海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法 第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)-編制說明

《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)》

編制說明

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源、計(jì)劃項(xiàng)目編號，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位和參加起草

單位

《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)》國家標(biāo)準(zhǔn)

制定項(xiàng)目來源于《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2021年第二批推

薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)

[2021]23號），計(jì)劃項(xiàng)目編號為20213636-T-418。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位

為國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心，參加起草單位為深圳市優(yōu)瑞特檢測技術(shù)有

限公司、國家海洋局南海調(diào)查技術(shù)中心。

（二）制定背景

隨著我國海洋開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，海洋儀器種類越來越多。許多海

洋儀器在其壽命期大部分時(shí)間是位于強(qiáng)腐蝕性的海水環(huán)境中。海水是

自然界中最大量且有較強(qiáng)腐蝕性的天然電解質(zhì)溶液。海水組成極為復(fù)

雜，幾乎含有地殼中的所有元素，海水中有大量的以氯化鈉為主的強(qiáng)

電解質(zhì)，由于它們易于電離，一方面使海水中的氯離子含量很高，另

一方面使海水具有很高的電導(dǎo)率，平均電導(dǎo)率約為4.0S/m，，因此海

水中金屬表面難以保持穩(wěn)定的鈍態(tài)，易于發(fā)生電化學(xué)腐蝕。其中，海

水的含氧量是影響海水腐蝕的主要因素，對于不易鈍化的金屬來說，

海水的含氧量越高，金屬的腐蝕速率越大。由于不斷的風(fēng)浪攪動和對

流活動，在表層幾十米深度以淺充氣良好，海水表層被氧所飽和，常

2

溫下的平均值約為8mg/dm-3.海水的pH值一般為8.1-8.3，海水中有碳

酸鹽、磷酸鹽等鹽類，具有很強(qiáng)的緩沖作用，所以海水的pH值比較穩(wěn)

定。

由于海水的中性特征以及較高的溶解氧含量，決定了絕大多數(shù)金

屬在海水中的腐蝕是氧的去極化過程。海水中的電化學(xué)過程有以下特

征：1）海水中的氯離子等鹵素離子能阻礙和破壞金屬的鈍化，使得

陽極過程較易進(jìn)行。氯離子的破壞作用如下：（a）破壞氧化鈍化膜。

氯離子對氧化鈍化膜具有滲透破壞作用，對膠狀膜具有解膠破壞作用。

（b）吸附作用。氯離子比某些鈍化劑更容易吸附，從而阻礙了鈍化

過程。（c）電場效應(yīng)。氯離子在金屬表面或在薄的鈍化膜上吸附，形

成強(qiáng)電場，使金屬離子易于溶出。（d）形成絡(luò)合物。氯離子與金屬可

生成氯的絡(luò)合物，加速金屬的溶解。以上這些作用都能減少陽極極化

阻滯，造成海水對金屬的高腐蝕性。2）在海水的pH條件下，海水腐

蝕的主要陰極去極化劑是氧，陰極過程是腐蝕反應(yīng)的控制性環(huán)節(jié)。3）

海水腐蝕的電阻性阻滯很小，異種金屬的接觸能造成顯著的腐蝕效應(yīng)，

即發(fā)生電偶腐蝕。海水腐蝕對儀器的影響主要包括：電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致

的腐蝕和加速應(yīng)力的腐蝕，這種失效模式會導(dǎo)致產(chǎn)品對環(huán)境的耐受能

力下降，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的性能降低，并影響產(chǎn)品的正常功能和結(jié)構(gòu)完

整性，特別是對產(chǎn)品功能件的影響更為顯著，能導(dǎo)致產(chǎn)品性能的下降

或功能的喪失；此外腐蝕產(chǎn)物可導(dǎo)致儀器電氣部件的損壞，機(jī)械部件

和組件的傳動部分阻塞或卡死；使儀器表面涂層起泡、起皮、脫落等，

會導(dǎo)致產(chǎn)品的標(biāo)志、印記等褪色、模糊、不可辨認(rèn)、脫落等，從而影

3

響產(chǎn)品的外觀等。

原國家海洋局于1992年制定了HY016-1992《海洋儀器基本環(huán)境

試驗(yàn)方法》系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2010年開始，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)制定成為

GB/T32065《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》系列國家標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)是該系

列標(biāo)準(zhǔn)的第16部分。在海洋儀器的研發(fā)、生產(chǎn)、使用過程中，并沒

有開展海洋儀器海水腐蝕試驗(yàn)通用的國際、國外標(biāo)準(zhǔn)，只有部分適用

于材料腐蝕試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)并不適用于整機(jī)及零部件的試驗(yàn)。

海水腐蝕還會對海洋儀器整機(jī)或組件產(chǎn)生電性能、機(jī)械性能或其他性

能方面的影響，由此產(chǎn)生的物理效應(yīng)主要有：腐蝕產(chǎn)物會導(dǎo)致機(jī)械部

件或組件的傳動部分阻塞或卡死；由于電解作用而導(dǎo)致涂層起泡或起

鼓；海水腐蝕引起的功能件性能降低或功能喪失，結(jié)構(gòu)件物理或化學(xué)

