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1、-腐蝕試驗(yàn)方法腐蝕試驗(yàn)方法第一節(jié)第一節(jié) 腐蝕試驗(yàn)的目的及分類腐蝕試驗(yàn)的目的及分類第二節(jié)第二節(jié) 腐蝕試驗(yàn)條件腐蝕試驗(yàn)條件第三節(jié)第三節(jié) 金屬腐蝕試驗(yàn)方法金屬腐蝕試驗(yàn)方法第四節(jié)第四節(jié) 非金屬材料腐蝕試驗(yàn)方法非金屬材料腐蝕試驗(yàn)方法第五節(jié)第五節(jié) 工業(yè)腐蝕監(jiān)測方法簡介工業(yè)腐蝕監(jiān)測方法簡介-第一節(jié)第一節(jié) 腐蝕試驗(yàn)的目的及分類腐蝕試驗(yàn)的目的及分類一、腐蝕試驗(yàn)的目的一、腐蝕試驗(yàn)的目的(1 1)管理生產(chǎn)工藝,控制產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)性試驗(yàn)。這)管理生產(chǎn)工藝,控制產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)性試驗(yàn)。這些試驗(yàn)通常是檢驗(yàn)材料質(zhì)量的例行實(shí)驗(yàn)。些試驗(yàn)通常是檢驗(yàn)材料質(zhì)量的例行實(shí)驗(yàn)。(2 2)選擇適合于在特定腐蝕介質(zhì)中使用的材料。)選擇適合于在特
2、定腐蝕介質(zhì)中使用的材料。 (3 3)針對(duì)指定的金屬)針對(duì)指定的金屬/ /介質(zhì)體系選擇合適的緩蝕劑及介質(zhì)體系選擇合適的緩蝕劑及其最佳使用量。其最佳使用量。(4 4)對(duì)已確定的材料)對(duì)已確定的材料/ /介質(zhì)體系,估計(jì)材料的使用壽介質(zhì)體系,估計(jì)材料的使用壽命。命。-(5 5)確定由于腐蝕對(duì)產(chǎn)品造成污染的可能性或污染程)確定由于腐蝕對(duì)產(chǎn)品造成污染的可能性或污染程度。度。(6 6)在發(fā)生事故時(shí),追查原因和尋找解決問題的方法。)在發(fā)生事故時(shí),追查原因和尋找解決問題的方法。 (7 7)選擇有效的防腐措施,并估計(jì)其效果如何。)選擇有效的防腐措施,并估計(jì)其效果如何。(8 8)研制和發(fā)展新型耐蝕材料。)研制和發(fā)展
3、新型耐蝕材料。(9 9)對(duì)工廠設(shè)備的腐蝕狀態(tài)進(jìn)行間斷的或連續(xù)的監(jiān)視)對(duì)工廠設(shè)備的腐蝕狀態(tài)進(jìn)行間斷的或連續(xù)的監(jiān)視性檢測,進(jìn)而控制腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。性檢測,進(jìn)而控制腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。(1010)進(jìn)行腐蝕機(jī)理與腐蝕規(guī)律的研究。)進(jìn)行腐蝕機(jī)理與腐蝕規(guī)律的研究。-二、腐蝕試驗(yàn)方法的分類二、腐蝕試驗(yàn)方法的分類 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅性S多不同類型根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,有許多不同類型的試驗(yàn)方法。通常可將腐蝕試驗(yàn)分為三大的試驗(yàn)方法。通??蓪⒏g試驗(yàn)分為三大類,即類,即實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)和實(shí)物試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)和實(shí)物試驗(yàn)。-1 1 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是指在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有目的地將專實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是指在實(shí)
4、驗(yàn)室內(nèi)有目的地將專門制備的小型試樣在人工配制的、受控制的環(huán)門制備的小型試樣在人工配制的、受控制的環(huán)境介質(zhì)條件下進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)。境介質(zhì)條件下進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):可充分利用實(shí)驗(yàn)室測驗(yàn)儀器、控制設(shè)備:可充分利用實(shí)驗(yàn)室測驗(yàn)儀器、控制設(shè)備的嚴(yán)格精確性及試驗(yàn)條件和試驗(yàn)時(shí)間的靈活性;的嚴(yán)格精確性及試驗(yàn)條件和試驗(yàn)時(shí)間的靈活性;可自由選擇試樣的大小及形狀;可嚴(yán)格地控制可自由選擇試樣的大小及形狀;可嚴(yán)格地控制有關(guān)的影響因素,試驗(yàn)時(shí)間較短、試驗(yàn)結(jié)果的有關(guān)的影響因素,試驗(yàn)時(shí)間較短、試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性較好等。重現(xiàn)性較好等。-(1 1)模擬試驗(yàn))模擬試驗(yàn) 一種不加速的長期試驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室的小型一種不加速的長期試驗(yàn),在實(shí)
5、驗(yàn)室的小型模擬裝置中,盡可能地精確地模擬自然界或工模擬裝置中,盡可能地精確地模擬自然界或工業(yè)生產(chǎn)中所遇到的介質(zhì)及條件,雖然介質(zhì)和環(huán)業(yè)生產(chǎn)中所遇到的介質(zhì)及條件,雖然介質(zhì)和環(huán)境條件的嚴(yán)格重現(xiàn)是困難的,但境條件的嚴(yán)格重現(xiàn)是困難的,但主要影響因素主要影響因素要充分考慮。要充分考慮。 這種試驗(yàn)周期長,費(fèi)用大,但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較這種試驗(yàn)周期長,費(fèi)用大,但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較可靠,重現(xiàn)性也高??煽?,重現(xiàn)性也高。-(2 2)加速腐蝕試驗(yàn))加速腐蝕試驗(yàn) 是一種強(qiáng)化的腐蝕試驗(yàn)方法。把對(duì)材料腐蝕有影是一種強(qiáng)化的腐蝕試驗(yàn)方法。把對(duì)材料腐蝕有影響的因素如介質(zhì)濃度、化學(xué)成分、溫度、流速等加響的因素如介質(zhì)濃度、化學(xué)成分、溫度、流速等加以改
