涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 湿气的现场折射测定法

GB/T 18570.8-2005 / ISO 8502-8:2001 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 第8部分: 湿气的现场折射测定法

范围
GB/T 1857 的本部分规定了涂覆涂料前钢材表面因水的凝结而形成湿气的现场评定法。
本方法适用于平的或稍弯曲的水平面和垂直面，不适用于暴露在如雨水或凝露等滴水的表面。
本方法可检测到的zui低表面湿气(水)的密度为4g/m²。显著低于这个密度的准确测定见"精密度"。

原理
在钢材表面某一部分，以乙二醇和水的浑合物为溶剂，用Bresle法(见 GB/T 18570.6- 2005)从表面移取湿气(通常由空气中的水分凝结而成)。移取前后，用折射仪测量乙二醇与水的混合物中乙二醇的折射值，计算出表面湿气(水)的密度。

试剂
水
至少应为 ISO 3696:1987 规定的3级纯度的水。
乙二醇
乙二醇为分析纯。

仪器
玻璃瓶
玻璃瓶容积为50mL，具有磨口玻璃塞。
胶贴袋
若无其他要求，胶贴带取 GB/T 18570.6-2005 中4.1规定的型号A-1250。
磁性板
磁性板与胶贴袋中空腔形状相同。
塑料刷
塑料刷为钉子型或其他相似类型。
有刻度的注射器
若无其他要求，注射器容积为1mL。
便携式折射仪
折射仪具有测量范围的刻度，用来测量溶液中zhi定成分的含量。
本部分规定的试验步骤中，使用了一种称为Brix仪的常规仪器，该仪器用来测量水溶液中的蔗糖浓度，最小刻度间隔应与不超过0.2%的蔗糖浓度值一致，其量程至少应覆盖30%~50%浓度值的范围。
当在非蔗搪水溶液中使用时，如本试验，Brix仪会显示一个与被测溶液浓度成正比的读数，即为水中乙二醇的浓度。
通常，该型号折射仪的刻度用Brix单位，1Brix单位相当于溶液中蔗糖含量1%。Brix单位不是国际单位制单位。

步骤
试样面的制备
选择一块试验区域，若所选钢材表面足够清洁，能确保胶贴袋粘贴牢固，则不需进行下面的操作。
将磁性板放人钢材表面试验区域的被选范围。
注: 为避免磁片从表面吸收湿气，宜使用一种带边的磁片(约与试验面积相同)，其边缘只夜盖试验表面的很小部分(约20%)。由于本方法的精密度要求，上述覆盖对评定的结果影响很小。
用塑料刷刷去磁性板周围试验表面松散的杂质(灰尘、锈迹等)，清理出一块约12mm宽的区域。
移去磁性板。
去除胶贴袋的保护纸和开空腔的材料。
在钢材表面上压紧胶贴袋，使胶贴袋的空腔恰好覆盖在磁性板覆盖过的试验面上。将胶贴袋的黏性边粘贴到干净区域，确保粘贴牢固。
溶剂的制备
将适当体积的水(如10mL)和适当体积的乙二醇(如20mL)倒入玻璃瓶中来制备溶剂。塞上瓶塞，摇晃，使其混合。
注: 建议比例综合权衡而定，若乙二醇多，将提高溶剂粘度，若水量多，将降低灵敏度。
折射仪准备
每次测量前，检查折射仪的棱镜是否清洁和干燥。
从瓶中移取约3滴溶剂到折射仪上，记录其读数n₀，单位为百分数(%)。此读数与溶剂中乙二醇的初始浓度成正比。
从钢材表面移取湿气(水)
将溶剂抽入注射器中，然后注回玻璃瓶，重复此操作2遍，总共3次。
若无其他要求，将1mL溶剂抽入注射器。
将注射器针头插入弹性薄膜和钢材表面的空腔内，注意使针头仅穿过弹性泡沫体并且仅从胶贴袋的上边缘插入。按 GB/T 18570.6 -2005 的规定将溶剂注入空腔内。
保持注射器针头呈插入状态5min，每1min内至少注入抽回2遍。最后，将含有所移取湿气的溶剂抽回注射器中。
折射仪测定
将抽回到注射器中的溶液约3滴滴到折射仪上，并记录读数n₁，单位为百分数(%)，此读数与溶液中乙二醇的最终浓度成正比。

结果表述
经过"折射仪测定"的测量，表面湿气(水)的密度ρ_A，单位为克每平方米(g/m²)，按公式(1)计算:
注; 公式中带入转化后的数值，即每一个数量都应该表示为数值乘以相应单位的形式，不是国际单位制单位，转化为国际单位制单位。

式中:
m ——从胶贴袋空腔顶盖的表面移取的湿气(水)的质量的数值，单位为克(g)；
A  ——试验面积的数值，单位为平方米(m²)；
公式(1)中的m按公式(2)计算:

式中:
ρ_H2O——湿气(水)的密度(等于1000kg/m³)；
∆V ——从表面移取湿气(水)的体积的数值，单位为立方米(m³)；
按"折射仪准备"规定，折射仪的读数与乙二醇的浓度成正比。得出公式(3):

式中:
V ——"从钢材表面移取湿气(水)"使用的溶剂体积的数值，单位为立方米(m³)；
n₀——"折射仪准备"中折射仪的读数;
n₁——"折射仪测定"中折射仪的读数。
由公式(1)、公式(2)、公式(3)，得到ρ_A，单位为千克每平方米(kg/m²)，按公式(4)计算:

示例: 若V=1mL，A=1250mm²，则按公式(5)计算:

式中ρ_A的单位为千克每平方米(kg/m²)(国际单位制单位)。
公式(5)得出的数值乘以10³，得出以克每平方米(g/m²)为单位的ρ_A。
公式(5)得出的数值乘以10₂，得出以毫克每平方厘米(mg/cm2)为单位的ρ_A。
若取不同体积的溶剂，则在公式(4)中代入不同的V 值，得出类似公式(5)的公式。
图1绘出按83个不同计算公式得到的3条直线。


精密度
测定的准确度取决于几个因素，如温度的变化或所用溶剂中存在的可溶性杂质。不溶性杂质不会明显影响折射仪的读数，若有，也非常小，且已标明。然而，实践经验表明，除折射仪的分辨率外，大多数参数的变化对总体准确度的影响可忽略不计。
显然，Brix仪的分辨率等于或高于其刻度间隔，即n₀和n₁读数的偏差不大于±0.1%。因此，可确定n_o-n₁的偏差不大于±0.2%。使用特定的溶剂和通常情况下遇到的表面湿气量，即ρ_A≤60g/m²，经验显示，n₁≈40。按公式(4)，可计算出ρ_A，其值在±4g/m²之间。
此准确度意味着当使用1mL溶剂和型号为A-1250的胶贴袋做试验时，可确定的zui低表面湿气(水)的密度为4g/m²。
若使用一半溶剂(0.5mL)和双倍尺寸的胶贴袋(A-2500)时，可测定的zui低表面湿气(水)的密度为ρ_A=1g/m2。使用比普通Brix仪准确度更高的折射仪，例如: 具有数码显示功能的折射仪和另外一种与"溶剂的制备"中所备溶剂相比本质上能更大程度地降低其折射指数的已知湿气(水)含量的溶剂，可测定更低的湿气(水)的密度。