性能的下降等，對某些結(jié)構(gòu)件來說，可能嚴(yán)重的腐蝕也不會影響其使

用功能，但對某些功能件來說，極其少量的腐蝕也可能使其功能受到

嚴(yán)重影響；短時(shí)間浸水對于腐蝕敏感材料來說可能不致產(chǎn)生明顯影響，

但對需要在海水中長期使用的海洋儀器來說，低腐蝕率行為的積累也

可能對海洋儀器產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。常見的材料腐蝕類型和整機(jī)的

腐蝕類型有較大差別，如在海洋儀器整機(jī)或零部件腐蝕中常見的應(yīng)力

腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕等難以用單一材料腐蝕試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)；此外，

單一材料試驗(yàn)更注重材料的耐腐蝕性能，而整機(jī)或部件的腐蝕試驗(yàn)不

單檢驗(yàn)了材料的耐腐蝕性能，對于工藝、結(jié)構(gòu)、組裝等系列行為產(chǎn)生

的非材料性加速腐蝕效應(yīng)、儀器因腐蝕而產(chǎn)生的功能或性能的影響也

進(jìn)行了有效的評價(jià)。為滿足海洋儀器生產(chǎn)、研發(fā)、使用及質(zhì)控對環(huán)境

4

適應(yīng)性和可靠性的要求，體現(xiàn)我國海洋儀器實(shí)際的技術(shù)水平，為今后

我國海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)的規(guī)范化，促進(jìn)海洋儀器產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和國際

化，制定符合海洋儀器發(fā)展需要的海水腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的。

（三）主要工作過程、標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作

1．主要工作過程

2021年9月，國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心組織召開了《海洋儀器環(huán)

境試驗(yàn)方法第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)》國家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目啟動會，并成

立了標(biāo)準(zhǔn)編寫組，針對標(biāo)準(zhǔn)的框架、主要技術(shù)內(nèi)容、時(shí)間和人員分工

等問題進(jìn)行了討論，重點(diǎn)討論了標(biāo)準(zhǔn)中的主要技術(shù)方法、難點(diǎn)和試驗(yàn)

等問題。

2021年10月至2022年1月，編寫組對MIL-STD-810G《環(huán)境試

驗(yàn)方法和工程導(dǎo)則》、IEC68-2-11《環(huán)境試驗(yàn)》等標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻(xiàn)資

料進(jìn)行了匯總、分析、研究；充分調(diào)研和了解了海洋儀器科研、生產(chǎn)、

使用等單位的試驗(yàn)需求及在試驗(yàn)方面的建議，與相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行

了深入研討和交流；結(jié)合多年來在海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方面的經(jīng)驗(yàn)及國

內(nèi)權(quán)威軍品、民品相關(guān)試驗(yàn)單位的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，確定了本標(biāo)準(zhǔn)的框架結(jié)

構(gòu)和主要技術(shù)內(nèi)容。

2022年2月-2022年8月，編寫組針對標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)技術(shù)開展了多

次試驗(yàn)室試驗(yàn)、外海試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上完成了標(biāo)準(zhǔn)草案稿并開展了多

次驗(yàn)證試驗(yàn)；

2022年8月-2022年9月，針對草案稿召開研討會，依據(jù)專家意

見和GB/T1.1的要求，完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿、編制說明等。

5

2.標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容(如技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公

式、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等)的論據(jù)（包括試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)

據(jù)）

（一）標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)的制定注重保持與國內(nèi)外最新環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)以及海洋儀

器質(zhì)量控制要求的聯(lián)系；強(qiáng)調(diào)在國內(nèi)海洋儀器實(shí)際生產(chǎn)及使用狀況、

海洋儀器質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的適用性。

先進(jìn)性：本次制定對GB/T2423-2021《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)》、

IEC68-2-11《環(huán)境試驗(yàn)》、GJB4-1983《艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)》及

GJB150-2009《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法》等最新試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了研究，

并結(jié)合我國海洋儀器的產(chǎn)品特點(diǎn)和實(shí)際環(huán)境試驗(yàn)狀況，使試驗(yàn)技術(shù)及

試驗(yàn)條件選取達(dá)到科學(xué)化和最優(yōu)化，在合理考慮海洋儀器實(shí)際承受的

環(huán)境應(yīng)力和海洋儀器自身具有的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，盡量體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)

性。

連續(xù)性：本標(biāo)準(zhǔn)作為GB/T32065《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》國家

標(biāo)準(zhǔn)的一部分，注重本標(biāo)準(zhǔn)與該系列標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)性和一致性，在試驗(yàn)

設(shè)備要求、試驗(yàn)中斷處理等方面與其他標(biāo)準(zhǔn)相互協(xié)調(diào)一致，保證了該

系列標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)性和一致性。

適用性：在堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性的同時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)制定充分考慮標(biāo)準(zhǔn)

的適用性，即結(jié)合目前我國海洋儀器的科研要求、質(zhì)量控制要求、技

6

術(shù)現(xiàn)狀和海洋儀器市場特點(diǎn)，完善了試驗(yàn)條件和試驗(yàn)要求，盡量使標(biāo)