6、變,使之強(qiáng)化腐蝕作用,從而加速整個(gè)試驗(yàn)過以改變,使之強(qiáng)化腐蝕作用,從而加速整個(gè)試驗(yàn)過程的進(jìn)行。程的進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):可在:可在較短時(shí)間內(nèi)較短時(shí)間內(nèi)確定材料發(fā)生某種腐蝕的傾向,確定材料發(fā)生某種腐蝕的傾向,或若干種材料在指定條件下的相對(duì)耐蝕順序?;蛉舾煞N材料在指定條件下的相對(duì)耐蝕順序。缺點(diǎn)缺點(diǎn):只能強(qiáng)化一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)控制因素。只能強(qiáng)化一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)控制因素。除特殊腐除特殊腐蝕試驗(yàn)外,一般不應(yīng)引入實(shí)際條件下并不存在的因蝕試驗(yàn)外,一般不應(yīng)引入實(shí)際條件下并不存在的因素,也不能因引入了加速因素而改變實(shí)際條件下原素,也不能因引入了加速因素而改變實(shí)際條件下原來的腐蝕行為和特征。來的腐蝕行為和特征。-2 2 現(xiàn)場
7、試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn) 指把專門制備的試樣置于現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境指把專門制備的試樣置于現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)。中進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):環(huán)境條件的真實(shí)性,它的試驗(yàn)結(jié)果比較:環(huán)境條件的真實(shí)性,它的試驗(yàn)結(jié)果比較可靠,試驗(yàn)本身也較簡單??煽浚囼?yàn)本身也較簡單。缺點(diǎn)缺點(diǎn):現(xiàn)場試驗(yàn)中的環(huán)境因素?zé)o法控制,結(jié)果:現(xiàn)場試驗(yàn)中的環(huán)境因素?zé)o法控制,結(jié)果的重現(xiàn)性較差,試驗(yàn)周期較長,且試驗(yàn)用的試的重現(xiàn)性較差,試驗(yàn)周期較長,且試驗(yàn)用的試樣與實(shí)物狀態(tài)之間存在較大的差異。樣與實(shí)物狀態(tài)之間存在較大的差異。-3 3 實(shí)物試驗(yàn)實(shí)物試驗(yàn) 指將試驗(yàn)材料制成實(shí)物部件、設(shè)備或小型試指將試驗(yàn)材料制成實(shí)物部件、設(shè)備或小型試驗(yàn)性裝置,在現(xiàn)場的實(shí)際
8、應(yīng)用下進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)。驗(yàn)性裝置,在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用下進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):解決了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及現(xiàn)場試驗(yàn)中難以全面模:解決了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及現(xiàn)場試驗(yàn)中難以全面模擬的問題,而且包括了結(jié)構(gòu)件在加工過程中所受擬的問題,而且包括了結(jié)構(gòu)件在加工過程中所受的影響。能夠較全面正確地反映材料在使用條件的影響。能夠較全面正確地反映材料在使用條件下的耐蝕性。下的耐蝕性。缺點(diǎn)缺點(diǎn):費(fèi)用較大,試驗(yàn)周期長,且不能對(duì)幾種材料:費(fèi)用較大,試驗(yàn)周期長,且不能對(duì)幾種材料同時(shí)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。同時(shí)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。 因此,實(shí)物試驗(yàn)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)因此,實(shí)物試驗(yàn)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。的基礎(chǔ)上進(jìn)行。-第二節(jié)第二節(jié) 腐蝕試驗(yàn)
9、條件腐蝕試驗(yàn)條件一、試樣的準(zhǔn)備一、試樣的準(zhǔn)備1 1 試樣材料試樣材料 對(duì)所用試樣的對(duì)所用試樣的各種原始資料各種原始資料應(yīng)盡可能地詳應(yīng)盡可能地詳細(xì)了解,其中包括材料的牌號(hào)、化學(xué)成分等,細(xì)了解,其中包括材料的牌號(hào)、化學(xué)成分等,對(duì)于金屬還應(yīng)包括試樣的冶金和加工工藝特征、對(duì)于金屬還應(yīng)包括試樣的冶金和加工工藝特征、熱處理及金相組織等。熱處理及金相組織等。 這些資料的了解,對(duì)于腐蝕結(jié)果的分析有這些資料的了解,對(duì)于腐蝕結(jié)果的分析有重要的參考作用。重要的參考作用。-2 2 試樣的形狀與尺寸試樣的形狀與尺寸 取決于試驗(yàn)的目的、試驗(yàn)的方法、材料的性取決于試驗(yàn)的目的、試驗(yàn)的方法、材料的性質(zhì)、試驗(yàn)的時(shí)間和試驗(yàn)的裝置等
10、。質(zhì)、試驗(yàn)的時(shí)間和試驗(yàn)的裝置等。 試樣的外形要求簡單,以便于精確測量表面試樣的外形要求簡單,以便于精確測量表面積、清除腐蝕產(chǎn)物和進(jìn)行加工。積、清除腐蝕產(chǎn)物和進(jìn)行加工。 為了為了消除邊界效應(yīng)消除邊界效應(yīng)的影響,試樣表面積對(duì)邊的影響,試樣表面積對(duì)邊緣面積之比要盡量大些,試樣表面積對(duì)試樣重量緣面積之比要盡量大些,試樣表面積對(duì)試樣重量之比也要盡量大些。之比也要盡量大些。 通常實(shí)驗(yàn)室所用的試樣尺寸為通常實(shí)驗(yàn)室所用的試樣尺寸為 矩形矩形 50mm50mm25mm25mm(2-32-3)mmmm 圓盤形圓盤形(30-4030-40)mmmm (2-32-3)mmmm 圓柱形圓柱形10mm 10mm 20mm
11、 20mm-3 3 試樣的表面處理試樣的表面處理 試樣表面的光潔度、均一性和潔凈程度是試樣表面的光潔度、均一性和潔凈程度是影響腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性和可比性的重要因影響腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性和可比性的重要因素,因此在試驗(yàn)前應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的表面處理。素,因此在試驗(yàn)前應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的表面處理。 通常從原材料上切取、經(jīng)適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工通常從原材料上切取、經(jīng)適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工和必要的研磨拋光制成試樣,再經(jīng)統(tǒng)一的清洗和必要的研磨拋光制成試樣,再經(jīng)統(tǒng)一的清洗使之具有接近的表面狀態(tài)。使之具有接近的表面狀態(tài)。-4 4 平行試樣的數(shù)量平行試樣的數(shù)量 為提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,每次試驗(yàn)時(shí)須為提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,每次試驗(yàn)時(shí)須用一定數(shù)
