜使用一種帶邊的磁片(約與試驗(yàn)面積相同)，其邊緣只夜蓋試驗(yàn)表面的很小部分(約20%)。由于本方法的精密度要求，上述覆蓋對(duì)評(píng)定的結(jié)果影響很小。
用塑料刷刷去磁性板周圍試驗(yàn)表面松散的雜質(zhì)(灰塵、銹跡等)，清理出一塊約12mm寬的區(qū)域。
移去磁性板。
去除膠貼袋的保護(hù)紙和開空腔的材料。
在鋼材表面上壓緊膠貼袋，使膠貼袋的空腔恰好覆蓋在磁性板覆蓋過的試驗(yàn)面上。將膠貼袋的黏性邊粘貼到干凈區(qū)域，確保粘貼牢固。
溶劑的制備
將適當(dāng)體積的水(如10mL)和適當(dāng)體積的乙二醇(如20mL)倒入玻璃瓶中來制備溶劑。塞上瓶塞，搖晃，使其混合。
注: 建議比例綜合權(quán)衡而定，若乙二醇多，將提高溶劑粘度，若水量多，將降低靈敏度。
折射儀準(zhǔn)備
每次測(cè)量前，檢查折射儀的棱鏡是否清潔和干燥。
從瓶中移取約3滴溶劑到折射儀上，記錄其讀數(shù)n₀，單位為百分?jǐn)?shù)(%)。此讀數(shù)與溶劑中乙二醇的初始濃度成正比。
從鋼材表面移取濕氣(水)
將溶劑抽入注射器中，然后注回玻璃瓶，重復(fù)此操作2遍，總共3次。
若無其他要求，將1mL溶劑抽入注射器。
將注射器針頭插入彈性薄膜和鋼材表面的空腔內(nèi)，注意使針頭僅穿過彈性泡沫體并且僅從膠貼袋的上邊緣插入。按 GB/T 18570.6 -2005 的規(guī)定將溶劑注入空腔內(nèi)。
保持注射器針頭呈插入狀態(tài)5min，每1min內(nèi)至少注入抽回2遍。最后，將含有所移取濕氣的溶劑抽回注射器中。
折射儀測(cè)定
將抽回到注射器中的溶液約3滴滴到折射儀上，并記錄讀數(shù)n₁，單位為百分?jǐn)?shù)(%)，此讀數(shù)與溶液中乙二醇的最終濃度成正比。

結(jié)果表述
經(jīng)過"折射儀測(cè)定"的測(cè)量，表面濕氣(水)的密度ρ_A，單位為克每平方米(g/m²)，按公式(1)計(jì)算:
注; 公式中帶入轉(zhuǎn)化后的數(shù)值，即每一個(gè)數(shù)量都應(yīng)該表示為數(shù)值乘以相應(yīng)單位的形式，不是國際單位制單位，轉(zhuǎn)化為國際單位制單位。

式中:
m ——從膠貼袋空腔頂蓋的表面移取的濕氣(水)的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g)；
A  ——試驗(yàn)面積的數(shù)值，單位為平方米(m²)；
公式(1)中的m按公式(2)計(jì)算:

式中:
ρ_H2O——濕氣(水)的密度(等于1000kg/m³)；
?V ——從表面移取濕氣(水)的體積的數(shù)值，單位為立方米(m³)；
按"折射儀準(zhǔn)備"規(guī)定，折射儀的讀數(shù)與乙二醇的濃度成正比。得出公式(3):

式中:
V ——"從鋼材表面移取濕氣(水)"使用的溶劑體積的數(shù)值，單位為立方米(m³)；
n₀——"折射儀準(zhǔn)備"中折射儀的讀數(shù);
n₁——"折射儀測(cè)定"中折射儀的讀數(shù)。
由公式(1)、公式(2)、公式(3)，得到ρ_A，單位為千克每平方米(kg/m²)，按公式(4)計(jì)算:

示例: 若V=1mL，A=1250mm²，則按公式(5)計(jì)算:

式中ρ_A的單位為千克每平方米(kg/m²)(國際單位制單位)。
公式(5)得出的數(shù)值乘以10³，得出以克每平方米(g/m²)為單位的ρ_A。
公式(5)得出的數(shù)值乘以10₂，得出以毫克每平方厘米(mg/cm2)為單位的ρ_A。
若取不同體積的溶劑，則在公式(4)中代入不同的V 值，得出類似公式(5)的公式。
圖1繪出按3個(gè)不同計(jì)算公式得到的3條直線。


精密度
測(cè)定的準(zhǔn)確度取決于幾個(gè)因素，如溫度的變化或所用溶劑中存在的可溶性雜質(zhì)。不溶性雜質(zhì)不會(huì)明顯影響折射儀的讀數(shù)，若有，也非常小，且已標(biāo)明。然而，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，除折射儀的分辨率外，大多數(shù)參數(shù)的變化對(duì)總體準(zhǔn)確度的影響可忽略不計(jì)。
顯然，Brix儀的分辨率等于或高于其刻度間隔，即n₀和n₁讀數(shù)的偏差不大于±0.1%。因此，可確定n_o-n₁的偏差不大于±0.2%。使用特定的溶劑和通常情況下遇到的表面濕氣量，即ρ_A≤60g/m²，經(jīng)驗(yàn)顯示，n₁≈40。按公式(4)，可計(jì)算出ρ_A，其值在±4g/m²之間。
此準(zhǔn)確度意味著當(dāng)使用1mL溶劑和型號(hào)為A-1250的膠貼袋做試驗(yàn)時(shí)，可確定的zui低表面濕氣(水)的密度為4g/m²。
若使用一半溶劑(0.5mL)和雙倍尺寸的膠貼袋(A-2500)時(shí)，可測(cè)定的zui低表面濕氣(水)的密度為ρ_A=1g/m2。使用比普通Brix儀準(zhǔn)確度更高的折射儀，例如: 具有數(shù)碼顯示功能的折射儀和另外一種與"溶劑的制備"中所備溶劑相比本質(zhì)上能更大程度地降低其折射指數(shù)的已知濕氣(水)含量的溶劑，可測(cè)定更低的濕氣(水)的密度。


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