準(zhǔn)具有更好的操作性和適用性。

（二）確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

1．試驗(yàn)項(xiàng)目的選擇

環(huán)境試驗(yàn)大綱中是否安排海水腐蝕試驗(yàn)項(xiàng)目，取決于海洋儀器在

壽命周期遇到的環(huán)境條件以及海水腐蝕可能對儀器產(chǎn)生的影響。較易

受到海水腐蝕影響的主要為在水下使用的或漂浮在海面上經(jīng)常會受

到海水沖擊的產(chǎn)品或部件，腐蝕行為主要表現(xiàn)為金屬材料的腐蝕以及

非金屬材料因浸泡或吸濕而劣化。海水腐蝕試驗(yàn)的選擇除了考慮海水

對金屬材料的電化學(xué)腐蝕及非金屬材料的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)之外，還應(yīng)考

慮海水腐蝕對海洋儀器整機(jī)或組件產(chǎn)生的電性能、機(jī)械性能或其他性

能方面的影響，特別是由此產(chǎn)生的功能件性能降低或功能喪失，結(jié)構(gòu)

件物理性能的下降等。進(jìn)行海水腐蝕試驗(yàn)應(yīng)明確試驗(yàn)周期及腐蝕對儀

器的影響的可接受程度（合格判據(jù)）等，其選擇原則應(yīng)與海洋儀器在

壽命周期可能遇到的環(huán)境條件和時(shí)間密切相關(guān)，并且應(yīng)充分考慮腐蝕

可能對儀器功能和性能的影響程度。開展海水腐蝕試驗(yàn)的儀器設(shè)備一

般不必再進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。此外，海水腐蝕試驗(yàn)與長霉試驗(yàn)、砂塵試驗(yàn)

之間會相互影響：長霉試驗(yàn)后的儀器表面可能會因?yàn)槊咕纳L而產(chǎn)

生霉菌腐蝕，會對海水腐蝕試驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生影響。而海水腐蝕試驗(yàn)后

的樣品如果清洗不徹底，殘留的鹽分會影響霉菌的生長，此外海水腐

蝕產(chǎn)生的腐蝕坑、腐蝕產(chǎn)物等也會對霉菌試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤判；砂塵試

驗(yàn)后的儀器表面可能會由于砂塵的摩擦等而造成試驗(yàn)樣品的表面涂

7

層或金屬表面產(chǎn)生刮痕等，這會對海水腐蝕試驗(yàn)的結(jié)果造成誤判。因

此，當(dāng)用同一樣品進(jìn)行這三種試驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量減少試驗(yàn)之間的相互影響，

三種試驗(yàn)之間應(yīng)對試驗(yàn)樣品進(jìn)行徹底的清潔，并應(yīng)對每次試驗(yàn)產(chǎn)生的

試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，以分辨樣品對不同試驗(yàn)的響應(yīng)。

2．與鹽霧試驗(yàn)的不同

海水腐蝕環(huán)境和鹽霧腐蝕環(huán)境是海洋儀器在壽命期常見的含鹽

腐蝕環(huán)境。海水腐蝕試驗(yàn)與鹽霧試驗(yàn)是評價(jià)海洋儀器在含鹽腐蝕環(huán)境

中適應(yīng)性和可靠性的主要試驗(yàn)方法。海水腐蝕試驗(yàn)用于評價(jià)海洋儀器

在海水腐蝕環(huán)境中的適應(yīng)性，鹽霧試驗(yàn)用于評價(jià)海洋儀器對鹽霧環(huán)境

的適應(yīng)性。海洋儀器一般由常見的碳鋼、不銹鋼、鋁、鋁合金、銅、

鈦等金屬材料以及碳纖維、橡膠、工程塑料等非金屬材料構(gòu)成。其中

金屬材料在含有鹽霧的大氣中和海水中會呈現(xiàn)不同的腐蝕行為。在鹽

霧環(huán)境中，氧含量充足、有時(shí)還會受到大氣、陽光照射、風(fēng)等的影響，

其腐蝕行為更復(fù)雜多樣。而金屬材料在海水中是一種氯離子介導(dǎo)的氧

的去極化腐蝕行為。在富含氯離子的環(huán)境中，影響材料腐蝕的因素較

多，如溫度、氯離子濃度、溶解氧、pH值、浸泡時(shí)間等。其中，氧

氣為制約水下腐蝕發(fā)展的主要因素，溫度和氯離子濃度對溶解氧含量

的影響較大，也會影響氧去極化的腐蝕過程。如不銹鋼的點(diǎn)蝕電位隨

著氯離子濃度的增加呈線性減小，點(diǎn)蝕的數(shù)量和深度不斷增加，但隨

著溶液鹽度的增加，溶解氧的含量也相應(yīng)降低，氧去極化的陰極過程

勢必會受到影響。因此海洋儀器在海水中的腐蝕與鹽霧腐蝕有較大的

不同，同時(shí)其腐蝕產(chǎn)物也呈現(xiàn)出與鹽霧腐蝕的產(chǎn)物有不同之處。此外，

8

兩種試驗(yàn)的試驗(yàn)應(yīng)力也有區(qū)別，影響鹽霧試驗(yàn)的環(huán)境要素主要是鹽離

子的含量及溫度在零度以上時(shí)的濕度超過臨界濕度的時(shí)間（潤濕時(shí)