12、量的平行試樣。平行試樣越多,結(jié)果用一定數(shù)量的平行試樣。平行試樣越多,結(jié)果的準(zhǔn)確性就越高。的準(zhǔn)確性就越高。 通常一般試驗(yàn)的平行試樣為通常一般試驗(yàn)的平行試樣為3-123-12個(gè),常用個(gè),常用5 5個(gè)。加載應(yīng)力試驗(yàn),試樣為個(gè)。加載應(yīng)力試驗(yàn),試樣為5-205-20個(gè),常用個(gè),常用1010個(gè)。個(gè)。 在同一試驗(yàn)容器中只可進(jìn)行一個(gè)或幾個(gè)同在同一試驗(yàn)容器中只可進(jìn)行一個(gè)或幾個(gè)同一材質(zhì)的平行試樣的腐蝕試驗(yàn)。一材質(zhì)的平行試樣的腐蝕試驗(yàn)。-二、腐蝕的暴露條件二、腐蝕的暴露條件1 1 腐蝕介質(zhì)腐蝕介質(zhì)(1 1)直接取自生產(chǎn)現(xiàn)場;)直接取自生產(chǎn)現(xiàn)場;(2 2)按現(xiàn)場介質(zhì)成分人工配制,應(yīng)當(dāng)用蒸餾水和化學(xué))按現(xiàn)場介質(zhì)成分人工
13、配制,應(yīng)當(dāng)用蒸餾水和化學(xué)純試劑精確地配制試驗(yàn)溶液,以嚴(yán)格控制試液的成純試劑精確地配制試驗(yàn)溶液,以嚴(yán)格控制試液的成分。分。 在試驗(yàn)過程中,還必須防止由于溶液蒸發(fā)及其它在試驗(yàn)過程中,還必須防止由于溶液蒸發(fā)及其它原因引起介質(zhì)濃度、成分和體積的變化,以免影響原因引起介質(zhì)濃度、成分和體積的變化,以免影響介質(zhì)的腐蝕性能和結(jié)果的可靠性。介質(zhì)的腐蝕性能和結(jié)果的可靠性。-2 2 試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度 腐蝕試驗(yàn)溫度應(yīng)盡量模擬實(shí)際腐蝕介質(zhì)的腐蝕試驗(yàn)溫度應(yīng)盡量模擬實(shí)際腐蝕介質(zhì)的溫度。溫度。 實(shí)驗(yàn)室控溫方法實(shí)驗(yàn)室控溫方法:水浴、油浴或空氣恒溫箱中:水浴、油浴或空氣恒溫箱中進(jìn)行。進(jìn)行。 控制的溫度應(yīng)是整個(gè)試樣的控制的溫度應(yīng)是
14、整個(gè)試樣的表面溫度表面溫度,但,但為簡便起見,往往以試液溫度為控制對(duì)象。為簡便起見,往往以試液溫度為控制對(duì)象。-3 3 試驗(yàn)時(shí)間試驗(yàn)時(shí)間 材料的腐蝕速度很少是恒定不變的,經(jīng)常隨時(shí)間材料的腐蝕速度很少是恒定不變的,經(jīng)常隨時(shí)間而不斷變化,因此而不斷變化,因此試驗(yàn)的時(shí)間一般取決于材料的腐試驗(yàn)的時(shí)間一般取決于材料的腐蝕速度蝕速度。 在實(shí)驗(yàn)室里一個(gè)周期的試驗(yàn)時(shí)間通常為在實(shí)驗(yàn)室里一個(gè)周期的試驗(yàn)時(shí)間通常為24-168h24-168h,也就是也就是1-71-7天。如果腐蝕速度是中等或略低的,則可天。如果腐蝕速度是中等或略低的,則可由下式粗略地估計(jì)試驗(yàn)時(shí)間,這個(gè)式子只能確定有由下式粗略地估計(jì)試驗(yàn)時(shí)間,這個(gè)式子只
15、能確定有初測結(jié)果的試驗(yàn)時(shí)間。初測結(jié)果的試驗(yàn)時(shí)間。-4 4 試樣暴露的條件試樣暴露的條件 在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中,根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?,在?shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中,根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌嚇涌稍嚇涌扇咳? (全浸全浸) )、部分、部分( (半投半投) )或間斷或間斷地暴露地暴露于腐蝕介質(zhì)中,以模擬實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的于腐蝕介質(zhì)中,以模擬實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的各種情況。各種情況。-5 5 試樣安放與涂封試樣安放與涂封(1 1)防止電偶效應(yīng))防止電偶效應(yīng) 試樣的安放應(yīng)保證試樣與試樣之間、試樣與容器試樣的安放應(yīng)保證試樣與試樣之間、試樣與容器之間、試樣與支架之間電絕緣;之間、試樣與支架之間電絕緣;(2 2)防止縫隙腐蝕)防止
16、縫隙腐蝕 試樣與試樣之間、試樣與容器之間、試樣與支架試樣與試樣之間、試樣與容器之間、試樣與支架之間不產(chǎn)生縫隙;之間不產(chǎn)生縫隙; 試樣表面與介質(zhì)充分接觸。同時(shí),要求試樣裝取試樣表面與介質(zhì)充分接觸。同時(shí),要求試樣裝取方便、牢固可靠;支架本身耐蝕等。方便、牢固可靠;支架本身耐蝕等。 - (3 3)防止水線腐蝕(氧濃差腐蝕)防止水線腐蝕(氧濃差腐蝕) 保證試樣有恒定的暴露面積,用絕緣材保證試樣有恒定的暴露面積,用絕緣材料將試樣部分表面涂封遮蔽。料將試樣部分表面涂封遮蔽。 在進(jìn)行電化學(xué)測試時(shí),必須在試樣上引在進(jìn)行電化學(xué)測試時(shí),必須在試樣上引出導(dǎo)線,導(dǎo)線和試樣的結(jié)點(diǎn)必須涂封,以出導(dǎo)線,導(dǎo)線和試樣的結(jié)點(diǎn)必須
17、涂封,以防電偶腐蝕的干擾。防電偶腐蝕的干擾。 涂封要求絕緣好、牢固、簡便。涂封要求絕緣好、牢固、簡便。- 常用的絕緣材料有環(huán)氧樹脂、清漆、聚常用的絕緣材料有環(huán)氧樹脂、清漆、聚四氟乙烯和石蠟、松香等。四氟乙烯和石蠟、松香等。-第三節(jié)第三節(jié) 金屬腐蝕試驗(yàn)方法金屬腐蝕試驗(yàn)方法一、表面觀察法一、表面觀察法 表面觀察法分為宏觀檢查和顯微觀察兩種。表面觀察法分為宏觀檢查和顯微觀察兩種。(1 1)宏觀檢查)宏觀檢查 對(duì)金屬材料在腐蝕前后及去除腐蝕產(chǎn)物前后的形對(duì)金屬材料在腐蝕前后及去除腐蝕產(chǎn)物前后的形態(tài)做肉眼觀察。態(tài)做肉眼觀察。注意腐蝕產(chǎn)物的形態(tài)、分布以及它們的顏色、厚度、注意腐蝕產(chǎn)物的形態(tài)、分布以及它們的顏
18、色、厚度、致密度和附著性;致密度和附著性;注意腐蝕介質(zhì)中的變化,包括溶液的顏色,腐蝕產(chǎn)注意腐蝕介質(zhì)中的變化,包括溶液的顏色,腐蝕產(chǎn)物在溶液中的形態(tài)、顏色、類型和數(shù)量等。物在溶液中的形態(tài)、顏色、類型和數(shù)量等。-(2 2)顯微觀測)顯微觀測 對(duì)受腐蝕的試樣進(jìn)行金相檢查或斷口分對(duì)受腐蝕的試樣進(jìn)行金相檢查或斷口分析,或者用析,或者用掃描電鏡、透射電鏡、電子探針、掃描電鏡、透射電鏡、電子探針、俄歇能譜儀俄歇能譜儀等作微觀組織結(jié)構(gòu)和相成分的分析,等作微觀組織結(jié)構(gòu)和相成分的分析,據(jù)此可研究微細(xì)的腐蝕特征和腐蝕過程動(dòng)力學(xué)。據(jù)此可研究微細(xì)的腐蝕特征和腐蝕過程動(dòng)力學(xué)。-二、重量法二、重量法(一)基本原理(一)基本
