1、 1 国家 标准 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 编制说明 一、 工作简况 1.任务背景 近几年，国内外热水器市场的 不断 扩大， 促进 了 热水器用镁阳极的应用市场 的发展 。现行使用的镁合金牺牲阳极 GBT 17731-2015 增加了该产品。 为 顺应市场 发展 2016 年 在轻标委的组织下制定了 电热水器用镁合金牺牲阳极 标准 ，该标准 对热水器阳极 进行 了 详细 分类 并地 规定了 各种阳极 的技术要求 、试验方法、检验规则 等内容。 关于热水器阳极 电化学性能的的 试验方法 两个标准 都 规定 执行 GB/T 24488。但 GB/T 24488 没有规定热水器阳 极的取样和
2、制样，导致大家取样制样 产生偏差 ，因此有必要对 GB/T 24488 进一步 修订 ， 规范检测标准 从而 减少 测量偏差。 另外标准中有些 条款 规定不 符合产品现状 需要改进。 2.任务来源 根据全国有色金属标准化技术委员会 轻 金属分技术委员会 2016年 9月 6日 -8日 在 上海组织 召开 的 任务落实会 ， 淄博德源金属材料 有限公司 等 单位 负责 GB/T 24488-2009 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 修订工作 。 标准性质为推荐性行业标准。项目起止时间为2016 年 2018 年，技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会。 3. 起 草单位情况、主要工作过程、
3、标准主要起草人及所做的工作 3.1 起草单位情况 淄博德源金属材料有限公司 是以 中国科学院海洋 研究 所 、 山东省科学院材料所、山东理工大学和 哈尔滨工业大学 为技术依托 成立的 ， 是以阴极保护和镁合金材料为主的研发、设计、生产、施工的综合性企业。 公司 注册资金壹仟万元，占地 26600 平方米 ， 通过 了 IS9001 质量管理体系认证 、ISO14001:2004 环境管理体系认证及 OHSAS18001:2007 职业健康安全管理 体系认证。 现有员工 86 人，其中院士 1 人，博士 3 人，高级工程师 3 人，技术人员 10 人。 拥有自己的企业技术中心，现在被山东镁产业科
4、技创新战略示范联盟纳入理事单位，并成立山东科学院材料研究所汽 车轻量化镁合金材料工程技术研究德源中心。今年正在申报院士工作站。 公司 主要 生产 镁、铝、锌合金牺牲阳极 系列 防腐产品 、 镁合金材料及深加工产品。防腐系列产品年可生产 2000 吨 。 埋地和海洋防腐阳极 主要应用于石油管道、天然气管道、 桥梁、港口、船舶、海底管线、钻井平台的阴极保护 ， 为中海油、中石油、中交一航局供应商 ； 热水器防腐 阳极 主要产品出口美国、欧洲、印度、越南等几十个国家和地区， 国内 是 海尔、美等的 热水器防腐产品的主要 供应商。 镁合金材料及深加工产品 年 产 500 多 吨，主要 是 镁合金管、棒
5、、型、线、 板、带材广泛应 地 用于军工和航空航天等工业领域。 3.2 主要工作过程 根据任务落实会议的精神， 淄博德源金属材料 有限公司 接到项目任务后，由质量管理部负责，组织技术 部 及市场部人员共同组成标准编制小组，通过多种渠道广泛收集生产厂家、用户和贸易商对 GB/T 24488-2009 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 的 修改 意见，同时参照 ASTMG97最新版本 。本着实事求是、科学严谨的态度主要进行了如下工作： 3.2.1 收集、分析 镁合金热水器阳 极 的相关资料，汇总近年来生产、市场及用户对产品的反馈意见。 调研的单位与专家如下： 海尔 集团 开 发部 赵晓勇 部长 沟
6、通 调研了海尔 电化学的测试 情况， 并收集了海尔热水器阳极标准 ， 格力 集团技术部赵燕工程师沟通了电化学测试方法， 美国 GA 公司沟通了热水器阳极测试方法 ，美国 3N 公司进厂检验 进行 调研 。 3.2.2 对国内部分 热水器阳极生产 厂家 和 研究机构 的电化学性能检测 进行调研。 以及收集对2 标准检测中的反馈意见 。 调研的单位与专家如下： 山东科学院新材料所 唐守秋所长、 周吉学 博士、 宏泰科技技术经理王鲁东、山东理工大学教授崔红 卫 （正在研究牺牲阳极电化学性能的课题） 、 北京有色研究院工程师韩莉、北京有色院电化学性能检测室 （有检测质资） 季红 高工 、 山东银光钰源