間）。因此，鹽霧試驗(yàn)對海洋儀器的應(yīng)力主要為鹽霧引起的腐蝕應(yīng)力

以及與鹽霧伴生的濕熱應(yīng)力的共同影響。海水腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕

為主的腐蝕應(yīng)力，此外還有微生物及其代謝產(chǎn)物對腐蝕過程產(chǎn)生直接

或間接的加速作用，水的重力對金屬表面產(chǎn)生的壓應(yīng)力、非金屬材料

因浸泡而產(chǎn)生的吸濕劣化等。從腐蝕類型上，在海水腐蝕中常見的縫

隙腐蝕、電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕等在鹽霧試驗(yàn)中較少體現(xiàn)，這也說明同

樣的海洋儀器在鹽霧試驗(yàn)和海水腐蝕試驗(yàn)中的腐蝕行為的不同。由于

海水成分的復(fù)雜，海洋儀器在海水中遇到的腐蝕行為復(fù)雜多樣。短時(shí)

間浸水對于腐蝕敏感材料來說可能不致產(chǎn)生明顯影響，但對需要在海

水中長期使用的海洋儀器來說，低腐蝕率行為的積累也可能對海洋儀

器可靠產(chǎn)生致命影響，尤其是對于功能件的性能和功能的影響。針對

鹽霧試驗(yàn)和海水腐蝕試驗(yàn)的選擇，我們建議選取其中一項(xiàng)開展即可，

主要依據(jù)海洋儀器在實(shí)際壽命過程中遇到的腐蝕環(huán)境，如在水面以上

且較少受到海水沖擊的海洋儀器可以進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，而在海水中使用

或在水面以上使用但經(jīng)常受到海水沖擊的海洋儀器則進(jìn)行海水腐蝕

試驗(yàn)。

3．溫度

一般來說，海水溫度升高會加快金屬腐蝕過程的陰陽極反應(yīng)，加

快腐蝕性物質(zhì)的擴(kuò)散速度，從而加速金屬腐蝕；同時(shí)溫度升高也會降

低海水中溶解氧的含量，從而降低腐蝕速度。溫度對腐蝕的影響較為

9

復(fù)雜：a）氣體的溶解度通常是隨溫度升高而降低，這會減慢腐蝕速

度。b）在正常使用條件下，腐蝕產(chǎn)物會在金屬表面形成保護(hù)層，而

在高溫狀況下難以形成保護(hù)層，因而腐蝕速度加快；c）如果在正常

狀況下，金屬只出現(xiàn)一般的緩慢腐蝕，但在高溫情況下可能會出現(xiàn)非

常嚴(yán)重的腐蝕，如產(chǎn)生空穴腐蝕和應(yīng)力腐蝕；d）如果兩種金屬相接

觸，電極電位較低的金屬會保護(hù)金屬電極電位較高的金屬，而在高溫

條件下他們的電位序會發(fā)生改變。海水腐蝕試驗(yàn)中氧氣是影響腐蝕速

度的關(guān)鍵因素，溫度過低腐蝕速度比較慢，而溫度過高海水中飽和氧

的含量低，也會制約腐蝕的速度。如6061鋁在30℃海水中的腐蝕率

約為0.023mm/a，而在50℃海水中的腐蝕約為0.006mm/a，可見在30℃

的海水中的腐蝕比在50℃的海水中的腐蝕更加嚴(yán)重。從自腐蝕電位

上看，30℃下的電位較為穩(wěn)定，而在50℃下的電位變化較大，其表

面受鈍化膜和鈍化膜點(diǎn)蝕的交替影響；而當(dāng)溫度從30℃降低到5℃，

點(diǎn)蝕電位升高，說明溫度越低越難以發(fā)生點(diǎn)蝕，因?yàn)殡S著溫度的降低，

氯離子的吸附作用變?nèi)?，?dǎo)致鈍化膜不易被破壞。標(biāo)準(zhǔn)采用的試驗(yàn)參

數(shù)應(yīng)使不同實(shí)驗(yàn)室之間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的可比性和復(fù)現(xiàn)性，綜合