19、原理 金屬由于于腐蝕,其重量要發(fā)生變化,金屬由于于腐蝕,其重量要發(fā)生變化,重量法就是利用金屬試樣腐蝕前后重量的變重量法就是利用金屬試樣腐蝕前后重量的變化來表征腐蝕速度的?;瘉肀碚鞲g速度的。 以單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上的質(zhì)量變化以單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上的質(zhì)量變化來表示的腐蝕速度即為質(zhì)量指標(biāo),常用來表示的腐蝕速度即為質(zhì)量指標(biāo),常用g/g/(m m2 2h h)表示。)表示。- 失重法:當(dāng)腐蝕產(chǎn)物能很好地去除而不損傷失重法:當(dāng)腐蝕產(chǎn)物能很好地去除而不損傷主體金屬時(shí)用這個(gè)方法較為恰當(dāng)。主體金屬時(shí)用這個(gè)方法較為恰當(dāng)。 v v- -=m=m0 0-m-m1 1/St/St式中式中 v v- -金屬失重腐蝕
20、速度,金屬失重腐蝕速度,g/(mg/(m2 2h)h); m m0 0腐蝕前金屬的質(zhì)量,腐蝕前金屬的質(zhì)量,g g; m m1 1腐蝕后金屬的質(zhì)量,腐蝕后金屬的質(zhì)量,g g; SS暴露在腐蝕介質(zhì)中的表面積,暴露在腐蝕介質(zhì)中的表面積, m m2 2; tt試樣的腐蝕時(shí)間,試樣的腐蝕時(shí)間,h h。直觀直觀- 增重法:當(dāng)腐蝕產(chǎn)物全部覆蓋在金屬上且增重法:當(dāng)腐蝕產(chǎn)物全部覆蓋在金屬上且不易除去時(shí)用這個(gè)方法較為恰當(dāng)。不易除去時(shí)用這個(gè)方法較為恰當(dāng)。 v v+ +=m=m2 2-m-m0 0/St/St式中式中 v v+ +金屬增重腐蝕速度,金屬增重腐蝕速度,g/(mg/(m2 2h)h); m m2 2腐蝕后
21、帶有腐蝕產(chǎn)物的試樣質(zhì)量,腐蝕后帶有腐蝕產(chǎn)物的試樣質(zhì)量,g g;-(二)腐蝕產(chǎn)物的清除(二)腐蝕產(chǎn)物的清除 清除腐蝕產(chǎn)物要求能最大限度地除去試樣清除腐蝕產(chǎn)物要求能最大限度地除去試樣表面的腐蝕產(chǎn)物而又盡可能避免損傷試樣的基表面的腐蝕產(chǎn)物而又盡可能避免損傷試樣的基體,如果操作不當(dāng),將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。體,如果操作不當(dāng),將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。-(1 1)機(jī)械法)機(jī)械法 用毛刷或軟橡皮、濾紙等擦洗,在用毛刷或軟橡皮、濾紙等擦洗,在腐蝕腐蝕產(chǎn)物疏松的情況下產(chǎn)物疏松的情況下應(yīng)用。應(yīng)用。(2 2)化學(xué)法)化學(xué)法 選擇適宜的選擇適宜的去膜劑去膜劑及去膜條件,要力求及去膜條件,要力求腐蝕產(chǎn)物溶解快,空白失重小,操作
22、簡便。腐蝕產(chǎn)物溶解快,空白失重小,操作簡便。在浸洗后用橡皮、刷子擦除腐蝕產(chǎn)物。在浸洗后用橡皮、刷子擦除腐蝕產(chǎn)物。 P148 Tab.9-1P148 Tab.9-1-(3 3)電化學(xué)法)電化學(xué)法 電化學(xué)法是將電化學(xué)法是將試樣作為陰極試樣作為陰極,接在直流,接在直流. .電源的負(fù)電源的負(fù)極,選擇一適當(dāng)?shù)妮o助陽極(常用石墨),在適當(dāng)極,選擇一適當(dāng)?shù)妮o助陽極(常用石墨),在適當(dāng)?shù)娜ツひ褐型?。介質(zhì)中的氫離子在陰極還原析出的去膜液中通電。介質(zhì)中的氫離子在陰極還原析出氫氣,產(chǎn)生機(jī)械作用使腐蝕產(chǎn)物剝落,殘留的疏松氫氣,產(chǎn)生機(jī)械作用使腐蝕產(chǎn)物剝落,殘留的疏松產(chǎn)物用機(jī)械方法即可除凈。產(chǎn)物用機(jī)械方法即可除凈。優(yōu)點(diǎn)
23、:優(yōu)點(diǎn):去除腐蝕產(chǎn)物效果好,空白失重小,適用范圍去除腐蝕產(chǎn)物效果好,空白失重小,適用范圍廣。廣。注意:注意:試樣要帶電入槽,帶電取出。某一去膜液中只試樣要帶電入槽,帶電取出。某一去膜液中只能連續(xù)處理同一種材質(zhì)的試樣。試樣的掛鉤或夾具能連續(xù)處理同一種材質(zhì)的試樣。試樣的掛鉤或夾具必須與試件的材質(zhì)相近。必須與試件的材質(zhì)相近。-(三)結(jié)果的評(píng)定(三)結(jié)果的評(píng)定 根據(jù)重量法測量的腐蝕速度可以對(duì)金屬耐根據(jù)重量法測量的腐蝕速度可以對(duì)金屬耐全面腐蝕的性能作出評(píng)級(jí)。全面腐蝕的性能作出評(píng)級(jí)。 均勻腐蝕的十級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。均勻腐蝕的十級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 - 重量法的不足:重量法的不足:測量的只是某一時(shí)間內(nèi)金屬測量
24、的只是某一時(shí)間內(nèi)金屬的的平均腐蝕速度平均腐蝕速度,掩蓋了因環(huán)境介質(zhì)的變,掩蓋了因環(huán)境介質(zhì)的變化、操作程序的改變,金屬表面狀態(tài)的變化、操作程序的改變,金屬表面狀態(tài)的變化及其他因素的影響所導(dǎo)致的腐蝕速度的化及其他因素的影響所導(dǎo)致的腐蝕速度的各種變化。各種變化。 試驗(yàn)周期若較長,腐蝕產(chǎn)物的清除以及試驗(yàn)周期若較長,腐蝕產(chǎn)物的清除以及稱量的稱量的誤差誤差等都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的等都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的精確性精確性。- 優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):這種方法這種方法簡單,可靠簡單,可靠,作為一種最,作為一種最基本的定量評(píng)級(jí)方法,它仍是許多電化學(xué)基本的定量評(píng)級(jí)方法,它仍是許多電化學(xué)的、物理的和化學(xué)的現(xiàn)代評(píng)定方法鑒定比的、物理的和化學(xué)
25、的現(xiàn)代評(píng)定方法鑒定比較的基礎(chǔ)。較的基礎(chǔ)。-三、電化學(xué)試驗(yàn)方法三、電化學(xué)試驗(yàn)方法 研究探討電極過程的動(dòng)力學(xué)、腐蝕機(jī)理和研究探討電極過程的動(dòng)力學(xué)、腐蝕機(jī)理和防腐措施,還可快速連續(xù)測定腐蝕速度。防腐措施,還可快速連續(xù)測定腐蝕速度。 目前常用的電化學(xué)試驗(yàn)方法有目前常用的電化學(xué)試驗(yàn)方法有極化曲線法極化曲線法和線性極化法和線性極化法。-1 1 極化曲線的測量原理極化曲線的測量原理(1 1)恒電流法)恒電流法 以電流為自變量,測量電極電位與電流的以電流為自變量,測量電極電位與電流的函數(shù)關(guān)系,即函數(shù)關(guān)系,即E=E=f f(I) (I) 。得到。得到恒電流極化曲線恒電流極化曲線。(2 2)恒電位法)恒電位法 是
