G1G2G3GX 防腐分级核心：ANSI/ISA-71.04 气体腐蚀要求深度解析讯科

	更新时间 2026-01-12 08:30:00 价格请来电询价 xks 第三方检测报告 xks 第三方检测机构全国第三方检测中心联系电话 0755-23312011 联系手机 15017918025 联系人尹工立即询价

详细介绍

ANSI/ISA-71.04 是由美国国家标准协会（ANSI）与国际自动化学会（ISA）联合发布的标准，全称为《Environmental Conditions for Process Measurement and Control Systems: Airborne Contaminants》（过程测量与控制系统环境条件：空气污染物）。该标准的核心目标是量化工业环境中气态污染物对电子设备和金属材料的腐蚀影响，并据此建立统一、科学的大气腐蚀等级体系，为设备选型、防护设计及运维管理提供依据。

一、G1/G2/G3/GX 防腐等级划分

ANSI/ISA-71.04 将腐蚀性环境划分为四个等级，以“G”（Gaseous，气态污染物为主）标识：

等级	名称	腐蚀程度	典型应用场景
G1	轻微（Mild）	低	办公室、数据中心、洁净厂房
G2	中等（Moderate）	中	一般制造车间、城市周边工厂
G3	严重（Severe）	高	污水处理厂、沿海电厂、化工外围
GX	极端严重（Extreme）	极高	氯碱车间、电镀线、强酸储罐区

⚠️ 注意：GX 是标准中的Zui别，不存在 G4。

二、分级依据：腐蚀速率测试法（核心方法）

标准采用铜片（Cu）和银片（Ag）暴露测试法作为主要判定依据：

测试周期：30 天

测量单位：Ångström（Å）/30天（1 Å = 0.1 nm）

判定逻辑：任一金属超标即升一级

等级	铜（Cu）腐蚀速率上限	银（Ag）腐蚀速率上限	主要敏感污染物
G1	≤ 300 Å	≤ 200 Å	微量 SO₂、NOₓ
G2	≤ 1000 Å	≤ 2000 Å	中等 H₂S、SO₂
G3	≤ 2000 Å	≤ 2000 Å	高浓度 H₂S、Cl₂、NH₃、SO₂
GX	> 2000 Å	> 2000 Å	卤素气体、强酸蒸汽、混合毒气

金属敏感性说明：

铜：对硫化物（H₂S、SO₂）高度敏感

银：对氯化物（Cl₂、盐雾）和硫化物均敏感

三、辅助参考：空气污染物浓度限值（非强制）

虽然标准推荐以实测腐蚀速率为准，但附录中也提供了典型气体浓度阈值供工程参考：

污染物	G2 近似上限	G3 近似上限
H₂S	10 ppb	100 ppb
SO₂	50 ppb	300 ppb
Cl₂	—	10 ppb
NH₃	100 ppb	1000 ppb
相对湿度	< 70% RH	常 > 80% RH

实际工程中，气体浓度易波动且难以代表真实腐蚀效应，因此优先采用铜/银测试片法。

四、各等级对电子设备的影响

等级	主要威胁	典型失效模式
G1	几乎无影响	无
G2	缓慢氧化	继电器触点电阻增大、端子轻微锈蚀
G3	快速腐蚀，寿命显著缩短	PCB铜箔断裂、银触点硫化、传感器漂移、电源短路
GX	极短时间内不可逆损坏	金属锈穿、塑料脆化、电路完全失效

在 G3 环境中，普通工业 PLC 的 MTBF（平均故障间隔）可能从 10 万小时骤降至不足 2 万小时。

五、工程防护策略建议▶ G1 环境

常规工业设备即可

无需特殊防腐

▶ G2 环境

PCB 涂覆基础三防漆（conformal coating）

外壳密封 ≥ IP54

避免使用裸露银触点继电器

▶ G3 环境（重点防护）

设备需通过 ISA-71.04 G3 认证

PCB 使用聚氨酯或 Parylene 级三防漆

连接器/端子采用镀金或镀镍

外壳材质：316 不锈钢或耐腐蚀工程塑料，IP65/IP66

系统级措施：

正压通风仪表柜（Purge & Pressurization）

柜内配置活性炭 + HEPA 过滤

控制湿度 < 60% RH

▶ GX 环境

不建议直接安装电子设备

必须采用：

远程隔离安装（光纤/气动信号）

全焊接密封或陶瓷封装设备

视设备为耗材，定期更换

六、如何验证现场环境等级？

委托第三方检测
按 ISA-71.04 附录 A 布放铜/银测试片，30 天后送检分析。

在线腐蚀监测仪
如 Purafil、Kontrol Sulfide 等，实时监测腐蚀趋势。

历史故障分析
若频繁出现硫化、氯蚀类故障，可初步判断为 G3+。

七、常见误区澄清

误区	正确认知
“IP66 = 防 G3 腐蚀”	IP 等级仅防尘防水，无法阻隔 H₂S、Cl₂ 等小分子气体
“不锈钢 = 防腐”	304 不锈钢在含氯环境中会点蚀；G3 推荐 316L 或更高
“室内就是 G1”	若无新风过滤，地下泵房等室内区域可达 G3
“通过盐雾测试 = 通过 G3”	盐雾（ASTM B117）仅模拟 NaCl，不能代表复杂 G3 气氛

八、总结

ANSI/ISA-71.04 是工业电子设备防腐设计的基石标准。

G3 是Zui常见且Zui具挑战性的高腐蚀等级，需系统性防护。

环境等级判定必须基于实测数据，不可凭经验猜测。

合规不是成本增加，而是降低全生命周期风险：合理 G3 防护可将设备寿命延长 3–5 倍。

✅ 建议：在关键工业场景中，应结合现场腐蚀监测、材料选型与防护设计，构建“监测-评估-防护-维护”闭环体系，确保系统长期可靠运行。