考慮海洋儀器的使用環(huán)境、實(shí)驗(yàn)室的加速性等因素，本標(biāo)準(zhǔn)的溫度采

用30℃的溫度值。

4．溶解氧

由于絕大多數(shù)金屬在海水中的腐蝕都屬于氧的去極化腐蝕，海水

中溶解氧的含量是影響海水腐蝕的主要控制性因素。氧在海水中的溶

解度主要取決于海水的鹽度和溫度，隨著海水鹽度增加或溫度升高，

10

氧在海水中的溶解度會降低。在實(shí)海況中，不同區(qū)域的溶解氧的含量

是不同的，它的含量會隨著溫度、深度、洋流等因素而變化，即使在

相同的海域由于季節(jié)、溫度、洋流的變化，溶解氧也在不斷的變化。

一般對于非鈍化金屬材料來說，海水的含氧量越高，金屬的腐蝕速率

越大。由于不斷的風(fēng)浪攪動和對流活動，在表層幾十米深度以淺充氣

良好，海水表層被氧所飽和，常溫下的平均值約為8mg/dm-3。由于海

水的中性特征以及較高的溶解氧含量，決定了絕大多數(shù)金屬在海水中

的腐蝕是氧的去極化過程。在海水的pH條件下，海水腐蝕的主要陰

極去極化劑是氧，陰極過程是腐蝕反應(yīng)的控制性環(huán)節(jié)。溶解氧的還原

反應(yīng)在銅、銀等金屬上容易進(jìn)行，其次是鐵和鉻，在鋁和鋅上因過電

位較大，反應(yīng)較困難。因此，銅、銀等金屬在溶解氧低的情況下是較

穩(wěn)定的金屬，而在溶解氧高的情況下腐蝕速率也較大。雖然溶解氧是

海水腐蝕中的控制因素，但是海水中溶解氧濃度的精確控制卻較難實(shí)

現(xiàn)，并且溶解氧的含量穩(wěn)定性差，在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)溶解氧特定濃

度的控制從經(jīng)濟(jì)成本上較高。因此，本試驗(yàn)選擇通過向腐蝕溶液中持

續(xù)不斷通入空氣或氧氣的方式來控制溶解氧的含量，使其達(dá)到或接近

飽和狀態(tài)，這也是符合目前試驗(yàn)室的合理、合適的溶解氧控制方式。

5．腐蝕溶液的選擇

海水中的腐蝕物質(zhì)主要為氯化鈉，還有其他一些微量元素。在海

水腐蝕試驗(yàn)中，國際上一般采用人工配置標(biāo)準(zhǔn)海水，這是因?yàn)椋篴）

配置的標(biāo)準(zhǔn)海水中含有多種離子，如鈉離子、鎂離子、鈣離子、鉀離

子、溴離子等，這與實(shí)際海水中的成分接近，更能真實(shí)的反應(yīng)海洋儀

11

器在實(shí)海中的腐蝕行為；b）統(tǒng)一的腐蝕介質(zhì)便于不同試驗(yàn)結(jié)果之間

的比較。采用統(tǒng)一的腐蝕溶液便于不同試驗(yàn)結(jié)果之間的比較與應(yīng)用。

試驗(yàn)中的腐蝕物質(zhì)的濃度一般情況下要比正常環(huán)境中的濃度高，以便

加速腐蝕，但提高濃度，腐蝕速度反而減慢，因?yàn)槠渌c腐蝕相關(guān)的

物質(zhì)的濃度會減小，如增加氯化鈉的濃度會導(dǎo)致飽和氧的濃度降低，

這種現(xiàn)象在高溫條件下尤其明顯。氧含量下降，氧的去極化能力也下

降即腐蝕作用減弱。本方法采用的試驗(yàn)溶液為美國試驗(yàn)與材料協(xié)會

（ASTM）D1141-2013所推薦，并且在國際上通用的用于模擬海水腐

蝕效應(yīng)的試驗(yàn)溶液，該溶液包含了濃度大于0.005mg/L以上的天然海

水中的離子。從圖1看出，配置海水與大洋海水的腐蝕失重有較好的

相關(guān)性。

0.9

0.8

0.7

0.6

）

g0.5

配置海水

0.4

％氯化鈉溶液

失重（3.5

0.3

大洋海水

0.2

0.1

0

0204060

試驗(yàn)時(shí)間（d）

圖1.不同腐蝕溶液的腐蝕失重

6．試驗(yàn)時(shí)間的選擇

一般來說，由腐蝕效應(yīng)引起的外觀的變化在較短的試驗(yàn)周期內(nèi)即

可顯現(xiàn)，如碳鋼等一般會在較短的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)即產(chǎn)生對腐蝕環(huán)境的響

12

應(yīng)，而海水對儀器整機(jī)或組件產(chǎn)生的腐蝕和某些物理影響導(dǎo)致的部分

功能的喪失較難在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，因此若要求確定海水腐蝕對試驗(yàn)樣

品功能性影響的判斷具有更高的準(zhǔn)確度，從而降低使用中出現(xiàn)因海水

腐蝕而造成的損壞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)增加腐蝕試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間，減小誤判風(fēng)

險(xiǎn)。

140

120

100

801%

602%

點(diǎn)蝕坑數(shù)量5%

40

3%

20

0

010203040506070

時(shí)間（d）

圖2.不同濃度氯化鈉溶液中201不銹鋼點(diǎn)蝕坑數(shù)量隨時(shí)間的變化

雖然經(jīng)過更長時(shí)間的試驗(yàn)，海水腐蝕對儀器性能的影響表現(xiàn)的更

為充分，能降低儀器在海水腐蝕腐蝕環(huán)境中失效的風(fēng)險(xiǎn)率，但伴隨低

風(fēng)險(xiǎn)率出現(xiàn)的是試驗(yàn)成本的大幅提升。對海洋儀器生產(chǎn)、研制及使用

者的調(diào)研表明，試驗(yàn)委托方對長周期試驗(yàn)而引起高額試驗(yàn)費(fèi)用有較多

的擔(dān)憂。顯然更長周期的試驗(yàn)在降低儀器設(shè)備失效風(fēng)險(xiǎn)率的同時(shí)會較

大增加試驗(yàn)的費(fèi)用，從而降低標(biāo)準(zhǔn)的適用性。因此，結(jié)合海洋儀器生

產(chǎn)、科研及使用的現(xiàn)狀，我們給出不同周期的試驗(yàn)時(shí)間，這些時(shí)間充

分考慮了儀器失效的風(fēng)險(xiǎn)率和試驗(yàn)的成本。如果要求海水腐蝕對試驗(yàn)