26、以電位為自變量,測量電流與電極電位是以電位為自變量,測量電流與電極電位的函數(shù)關(guān)系。即的函數(shù)關(guān)系。即I=I=f f(E) (E) 。得到。得到恒電位極化曲線恒電位極化曲線。-在進(jìn)行恒電流或恒電位測試中均可采用在進(jìn)行恒電流或恒電位測試中均可采用穩(wěn)態(tài)測量法穩(wěn)態(tài)測量法、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)測量法和連續(xù)掃描法。準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)測量法和連續(xù)掃描法。 穩(wěn)態(tài)法是指在給定自變量的作用下,相應(yīng)的響應(yīng)穩(wěn)態(tài)法是指在給定自變量的作用下,相應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)完全達(dá)到穩(wěn)定不變的狀態(tài)。在測量技術(shù)上要求信號(hào)完全達(dá)到穩(wěn)定不變的狀態(tài)。在測量技術(shù)上要求其參數(shù)完全不變是不可能的,因此考慮到儀器精度其參數(shù)完全不變是不可能的,因此考慮到儀器精度和實(shí)驗(yàn)要求,可和實(shí)驗(yàn)要求
27、,可規(guī)定響應(yīng)信號(hào)在一定的時(shí)間內(nèi)變化規(guī)定響應(yīng)信號(hào)在一定的時(shí)間內(nèi)變化不超過一定的范圍即可視為穩(wěn)定不超過一定的范圍即可視為穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)極化曲線均。穩(wěn)態(tài)極化曲線均是逐點(diǎn)測量獲得的,這種逐點(diǎn)測量法也稱為是逐點(diǎn)測量獲得的,這種逐點(diǎn)測量法也稱為步進(jìn)法步進(jìn)法。-2 2 測量儀器及裝置測量儀器及裝置 測量極化曲線一般采用測量極化曲線一般采用三電極系統(tǒng)三電極系統(tǒng),所謂三電極即,所謂三電極即研究電研究電極、輔助電極和參比電極。極、輔助電極和參比電極。(1 1) 研究電極(工作電極)研究電極(工作電極) 由試樣制成由試樣制成,一般要求經(jīng)一定的表面處理,并有確定的暴,一般要求經(jīng)一定的表面處理,并有確定的暴露面積。因此,在
28、測試前需封裝試樣。露面積。因此,在測試前需封裝試樣。(2 2)輔助電極)輔助電極 與研究電極構(gòu)成電流通路,因此輔助電極通常與研究電極構(gòu)成電流通路,因此輔助電極通常由惰性材料由惰性材料制成制成,以免與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。常采用鉑或石墨作輔助電極。,以免與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。常采用鉑或石墨作輔助電極。(3 3)參比電極)參比電極 與研究電極組成測量電池,作為電極電位量的參考比較標(biāo)與研究電極組成測量電池,作為電極電位量的參考比較標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)。-除上述三電極外,還需極化電源和若干測量儀除上述三電極外,還需極化電源和若干測量儀器才構(gòu)成一個(gè)器才構(gòu)成一個(gè)完整的測試回路完整的測試回路。-電子恒電位儀電子恒電位儀 具有結(jié)構(gòu)
29、簡單、體積小、輸具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸出電流大、輸入阻抗高,響應(yīng)出電流大、輸入阻抗高,響應(yīng)速摩快和控制精度高等優(yōu)點(diǎn),速摩快和控制精度高等優(yōu)點(diǎn),它具有自動(dòng)控制恒電位的能力,它具有自動(dòng)控制恒電位的能力,并可配上微機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測量。并可配上微機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測量。 恒電位儀既可進(jìn)行恒電位測恒電位儀既可進(jìn)行恒電位測量,也可進(jìn)行恒電流測量,使量,也可進(jìn)行恒電流測量,使用十分方便。用十分方便。-3 3 極化曲線的應(yīng)用極化曲線的應(yīng)用(1 1)測定金屬的腐蝕速度(電流密度法)測定金屬的腐蝕速度(電流密度法) v v- -=Ai=Aia a/nF/nF10104 4 式中式中 v v- -金屬的腐蝕速度,金屬的腐
30、蝕速度,g/(mg/(m2 2h)h); i ia a 陽極電流密度,陽極電流密度,A/ cmA/ cm2 2 ; AA金屬的克原子量,金屬的克原子量,g g (在數(shù)值上等于原子量);(在數(shù)值上等于原子量); nn金屬的價(jià)數(shù);金屬的價(jià)數(shù); FF法拉第常數(shù),法拉第常數(shù),F(xiàn)=26.8AF=26.8Ah h。- 這種利用極化曲線的塔菲爾直線外延以求得這種利用極化曲線的塔菲爾直線外延以求得腐蝕電流密度的方法有許多局限性,它只限于活腐蝕電流密度的方法有許多局限性,它只限于活化控制的腐蝕體系,且在外延作用時(shí),會(huì)帶來較化控制的腐蝕體系,且在外延作用時(shí),會(huì)帶來較大的誤差。大的誤差。-(2 2)判斷介質(zhì)中添加劑
31、的作用機(jī)理。)判斷介質(zhì)中添加劑的作用機(jī)理。 根據(jù)加或不加添加劑時(shí)的極化曲線的分析,根據(jù)加或不加添加劑時(shí)的極化曲線的分析,可以判斷這種添加劑是否有緩蝕作用及其緩蝕可以判斷這種添加劑是否有緩蝕作用及其緩蝕機(jī)理。機(jī)理。陽極型陽極型陰極型陰極型混合型混合型- 幾種添加劑加入后都使腐蝕電流密度有不同程幾種添加劑加入后都使腐蝕電流密度有不同程度的降低,所以這幾種添加劑都是緩蝕劑。度的降低,所以這幾種添加劑都是緩蝕劑。曲線曲線1添加劑阻滯了陽極添加劑阻滯了陽極過程,使腐蝕電位正移,過程,使腐蝕電位正移,是是陽極型緩蝕劑陽極型緩蝕劑。曲線曲線2添加劑阻滯了陰極添加劑阻滯了陰極過程,使腐蝕電位負(fù)移,過程,使腐蝕
32、電位負(fù)移,為為陰極型緩蝕劑陰極型緩蝕劑。曲線曲線3所示的添加劑同時(shí)所示的添加劑同時(shí)阻滯了陰極過程和陽極過阻滯了陰極過程和陽極過程。腐蝕電位變化不大,程。腐蝕電位變化不大,是一種是一種混合型緩蝕劑混合型緩蝕劑。陽極型陽極型陰極型陰極型混合型混合型-(3 3)評(píng)選緩蝕劑)評(píng)選緩蝕劑鑒別與比較各種緩蝕劑的緩蝕效果;鑒別與比較各種緩蝕劑的緩蝕效果;了解緩蝕劑的加入量對(duì)緩蝕效果的影響,找出最佳了解緩蝕劑的加入量對(duì)緩蝕效果的影響,找出最佳加入量。加入量。 篩選緩蝕劑的方法很多,測定極化曲線是篩選水篩選緩蝕劑的方法很多,測定極化曲線是篩選水溶液中緩蝕劑的重要方法。溶液中緩蝕劑的重要方法。- 圖所示為鉬酸銨對(duì)
33、低碳鋼在碳化塔生產(chǎn)液中陽極行為圖所示為鉬酸銨對(duì)低碳鋼在碳化塔生產(chǎn)液中陽極行為的影響。由曲線看出,緩蝕劑的效率明顯地隨鉬酸銨的濃的影響。由曲線看出,緩蝕劑的效率明顯地隨鉬酸銨的濃度的變化而變化。度的變化而變化。-(4 4)研制和發(fā)展新型耐蝕合金)研制和發(fā)展新型耐蝕合金 為了發(fā)展新的耐蝕合金,采用為了發(fā)展新的耐蝕合金,采用恒電位法恒電位法研研究合金的鈍化行為比用其它腐蝕試驗(yàn)方法簡便;究合金的鈍化行為比用其它腐蝕試驗(yàn)方法簡便; 合金鈍化曲線中的臨界電位越負(fù),臨界電合金鈍化曲線中的臨界電位越負(fù),臨界電流和維鈍電流越小,則合金越易鈍化,耐蝕性流和維鈍電流越小,則合金越易鈍化,耐蝕性越好。越好。因此通過測