7、集团的王前进 工程师 等。 3.2.3 总结反馈意见 起草标准草案，并组织内部进行讨论，完成标准正式草案 。 二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据 1.标准编制原则 1.1 本标准格式按照 GB/T1.1-2000 标准要求编写，并符合行业标准编写模板的要求。 1.2 本着积极采标、 创新发展 的原则。 1.3 在编制的过程中，始终遵循满足市场需求、技术内容合理、分析方法可行的原则，以目前主要 生产厂家水平及用户使用反馈为主要制定依据。 2. 确定标准主要内容的依据 2.1 主要依据客户 与生产商检测要求 及 检测经验 来制定。 2.2 参照 ASTM G97-1997（ R2013） 镁
8、牺牲阳极试样实验室评定为地下应用的标准测试方法 2.3 修订的标准应有利于产品的进出口，同时起到规范市场的作用。 2.4 修订的标准应切实可行，具有可操作性。 2.5 修订标准应充分考虑生产厂家、用户和贸易商的意见和建议。 三、标准主要内容的确定 本标准与 GB/T 24488-2009镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 标准 （以下简称原标准）相比主要作了如下修改。 1 前言 删去了“ 本标准修改采用美国材料与试验协会标准 ASTM G 97-1997（ 2002） 用于地下的镁牺牲阳极的试验室评价方法 ， 为方便对照，在附录 A 中列出了本标准的章条和对应的ASTM G 97-1997（ 2
9、002） 章条的对照表 ”以符合编写要求。前言说明了主要的修改内容， “ 增加了 电热水器用 镁 合金牺牲阳极 的取样； 增加了 电热水器用 镁 合金牺牲阳极 的制样； 增加了镁 合金牺牲阳极 理论电容量的计算； 进行了 编辑性整理 。” 2 标准 1.2 改为“ 本标准适用于以饱和硫酸钙和氢氧化镁试验电解液模拟长期处于石膏 -膨润土 -硫酸钠填充料【其典型成份为：石膏（ CaSO4 2H2O， 75%） + 膨润土（ 20%） + 硫酸钠（ 5%）】环境下镁合金牺牲阳极 （以下简称埋地阳极） 电化学性能的测试。 淡水中使用的电热水器用镁合金牺牲阳极（以下简称热水器阳极）可以 参照 该测试方法
10、。 ” ， 说明 “ 镁合金牺牲阳极简称埋地阳极” ,“ 淡水中使用的电热水器用镁合金牺牲阳极（以下简称热水器阳极）可以 参照 该测试方法 ” 。 3 原标准 1.4 中 “保健措施” 改为 “ 保 护 措施” 。 4 原标准 2 中“ 已知直流电流经串联 联 接 的 试验电池 ”改为“ 已知直流电流 流 经串联 连 接 的试验电池， ”。 5 标准 3.2 试验用坩埚构造示意图文字说明更改对比如下： 3 12.7mm 直径孔（参比电极） 12.7mm 直径孔（阳极） 14号橡皮塞 M8黄铜螺栓螺母联结 76mm40#钢管：长 165mm、 容积约 625mL 约 3mm 厚塑料浇铸在底部（环
11、氧树脂更好） 焊盘至钢管 图 1 试验用坩锅构造示意图 孔直径 12.7mm（参比电极） 孔直径 12.7mm（阳极） 14号橡皮塞 钎焊 M8黄铜螺栓（配有螺母） 76mm40#钢管：长 165mm、 容积约 625mL 底部浇铸约 3mm 厚塑料 （环氧树脂更好） 钢管末端焊接底板 图 1 试验用坩埚构造示意图 6 标准 3.2 试验用坩埚构造示意图文字说明更改对比如下： 4 18号铜丝，用接线片联结 预称重的铜阴极线，直径 0.51mm 8 32 机加工螺栓和螺母 13#橡皮塞 300mL玻璃烧杯 2个 1.5mm 6mm 铜阴极片 电解液 图 2 铜库仑计 参考镁制线规 18#铜线，用
12、接线端子连接 已知质量的阴极铜 丝 ， 参考镁制线规 24# - 铜线 ， 0.51mm 机加工过的 M8螺栓和螺母 13#橡皮塞 300mL 玻璃烧杯 2 个 1.5mm 6mm 的 阳 极铜片 电解液 图 2 铜库 仑计 7 原标准 6.1.1 中“ 铸造阳极 ”改为“ 埋地阳极 ”。 改后为“ 从 埋地 阳极上取样及制样的典型示意图见图 3。沿 埋地 阳极宽度方向离边缘约 13mm 处截取截面尺寸为 16mm 16mm、长 180mm的 5 支试棒，然后将其加工成直径为 12.7mm的试棒（建议加工参数为：加工速率 800r/min、进刀速率 0.5mm/r、切割深度 1.9mm），再将