樣品功能性影響的判斷具有更高的準(zhǔn)確性，從而降低使用中出現(xiàn)因海

13

水腐蝕而造成的損壞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可增加試驗(yàn)時(shí)間。

7．標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍

隨著海洋儀器種類的增多、技術(shù)的發(fā)展，海洋儀器的研究和使用

者不僅僅關(guān)注海水腐蝕對材料的腐蝕作用，同時(shí)更多關(guān)注腐蝕對于儀

器或組件功能或性能的影響。海水的腐蝕是海洋儀器常見的有害效應(yīng)

之一，也是海洋儀器在壽命期難以避免的。作為海洋儀器的生產(chǎn)者、

使用者，對于腐蝕的接受程度不一，如部分使用者對于微量或非重要

部件的腐蝕關(guān)注度較少，而如果腐蝕對于海洋儀器的性能或功能產(chǎn)生

影響，那對于海洋儀器來說屬于嚴(yán)重的損害，這足以引起使用者的注

意。因此，在本標(biāo)準(zhǔn)中我們除了關(guān)注腐蝕的宏觀表征之外更加注重對

海洋儀器性能和功能的影響評價(jià)。海水腐蝕對于材料腐蝕的試驗(yàn)結(jié)果

比較容易判別，而海水腐蝕對儀器整機(jī)或組件的功能或性能的影響有

不同的表現(xiàn)：a）腐蝕產(chǎn)物會阻礙運(yùn)動件的運(yùn)行，不一定是運(yùn)動件本

身受到腐蝕，可能是元器件或設(shè)備的一部分產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物會阻礙其

傳動或連接，如在某些機(jī)械運(yùn)動部件中會出現(xiàn)這種情況。b）某些功

能性部件，如水下傳感器，即使有微量的腐蝕也會影響其性能，甚至

會喪失功能；因此，增加對海洋儀器功能或性能影響的評定是非常有

必要的。

三、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期

的經(jīng)濟(jì)效果

本標(biāo)準(zhǔn)完成草案后，編寫組將標(biāo)準(zhǔn)草案分別發(fā)送給海洋儀器生產(chǎn)

廠家等進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。其中國家海洋技術(shù)中心、國家海洋局寧德海洋

14

環(huán)境監(jiān)測中心站、深圳市錦潤防務(wù)科技有限公司、廣東海啟星海洋科

技有限公司分別就標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果如下：

國家海洋技術(shù)中心：經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，新編標(biāo)準(zhǔn)草案操作程序完整，

可指導(dǎo)試驗(yàn)方順利完成試驗(yàn)，方法可行。

國家海洋局寧德海洋環(huán)境監(jiān)測中心站：試驗(yàn)結(jié)果表明該試驗(yàn)草案

操作程序完整，可指導(dǎo)試驗(yàn)方順利完成海水腐蝕試驗(yàn)，能評價(jià)設(shè)備的

抗海水腐蝕性能及對功能性的影響。該標(biāo)準(zhǔn)對試驗(yàn)程序、試驗(yàn)時(shí)間、

試驗(yàn)中斷處理等做出了詳細(xì)規(guī)定，技術(shù)要求合理，試驗(yàn)方法科學(xué)，可

操作性強(qiáng)，可以科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀地評價(jià)海洋儀器的抗海水腐蝕能力，

同時(shí)增加了海水腐蝕對海洋儀器性能或使用的影響，更加符合海洋調(diào)

查儀器設(shè)備的現(xiàn)實(shí)質(zhì)量控制要求。

深圳市錦潤防務(wù)科技有限公司：經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，標(biāo)準(zhǔn)草案操作程序

完整，可指導(dǎo)試驗(yàn)方順利完成海水腐蝕試驗(yàn)。

廣東海啟星海洋科技有限公司：新編標(biāo)準(zhǔn)草案操作步驟完整，可

順利完成海水腐蝕試驗(yàn)。

四、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度，以及與國際、國外同

類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情況，或與測試的國外樣品、樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對比

情況

無。

五、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)》的編制，

以海洋儀器和其他領(lǐng)域儀器環(huán)境試驗(yàn)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和文件為

15

依據(jù)，符合相關(guān)法律、法規(guī)及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求，與《海洋儀器環(huán)境

試驗(yàn)方法》系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

本標(biāo)準(zhǔn)是GB/T32065《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》系列標(biāo)準(zhǔn)的第16

部分。該系列標(biāo)準(zhǔn)包括19部分，其中第1部分至第11部分、第14

部分、第15部分和第19部分已經(jīng)發(fā)布實(shí)施，其余部分將分階段制定。

六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

七、標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性或推薦性國家（或行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)的建議