34、量合金的鈍化曲線可以比較因此通過測量合金的鈍化曲線可以比較合金的鈍化性能和耐蝕性。合金的鈍化性能和耐蝕性。- 從圖中可以看出在鉻從圖中可以看出在鉻錳氮不銹鋼中加入鉬后,錳氮不銹鋼中加入鉬后,鋼的鈍化傾向和耐蝕性鋼的鈍化傾向和耐蝕性均能提高,而加銅后,均能提高,而加銅后,只能使鋼的鈍化傾向略只能使鋼的鈍化傾向略有提高,但對(duì)鋼的耐蝕有提高,但對(duì)鋼的耐蝕性沒什么影響。性沒什么影響。-四、局部腐蝕試驗(yàn)方法四、局部腐蝕試驗(yàn)方法(一)點(diǎn)蝕試驗(yàn)方法(一)點(diǎn)蝕試驗(yàn)方法 1 1 化學(xué)浸泡法化學(xué)浸泡法 將試片全部浸沒在作為將試片全部浸沒在作為點(diǎn)蝕促進(jìn)劑點(diǎn)蝕促進(jìn)劑的的FeClFeCl3 3水溶液中進(jìn)行。水溶液中進(jìn)行
35、。-(1 1)試驗(yàn)溶液)試驗(yàn)溶液 10%FeCl10%FeCl3 36H6H2 2O O溶液,其中稍許加入溶液,其中稍許加入0.05mol/L0.05mol/L鹽酸溶液鹽酸溶液進(jìn)行酸化。進(jìn)行酸化。(2 2)試驗(yàn)溫度)試驗(yàn)溫度 試驗(yàn)溫度根據(jù)美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)試驗(yàn)溫度根據(jù)美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)(ASTM)規(guī)定為規(guī)定為222222或或505022,中國一般采用,中國一般采用303022或或505022(3 3)試驗(yàn)時(shí)間)試驗(yàn)時(shí)間 一般為一般為72h72h,或根據(jù)需要確定。,或根據(jù)需要確定。(4 4)試驗(yàn)方法)試驗(yàn)方法 試驗(yàn)后用失重法計(jì)算腐蝕速度,并觀察,記錄試樣表面蝕試驗(yàn)后用失重法計(jì)算腐蝕速度,
36、并觀察,記錄試樣表面蝕孔的分布、密度、尺寸和深度等特征??椎姆植?、密度、尺寸和深度等特征。-點(diǎn)蝕傾向的評(píng)定可采用下列幾種方法點(diǎn)蝕傾向的評(píng)定可采用下列幾種方法(1 1)點(diǎn)蝕系數(shù)表示法,即)點(diǎn)蝕系數(shù)表示法,即 式中全面腐蝕深度系根據(jù)腐蝕失重計(jì)算得式中全面腐蝕深度系根據(jù)腐蝕失重計(jì)算得到。到。 點(diǎn)蝕系數(shù)越大,表明點(diǎn)蝕程度越嚴(yán)重。如點(diǎn)蝕系數(shù)越大,表明點(diǎn)蝕程度越嚴(yán)重。如點(diǎn)蝕系數(shù)為點(diǎn)蝕系數(shù)為1 1,則表明腐蝕為全面腐蝕。,則表明腐蝕為全面腐蝕。- 深度法:以腐蝕后金屬厚度的減少來表示腐深度法:以腐蝕后金屬厚度的減少來表示腐蝕的程度。蝕的程度。 當(dāng)全面腐蝕時(shí),腐蝕深度可通過腐蝕的質(zhì)量當(dāng)全面腐蝕時(shí),腐蝕深度可通
37、過腐蝕的質(zhì)量變化,經(jīng)過換算得到:變化,經(jīng)過換算得到: v vL L=8.79 v=8.79 v- - / /式中式中 v vL L腐蝕深度,腐蝕深度,mm/amm/a; v v- -金屬失重腐蝕速度,金屬失重腐蝕速度,g/(mg/(m2 2h)h); 金屬的密度,金屬的密度,g/cmg/cm3 3. .-(2 2)平均點(diǎn)蝕深度表示法。)平均點(diǎn)蝕深度表示法。 選取選取1010個(gè)最深的腐蝕小孔個(gè)最深的腐蝕小孔,取其深度平均,取其深度平均值表示這一體系的點(diǎn)蝕深度。平均點(diǎn)蝕深度越值表示這一體系的點(diǎn)蝕深度。平均點(diǎn)蝕深度越大,表明點(diǎn)蝕程度越嚴(yán)重。大,表明點(diǎn)蝕程度越嚴(yán)重。(3 3)綜合表示法。)綜合表示法。
38、 用最大蝕孔深度、單位面積上的蝕孔數(shù)以用最大蝕孔深度、單位面積上的蝕孔數(shù)以及最大腐蝕深度數(shù)據(jù)綜合表示。及最大腐蝕深度數(shù)據(jù)綜合表示。-(4 4)統(tǒng)計(jì)方法)統(tǒng)計(jì)方法 金屬表面上發(fā)生點(diǎn)蝕的概率與金屬的點(diǎn)蝕傾向、金屬表面上發(fā)生點(diǎn)蝕的概率與金屬的點(diǎn)蝕傾向、溶液的腐蝕性、試樣面積及腐蝕時(shí)間等因素有關(guān)。溶液的腐蝕性、試樣面積及腐蝕時(shí)間等因素有關(guān)。若于試件在特定條件下的點(diǎn)蝕概率若于試件在特定條件下的點(diǎn)蝕概率P P(%)可用下式)可用下式表示:表示: P=NP=Np p/N/N100%100% N Np p發(fā)生點(diǎn)蝕的試樣數(shù);發(fā)生點(diǎn)蝕的試樣數(shù); NN試樣總數(shù)。試樣總數(shù)。 點(diǎn)蝕概率點(diǎn)蝕概率P P可表示金屬在該特定條
39、件下發(fā)生點(diǎn)蝕可表示金屬在該特定條件下發(fā)生點(diǎn)蝕的敏感性,但不能說明點(diǎn)蝕的發(fā)展速度。的敏感性,但不能說明點(diǎn)蝕的發(fā)展速度。-2 2 電化學(xué)方法電化學(xué)方法 恒電位靜態(tài)法恒電位靜態(tài)法和恒電位動(dòng)態(tài)法和恒電位動(dòng)態(tài)法 恒電位動(dòng)態(tài)法又稱動(dòng)電位法,這種方法采取恒電恒電位動(dòng)態(tài)法又稱動(dòng)電位法,這種方法采取恒電位正反掃描測得環(huán)狀陽極極化曲線以確定位正反掃描測得環(huán)狀陽極極化曲線以確定臨界點(diǎn)蝕臨界點(diǎn)蝕電位電位E Eb b及及保護(hù)電位保護(hù)電位E Ep p。-(1 1)E Eb b:反映了鈍化膜被破壞的難易程度,是評(píng)價(jià)飩化膜:反映了鈍化膜被破壞的難易程度,是評(píng)價(jià)飩化膜的保護(hù)和穩(wěn)定性的特征電位。的保護(hù)和穩(wěn)定性的特征電位。 E E
40、b b越高,表明合金耐點(diǎn)蝕性能越好。越高,表明合金耐點(diǎn)蝕性能越好。 (2 2)E Ep p:反映了蝕孔重新飩化的難易,是評(píng)價(jià)鈍化膜是否:反映了蝕孔重新飩化的難易,是評(píng)價(jià)鈍化膜是否容易修復(fù)的特征電位。容易修復(fù)的特征電位。 E Ep p越高,鈍化膜自修復(fù)能力越強(qiáng),即再飩化能力越強(qiáng)。越高,鈍化膜自修復(fù)能力越強(qiáng),即再飩化能力越強(qiáng)。 可根據(jù)這兩個(gè)特征參數(shù)來共同評(píng)價(jià)合金的耐點(diǎn)蝕性能。可根據(jù)這兩個(gè)特征參數(shù)來共同評(píng)價(jià)合金的耐點(diǎn)蝕性能。 注意:注意:測定臨界點(diǎn)蝕電位測定臨界點(diǎn)蝕電位E Eb b與保護(hù)電位與保護(hù)電位E Ep p的方法不同,所的方法不同,所得數(shù)據(jù)也不盡相同。因此在不同的條件下,用不同的試驗(yàn)得數(shù)據(jù)也不