13、试棒切割成长度为 152mm的试样，试样任意一端为加工面 (加盖标记 )。 ” 8 原标准 6.1.2 为“从一挤制的镁阳极成品中部沿阳极宽度方向截得所需试样 5 支，并将试样按照 6.1.1 的加工方法进行加工 ,将加工端面用水和丙酮清洗烘干后用环氧树脂封好 。 ”改为“ 从每批热水器阳极产品中抽取 5 支试棒，并截取长 180mm，挤压热水器阳极典型示意图见图 4，铸造热水器阳极典型示意图见图 5（ 不含铁芯一端为加工面 ） ， 然后 将其按照 6.1.1的方法进行加工。 ” 重新规定了热水器挤压阳极的取样方法，增加了热水器铸造阳极的取样方法。 5 6 9 去掉 原标准 6.2 中的“ （
14、 挤压热水器镁阳极 试 样 加工端面需用环氧树脂封好） ”； 10. 原标准 6.3.1 中 “铸造镁阳极试样”改为 “埋地 镁阳极试样 ” 原标准 ； 11. 6.3.2 中 “挤制镁阳极试样”改为 “ 挤压热水器镁阳极试样 ” 。 距加工端面 103.2mm处 改为 “ 113.2mm”， 增加“ 用 绝缘 材料 密封加工端面与距其 10mm的部分 ， ” 原因原标准用环氧密封端面效果不是很好。 12 增加 6.3.3 铸造热水器镁阳极试样：按照 6.3.1埋地镁阳极试样方法进行制样。 13 原标准 6.4.2 中 “ 铜丝 ”改为“ 阴极铜丝 ” 与前边对应。参照 ASTM G97-19
15、97(R2013)“更精改为“更细” 。 14 参照 ASTM G97-1997(R2013)将 6.4.3 原标准“ 完整的试验电路示意图见图 4，回路导线是 18#绝缘绞合铜线，每根导线的各端用锷鱼夹子夹住，只有在测量氧化电位时，才用甘汞电极。 ”改为“ 完整的试验电路示意图见图 4，回路导线 参考镁制线规 18#绝缘绞合铜线，每根导线的各端 接有 锷鱼夹子 或接线端子 ，只有在测量氧化电位时，才 使 用甘汞电极。 ” 15、 标准 7 中原 “图 4” 改为 “图 6” 。 16 原标准 7.10 与 7.11 中 “库仑计导线”改为 “ 库仑计上的阴极铜 丝 ” 与前边名称对应明确。
16、17. 8. 3 增加 镁合金牺牲阳极理论电容量 计算，由原来的 ： “ 8.3 计算并报告每块试样的电流效率 : =（ Qg/Q ） 100（ 4） 式中： Qg 每块试样损失每单位质量得到的 Ah 值 , 单位为安培小时克（ A h/g） ； Q 理论电容量 , 单位为安培小时克（ A h/g） 。 ” 改为： “ 8.3 计算并报告每 支 试样的电流效率 (%)： 8.3.1电流效率按公式（ 4）计算： =（ Qg/Q ） 100 （ 4） 式中： Q 镁合金牺牲阳极 理论电容量 , Ah/g。 8.3.2镁合金牺牲阳极理论电容量按公式（ 5）计算： Q =A X + B Y + C Z
17、+ （ 5） 式中： A、 B、 C 合金成分百分比， %。 X、 Y、 Z 合金成分理论电容量， Ah/g，（ Mg 2.202Ah/g、 Al 2.975Ah/g、 Zn 0.818Ah/g）。 ” 四、 标准水平分析 目前关于镁合金 电化学性能检测 标准有美国 材料 协会的 ASTM G97-1997(R2013) 埋地 用 镁 牺牲 阳极试样实验室评价试验方法 ， GB/T 2017848-1999 牺牲阳极电化学性能试验方法 ,本标准 参照 以上 标准 结 合 国 内使用 修订 。 与 GB/T 24488-2009 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 相比，修改后的标准更具体 全面
18、，更符合国内生产厂家、用户和贸易商检验 要求。 五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系 本标准的制定过程、技术选定、检验的设置等符合现行法律、法规及相关性的国家标准或行业标准。 7 六、重大分歧意见的处理过程和依据 无。 七 、贯彻标准的要求和措施建议，包括（组织 措施、技术措施、过渡办法） 可向生产厂家、用户和贸易商推荐采用本标准。 八 、预期效果 通过对 GB/T 24488-2009 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 的 修 订，使标准与国际接轨 ，内容更加全面、切合使用 。本标准的发布、实施 ， 有利于 规范 市场， 有 利于 厂家 生产 ，将促进 热水器阳极 的 生产、交易 。 九 、 参考资料清单 GB/T 24488-2009镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 ASTM G97-1997(R2013) 埋地 用 镁 牺牲 阳极试样实验室评价试验方法 GB/T 2017848-1999 牺牲阳极电 化学性能试验方法 镁合金牺牲阳极电化学性能测试方法 2017 年 8 月 2 日