本標(biāo)準(zhǔn)是GB/T32065《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》系列標(biāo)準(zhǔn)的第

16部分，建議列為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。

八、貫徹該標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)后，希望能盡快發(fā)布實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐中不斷修改、

完善，為提高海洋儀器的質(zhì)量起到應(yīng)有的作用。為此我們建議如下：

1、及時(shí)發(fā)布實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)；

2、加強(qiáng)對標(biāo)準(zhǔn)的宣傳、貫徹，尤其是對海洋儀器的生產(chǎn)、科研

及使用單位，在宣傳貫徹和應(yīng)用中要不斷收集反饋意見；

3、本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，海洋儀器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求進(jìn)

行編制，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

九、廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

十、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

無。

16

17

海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分

海水腐蝕試驗(yàn)

編制說明

（征求意見稿）

標(biāo)準(zhǔn)編寫組

2022年09月

1

《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)》

編制說明

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源、計(jì)劃項(xiàng)目編號，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位和參加起草

單位

《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)》國家標(biāo)準(zhǔn)

制定項(xiàng)目來源于《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2021年第二批推

薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)

[2021]23號），計(jì)劃項(xiàng)目編號為20213636-T-418。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位

為國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心，參加起草單位為深圳市優(yōu)瑞特檢測技術(shù)有

限公司、國家海洋局南海調(diào)查技術(shù)中心。

（二）制定背景

隨著我國海洋開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，海洋儀器種類越來越多。許多海

洋儀器在其壽命期大部分時(shí)間是位于強(qiáng)腐蝕性的海水環(huán)境中。海水是

自然界中最大量且有較強(qiáng)腐蝕性的天然電解質(zhì)溶液。海水組成極為復(fù)

雜，幾乎含有地殼中的所有元素，海水中有大量的以氯化鈉為主的強(qiáng)

電解質(zhì)，由于它們易于電離，一方面使海水中的氯離子含量很高，另

一方面使海水具有很高的電導(dǎo)率，平均電導(dǎo)率約為4.0S/m，，因此海

水中金屬表面難以保持穩(wěn)定的鈍態(tài)，易于發(fā)生電化學(xué)腐蝕。其中，海

水的含氧量是影響海水腐蝕的主要因素，對于不易鈍化的金屬來說，

海水的含氧量越高，金屬的腐蝕速率越大。由于不斷的風(fēng)浪攪動和對

流活動，在表層幾十米深度以淺充氣良好，海水表層被氧所飽和，常

2

溫下的平均值約為8mg/dm-3.海水的pH值一般為8.1-8.3，海水中有碳

酸鹽、磷酸鹽等鹽類，具有很強(qiáng)的緩沖作用，所以海水的pH值比較穩(wěn)

定。

由于海水的中性特征以及較高的溶解氧含量，決定了絕大多數(shù)金

屬在海水中的腐蝕是氧的去極化過程。海水中的電化學(xué)過程有以下特

征：1）海水中的氯離子等鹵素離子能阻礙和破壞金屬的鈍化，使得

陽極過程較易進(jìn)行。氯離子的破壞作用如下：（a）破壞氧化鈍化膜。

氯離子對氧化鈍化膜具有滲透破壞作用，對膠狀膜具有解膠破壞作用。

（b）吸附作用。氯離子比某些鈍化劑更容易吸附，從而阻礙了鈍化

過程。（c）電場效應(yīng)。氯離子在金屬表面或在薄的鈍化膜上吸附，形

成強(qiáng)電場，使金屬離子易于溶出。（d）形成絡(luò)合物。氯離子與金屬可

生成氯的絡(luò)合物，加速金屬的溶解。以上這些作用都能減少陽極極化

阻滯，造成海水對金屬的高腐蝕性。2）在海水的pH條件下，海水腐

蝕的主要陰極去極化劑是氧，陰極過程是腐蝕反應(yīng)的控制性環(huán)節(jié)。3）

海水腐蝕的電阻性阻滯很小，異種金屬的接觸能造成顯著的腐蝕效應(yīng)，

即發(fā)生電偶腐蝕。海水腐蝕對儀器的影響主要包括：電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致

的腐蝕和加速應(yīng)力的腐蝕，這種失效模式會導(dǎo)致產(chǎn)品對環(huán)境的耐受能

力下降，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的性能降低，并影響產(chǎn)品的正常功能和結(jié)構(gòu)完

整性，特別是對產(chǎn)品功能件的影響更為顯著，能導(dǎo)致產(chǎn)品性能的下降

或功能的喪失；此外腐蝕產(chǎn)物可導(dǎo)致儀器電氣部件的損壞，機(jī)械部件

和組件的傳動部分阻塞或卡死；使儀器表面涂層起泡、起皮、脫落等，

會導(dǎo)致產(chǎn)品的標(biāo)志、印記等褪色、模糊、不可辨認(rèn)、脫落等，從而影

3

響產(chǎn)品的外觀等。

原國家海洋局于1992年制定了HY016-1992《海洋儀器基本環(huán)境

試驗(yàn)方法》系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2010年開始，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)制定成為

GB/T32065《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》系列國家標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)是該系