41、盡相同。因此在不同的條件下,用不同的試驗(yàn)方法測出的數(shù)據(jù)不具備可比性。方法測出的數(shù)據(jù)不具備可比性。-(二)晶間腐蝕試驗(yàn)方法(不銹鋼)(二)晶間腐蝕試驗(yàn)方法(不銹鋼) GB1223-75GB1223-75(P154P154表表9-59-5)。其中較為常用)。其中較為常用的為的為T T法法( (硫酸硫酸- -硫酸銅硫酸銅- -銅屑法銅屑法) )、X X法法(65%(65%沸騰沸騰硝酸法硝酸法) )和和C C法法( (草酸電解浸蝕法草酸電解浸蝕法) )。其中其中C C法是一種篩選試驗(yàn)方法,但若對(duì)材料的法是一種篩選試驗(yàn)方法,但若對(duì)材料的晶間腐蝕傾向進(jìn)行仲裁,則應(yīng)以晶間腐蝕傾向進(jìn)行仲裁,則應(yīng)以T T法,法
42、,X X法試法試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。- (1 1)C C法法 草酸電解浸蝕試驗(yàn)的評(píng)定方法采用草酸電解浸蝕試驗(yàn)的評(píng)定方法采用金相金相法法觀察試樣的浸蝕部位,放大倍率為觀察試樣的浸蝕部位,放大倍率為150-500150-500倍,倍,浸蝕后的組織分為浸蝕后的組織分為3 3級(jí)級(jí)。1 1級(jí)和級(jí)和2 2級(jí)可視為無晶間腐級(jí)可視為無晶間腐蝕傾向,蝕傾向,3 3級(jí)為有晶間腐蝕傾向。級(jí)為有晶間腐蝕傾向。-(2 2)X X法法 65%65%沸騰硝酸法試驗(yàn)評(píng)定方法采用沸騰硝酸法試驗(yàn)評(píng)定方法采用失重法失重法,可分為,可分為4 4級(jí)級(jí)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn),1 1級(jí)的腐蝕速度級(jí)的腐蝕速度為為0.60mm/a0.60mm/a;2
43、 2級(jí)為級(jí)為0.60-1.00mm/a0.60-1.00mm/a;3 3級(jí)級(jí)為為1.00-2.00mm/a1.00-2.00mm/a; 4 4級(jí)為級(jí)為2. 00mm/a.2. 00mm/a.-(3 3)T T法法 硫酸硫酸- -硫酸銅硫酸銅- -銅屑法試驗(yàn)評(píng)定方法一銅屑法試驗(yàn)評(píng)定方法一般采用般采用彎曲法和金相法彎曲法和金相法評(píng)定。評(píng)定。 彎曲的角度及彎曲的內(nèi)側(cè)半徑視試樣的厚彎曲的角度及彎曲的內(nèi)側(cè)半徑視試樣的厚度而定。彎曲后的試樣,用度而定。彎曲后的試樣,用8-108-10倍的放大鏡觀倍的放大鏡觀察有無裂紋,如試樣不能進(jìn)行彎曲評(píng)定,或彎察有無裂紋,如試樣不能進(jìn)行彎曲評(píng)定,或彎曲后裂紋性質(zhì)可疑時(shí),
44、則用金相法進(jìn)行評(píng)定,曲后裂紋性質(zhì)可疑時(shí),則用金相法進(jìn)行評(píng)定,試樣經(jīng)浸蝕后用試樣經(jīng)浸蝕后用150-500150-500倍金相顯微鏡觀察,倍金相顯微鏡觀察,如發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕,即判定具有晶間腐蝕傾向。如發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕,即判定具有晶間腐蝕傾向。-(三)應(yīng)力腐蝕破裂試驗(yàn)方法(三)應(yīng)力腐蝕破裂試驗(yàn)方法 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)是將試樣造成一定殘余內(nèi)應(yīng)應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)是將試樣造成一定殘余內(nèi)應(yīng)力后放入某種特定的腐蝕介質(zhì)中,或試樣在腐力后放入某種特定的腐蝕介質(zhì)中,或試樣在腐蝕介質(zhì)中施以拉應(yīng)力。觀察試樣斷裂情況,以蝕介質(zhì)中施以拉應(yīng)力。觀察試樣斷裂情況,以此評(píng)定材料的抗應(yīng)力腐蝕破裂的能力。此評(píng)定材料的抗應(yīng)力腐蝕破裂的能力。-1 1 試
45、驗(yàn)方法試驗(yàn)方法(1 1)恒應(yīng)變法)恒應(yīng)變法 使試件變形,從而產(chǎn)生一定的應(yīng)力。這種使試件變形,從而產(chǎn)生一定的應(yīng)力。這種方法多用于輕金屬和薄片狀試樣。方法多用于輕金屬和薄片狀試樣。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):裝置簡單、操作方便;:裝置簡單、操作方便;缺點(diǎn)缺點(diǎn):不易精確測定所加的應(yīng)力值,且應(yīng)力的:不易精確測定所加的應(yīng)力值,且應(yīng)力的大小常隨時(shí)間的延長而下降。大小常隨時(shí)間的延長而下降。-(2 2)恒應(yīng)力法)恒應(yīng)力法 恒應(yīng)力法是試樣受外載荷的作用,而產(chǎn)生拉應(yīng)恒應(yīng)力法是試樣受外載荷的作用,而產(chǎn)生拉應(yīng)力。力。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):為可以精確地測定試樣的外加應(yīng)力;:為可以精確地測定試樣的外加應(yīng)力;缺點(diǎn)缺點(diǎn):儀器較復(fù)雜,且試樣加工要求較高。:
46、儀器較復(fù)雜,且試樣加工要求較高。-(3 3)恒應(yīng)變速率法)恒應(yīng)變速率法 是一種拉伸試驗(yàn)法,保持試樣的瞬時(shí)變形速度為是一種拉伸試驗(yàn)法,保持試樣的瞬時(shí)變形速度為常數(shù)。這是一種加速的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法,必須在常數(shù)。這是一種加速的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法,必須在恒應(yīng)變速率試驗(yàn)機(jī)恒應(yīng)變速率試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。上進(jìn)行試驗(yàn)。 試樣的應(yīng)變速率的控制試樣的應(yīng)變速率的控制:要求應(yīng)變速率保持恒定且:要求應(yīng)變速率保持恒定且不能太大。當(dāng)試樣的應(yīng)變速率大于其溶解速率時(shí),不能太大。當(dāng)試樣的應(yīng)變速率大于其溶解速率時(shí),試樣的破壞變成純機(jī)械斷裂。應(yīng)變速率太小,則試試樣的破壞變成純機(jī)械斷裂。應(yīng)變速率太小,則試驗(yàn)時(shí)間太長,試驗(yàn)條件不易穩(wěn)定。驗(yàn)時(shí)
47、間太長,試驗(yàn)條件不易穩(wěn)定。 在大多數(shù)應(yīng)力腐蝕體系中應(yīng)變速率為在大多數(shù)應(yīng)力腐蝕體系中應(yīng)變速率為1010-3 -31010- -7 7mm/smm/s。-2 2 結(jié)果評(píng)定結(jié)果評(píng)定(1 1)宏觀檢查。)宏觀檢查。試驗(yàn)后,用肉眼或放大鏡觀察應(yīng)力腐蝕破裂的試驗(yàn)后,用肉眼或放大鏡觀察應(yīng)力腐蝕破裂的裂紋及表面情況。裂紋及表面情況。(2 2)材料斷裂的時(shí)間。)材料斷裂的時(shí)間。材料的斷裂時(shí)間越長,表明抗應(yīng)力腐蝕材料的斷裂時(shí)間越長,表明抗應(yīng)力腐蝕性能越好。性能越好。(3 3)對(duì)比試驗(yàn)前后試樣的機(jī)械性能。)對(duì)比試驗(yàn)前后試樣的機(jī)械性能。如塑性指標(biāo)下降的百分?jǐn)?shù)如塑性指標(biāo)下降的百分?jǐn)?shù)越大,應(yīng)力腐蝕破裂的傾向越大等。越大,
