GB/T 18570.8-2005 / ISO 8502-8:2001 涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的評定試驗 第8部分: 濕氣的現場折射測定法

范圍
GB/T 1857 的本部分規定了涂覆涂料前鋼材表面因水的凝結而形成濕氣的現場評定法。
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。
本方法可檢測到的zui低表面濕氣(水)的密度為4g/m²。顯著低于這個密度的準確測定見"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而成)。移取前后，用折射儀測量乙二醇與水的混合物中乙二醇的折射值，計算出表面濕氣(水)的密度。

試劑
水
至少應為 ISO 3696:1987 規定的3級純度的水。
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規定的型號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
折射儀具有測量范圍的刻度，用來測量溶液中zhi定成分的含量。
本部分規定的試驗步驟中，使用了一種稱為Brix儀的常規儀器，該儀器用來測量水溶液中的蔗糖濃度，最小刻度間隔應與不超過0.2%的蔗糖濃度值一致，其量程至少應覆蓋30%~50%濃度值的范圍。
當在非蔗搪水溶液中使用時，如本試驗，Brix儀會顯示一個與被測溶液濃度成正比的讀數，即為水中乙二醇的濃度。
通常，該型號折射儀的刻度用Brix單位，1Brix單位相當于溶液中蔗糖含量1%。Brix單位不是國際單位制單位。

步驟
試樣面的制備
選擇一塊試驗區域，若所選鋼材表面足夠清潔，能確保膠貼袋粘貼牢固，則不需進行下面的操作。
將磁性板放人鋼材表面試驗區域的被選范圍。
注: 為避免磁片從表面吸收濕氣，宜使用一種帶邊的磁片(約與試驗面積相同)，其邊緣只夜蓋試驗表面的很小部分(約20%)。由于本方法的精密度要求，上述覆蓋對評定的結果影響很小。
用塑料刷刷去磁性板周圍試驗表面松散的雜質(灰塵、銹跡等)，清理出一塊約12mm寬的區域。
移去磁性板。
去除膠貼袋的保護紙和開空腔的材料。
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面上。將膠貼袋的黏性邊粘貼到干凈區域，確保粘貼牢固。
溶劑的制備
將適當體積的水(如10mL)和適當體積的乙二醇(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。
折射儀準備
每次測量前，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n₀，單位為百分數(%)。此讀數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，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 的規定將溶劑注入空腔內。
保持注射器針頭呈插入狀態5min，每1min內至少注入抽回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n₁，單位為百分數(%)，此讀數與溶液中乙二醇的最終濃度成正比。

結果表述
經過"折射儀測定"的測量，表面濕氣(水)的密度ρ_A，單位為克每平方米(g/m²)，按公式(1)計算:
注; 公式中帶入轉化后的數值，即每一個數量都應該表示為數值乘以相應單位的形式，不是國際單位制單位，轉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)的質量的數值，單位為克(g)；
A  ——試驗面積的數值，單位為平方米(m²)；
公式(1)中的m按公式(2)計算:

式中:
ρ_H2O——濕氣(水)的密度(等于1000kg/m³)；
?V ——從表面移取濕氣(水)的體積的數值，單位為立方米(m³)；
按"折射儀準備"規定，折射儀的讀數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值，單位為立方米(m³)；
n₀——"折射儀準備"中折射儀的讀數;
n₁——"折射儀測定"中折射儀的讀數。
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)計算:

示例: 若V=1mL，A=1250mm²，則按公式(5)計算:

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個不同計算公式得到的3條直線。


精密度
測定的準確度取決于幾個因素，如溫度的變化或所用溶劑中存在的可溶性雜質。不溶性雜質不會明顯影響折射儀的讀數，若有，也非常小，且已標明。然而，實踐經驗表明，除折射儀的分辨率外，大多數參數的變化對總體準確度的影響可忽略不計。
顯然，Brix儀的分辨率等于或高于其刻度間隔，即n₀和n₁讀數的偏差不大于±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，經驗顯示，n₁≈40。按公式(4)，可計算出ρ_A，其值在±4g/m²之間。
此準確度意味著當使用1mL溶劑和型號為A-1250的膠貼袋做試驗時，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，可測定的zui低表面濕氣(水)的密度為ρ_A=1g/m2。使用比普通Brix儀準確度更高的折射儀，例如: 具有數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上能更大程度地降低其折射指數的已知濕氣(水)含量的溶劑，可測定更低的濕氣(水)的密度。


京都電子KEM  具有數碼顯示功能的折射儀(Brix儀) BX-1