列標(biāo)準(zhǔn)的第16部分。在海洋儀器的研發(fā)、生產(chǎn)、使用過程中，并沒

有開展海洋儀器海水腐蝕試驗(yàn)通用的國際、國外標(biāo)準(zhǔn)，只有部分適用

于材料腐蝕試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)并不適用于整機(jī)及零部件的試驗(yàn)。

海水腐蝕還會對海洋儀器整機(jī)或組件產(chǎn)生電性能、機(jī)械性能或其他性

能方面的影響，由此產(chǎn)生的物理效應(yīng)主要有：腐蝕產(chǎn)物會導(dǎo)致機(jī)械部

件或組件的傳動部分阻塞或卡死；由于電解作用而導(dǎo)致涂層起泡或起

鼓；海水腐蝕引起的功能件性能降低或功能喪失，結(jié)構(gòu)件物理或化學(xué)

性能的下降等，對某些結(jié)構(gòu)件來說，可能嚴(yán)重的腐蝕也不會影響其使

用功能，但對某些功能件來說，極其少量的腐蝕也可能使其功能受到

嚴(yán)重影響；短時(shí)間浸水對于腐蝕敏感材料來說可能不致產(chǎn)生明顯影響，

但對需要在海水中長期使用的海洋儀器來說，低腐蝕率行為的積累也

可能對海洋儀器產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。常見的材料腐蝕類型和整機(jī)的

腐蝕類型有較大差別，如在海洋儀器整機(jī)或零部件腐蝕中常見的應(yīng)力

腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕等難以用單一材料腐蝕試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)；此外，

單一材料試驗(yàn)更注重材料的耐腐蝕性能，而整機(jī)或部件的腐蝕試驗(yàn)不

單檢驗(yàn)了材料的耐腐蝕性能，對于工藝、結(jié)構(gòu)、組裝等系列行為產(chǎn)生

的非材料性加速腐蝕效應(yīng)、儀器因腐蝕而產(chǎn)生的功能或性能的影響也

進(jìn)行了有效的評價(jià)。為滿足海洋儀器生產(chǎn)、研發(fā)、使用及質(zhì)控對環(huán)境

4

適應(yīng)性和可靠性的要求，體現(xiàn)我國海洋儀器實(shí)際的技術(shù)水平，為今后

我國海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)的規(guī)范化，促進(jìn)海洋儀器產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和國際

化，制定符合海洋儀器發(fā)展需要的海水腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的。

（三）主要工作過程、標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作

1．主要工作過程

2021年9月，國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心組織召開了《海洋儀器環(huán)

境試驗(yàn)方法第16部分：海水腐蝕試驗(yàn)》國家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目啟動會，并成

立了標(biāo)準(zhǔn)編寫組，針對標(biāo)準(zhǔn)的框架、主要技術(shù)內(nèi)容、時(shí)間和人員分工

等問題進(jìn)行了討論，重點(diǎn)討論了標(biāo)準(zhǔn)中的主要技術(shù)方法、難點(diǎn)和試驗(yàn)

等問題。

2021年10月至2022年1月，編寫組對MIL-STD-810G《環(huán)境試

驗(yàn)方法和工程導(dǎo)則》、IEC68-2-11《環(huán)境試驗(yàn)》等標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻(xiàn)資

料進(jìn)行了匯總、分析、研究；充分調(diào)研和了解了海洋儀器科研、生產(chǎn)、

使用等單位的試驗(yàn)需求及在試驗(yàn)方面的建議，與相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行

了深入研討和交流；結(jié)合多年來在海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方面的經(jīng)驗(yàn)及國

內(nèi)權(quán)威軍品、民品相關(guān)試驗(yàn)單位的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，確定了本標(biāo)準(zhǔn)的框架結(jié)

構(gòu)和主要技術(shù)內(nèi)容。

2022年2月-2022年8月，編寫組針對標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)技術(shù)開展了多

次試驗(yàn)室試驗(yàn)、外海試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上完成了標(biāo)準(zhǔn)草案稿并開展了多

次驗(yàn)證試驗(yàn)；

2022年8月-2022年9月，針對草案稿召開研討會，依據(jù)專家意

見和GB/T1.1的要求，完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿、編制說明等。

5

2.標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容(如技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公

式、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等)的論據(jù)（包括試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)

據(jù)）

（一）標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)的制定注重保持與國內(nèi)外最新環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)以及海洋儀

器質(zhì)量控制要求的聯(lián)系；強(qiáng)調(diào)在國內(nèi)海洋儀器實(shí)際生產(chǎn)及使用狀況、

海洋儀器質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的適用性。

先進(jìn)性：本次制定對GB/T2423-2021《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)》、

IEC68-2-11《環(huán)境試驗(yàn)》、GJB4-1983《艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)》及

GJB150-2009《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法》等最新試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了研究，

并結(jié)合我國海洋儀器的產(chǎn)品特點(diǎn)和實(shí)際環(huán)境試驗(yàn)狀況，使試驗(yàn)技術(shù)及

試驗(yàn)條件選取達(dá)到科學(xué)化和最優(yōu)化，在合理考慮海洋儀器實(shí)際承受的

環(huán)境應(yīng)力和海洋儀器自身具有的特點(diǎn)的基