48、應(yīng)力腐蝕破裂的傾向越大等。(4 4)金相觀察與分析。)金相觀察與分析。在試驗(yàn)過程中,用金相顯微鏡和電鏡觀在試驗(yàn)過程中,用金相顯微鏡和電鏡觀察試樣上應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生、發(fā)展、破裂情況及裂紋類型察試樣上應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生、發(fā)展、破裂情況及裂紋類型(穿晶型、晶間型、混合型)。(穿晶型、晶間型、混合型)。 在實(shí)驗(yàn)室中,通常將上述四種方法同時(shí)進(jìn)行,借以判斷材在實(shí)驗(yàn)室中,通常將上述四種方法同時(shí)進(jìn)行,借以判斷材料的開裂類型、發(fā)展規(guī)律和敏感性程度等。料的開裂類型、發(fā)展規(guī)律和敏感性程度等。-第四節(jié)第四節(jié) 非金屬材料腐蝕試驗(yàn)方法非金屬材料腐蝕試驗(yàn)方法一、塑料腐蝕試驗(yàn)方法一、塑料腐蝕試驗(yàn)方法1 1 重量法重量法 塑
49、料在腐蝕介質(zhì)作用下,其中某些組分被分解、塑料在腐蝕介質(zhì)作用下,其中某些組分被分解、溶解,而同時(shí)又吸收了一部分腐蝕介質(zhì),使試樣發(fā)溶解,而同時(shí)又吸收了一部分腐蝕介質(zhì),使試樣發(fā)生,故其經(jīng)腐蝕后會(huì)表現(xiàn)出重量的減少或增加,因生,故其經(jīng)腐蝕后會(huì)表現(xiàn)出重量的減少或增加,因此此溶脹溶脹可以根據(jù)試樣腐蝕前后的重量變化率來評(píng)定可以根據(jù)試樣腐蝕前后的重量變化率來評(píng)定塑料的塑料的耐蝕性能。耐蝕性能。 預(yù)處理預(yù)處理:由于試樣所用材料的運(yùn)輸、貯存等條件:由于試樣所用材料的運(yùn)輸、貯存等條件不同,使試樣的初始狀態(tài)不一樣。為了試驗(yàn)比較精不同,使試樣的初始狀態(tài)不一樣。為了試驗(yàn)比較精確,應(yīng)在相同溫度和濕度條件下進(jìn)行預(yù)處理。確,應(yīng)在
50、相同溫度和濕度條件下進(jìn)行預(yù)處理。- 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)(ISO)推薦三種處理方法:推薦三種處理方法: (1 1)一般地區(qū))一般地區(qū)202022,相對(duì)濕度,相對(duì)濕度65%65%5%5%,處理,處理時(shí)間時(shí)間8894h8894h;(2 2)美國)美國232322,相對(duì)濕度,相對(duì)濕度50%50%5%5%,處理時(shí)間,處理時(shí)間48h48h;(3 3)熱帶地區(qū))熱帶地區(qū)272722,相對(duì)濕度,相對(duì)濕度65%65%5%5%,處理,處理時(shí)間時(shí)間8894h8894h; 試驗(yàn)所用介質(zhì),應(yīng)盡量接近材料使用時(shí)所接觸的試驗(yàn)所用介質(zhì),應(yīng)盡量接近材料使用時(shí)所接觸的條件。有時(shí)還可直接采用生產(chǎn)系統(tǒng)中的介質(zhì)。試
51、驗(yàn)條件。有時(shí)還可直接采用生產(chǎn)系統(tǒng)中的介質(zhì)。試驗(yàn)過程中因蒸發(fā)或其它原因使介質(zhì)的組成有較大變化過程中因蒸發(fā)或其它原因使介質(zhì)的組成有較大變化時(shí),應(yīng)定期更換介質(zhì)。時(shí),應(yīng)定期更換介質(zhì)。- 試驗(yàn)結(jié)束先觀察試樣有無試驗(yàn)結(jié)束先觀察試樣有無起泡、分層、裂紋、分起泡、分層、裂紋、分解、溶解解、溶解等現(xiàn)象,最后評(píng)定以重量變化率或單位表等現(xiàn)象,最后評(píng)定以重量變化率或單位表面積的重量變化,也可用體積變化率為依據(jù)。面積的重量變化,也可用體積變化率為依據(jù)。 腐蝕前后試樣的腐蝕前后試樣的重量變化率重量變化率K Kw w,單位表面積的重單位表面積的重量變化量變化WW,體積變化率體積變化率K Kv v表示如下:表示如下:-2 2
52、 機(jī)械性能比較法(力學(xué)性能比較法)機(jī)械性能比較法(力學(xué)性能比較法) 塑料在腐蝕介質(zhì)作用下其機(jī)械性能將發(fā)生變化,塑料在腐蝕介質(zhì)作用下其機(jī)械性能將發(fā)生變化,因此可根據(jù)試樣腐蝕前后機(jī)械性能變化率來評(píng)定其因此可根據(jù)試樣腐蝕前后機(jī)械性能變化率來評(píng)定其耐蝕性能。耐蝕性能。 測定塑料腐蝕前后試樣的機(jī)械性能的變化,一般測定塑料腐蝕前后試樣的機(jī)械性能的變化,一般都測量都測量抗拉強(qiáng)度,抗彎強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度,抗彎強(qiáng)度等。同重量法一樣,試等。同重量法一樣,試驗(yàn)前后對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理。驗(yàn)前后對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理。 塑料試樣腐蝕前后機(jī)塑料試樣腐蝕前后機(jī)械性能變化率械性能變化率K K , , 伸長率的伸長率的變化變化K K 表示如下
53、:表示如下:- 試驗(yàn)結(jié)束后,按塑料腐蝕前后的試驗(yàn)結(jié)束后,按塑料腐蝕前后的重量變化重量變化和和強(qiáng)度強(qiáng)度變化變化評(píng)定其耐蝕性能。通常重量變化和強(qiáng)度變化越評(píng)定其耐蝕性能。通常重量變化和強(qiáng)度變化越小,表示其耐蝕性能越好。小,表示其耐蝕性能越好。 -二、玻璃鋼腐蝕試驗(yàn)方法二、玻璃鋼腐蝕試驗(yàn)方法靜態(tài)浸泡法靜態(tài)浸泡法:在自由狀態(tài)下將試樣浸泡于一定:在自由狀態(tài)下將試樣浸泡于一定溫度的腐蝕介質(zhì)中,于規(guī)定時(shí)間取樣測定溫度的腐蝕介質(zhì)中,于規(guī)定時(shí)間取樣測定重量重量變化變化和機(jī)和機(jī)械強(qiáng)度變化率械強(qiáng)度變化率。然后按變化率的大小。然后按變化率的大小評(píng)定材料的耐蝕性能。評(píng)定材料的耐蝕性能。 由于玻璃鋼的耐蝕性與樹脂由于玻璃鋼
54、的耐蝕性與樹脂- -玻璃纖維間的玻璃纖維間的黏合情況有很大關(guān)系,因而其耐蝕性能主要以黏合情況有很大關(guān)系,因而其耐蝕性能主要以抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度的變化來確定。的變化來確定。-三、涂料腐蝕試驗(yàn)方法三、涂料腐蝕試驗(yàn)方法 方法步驟方法步驟:(1 1)經(jīng)過表面處理的試樣(如金屬棒、金屬片等)經(jīng)過表面處理的試樣(如金屬棒、金屬片等)上按要求上按要求涂上待測涂料涂上待測涂料,并按規(guī)定的干操時(shí)間進(jìn),并按規(guī)定的干操時(shí)間進(jìn)行烘干,然后將試樣暴露于大氣中或浸入特定的行烘干,然后將試樣暴露于大氣中或浸入特定的腐蝕介質(zhì)中;腐蝕介質(zhì)中;(2 2)試驗(yàn)過程中,對(duì)浸入試液中的金屬試樣要求每)試驗(yàn)過程中,對(duì)浸入試液中的金屬試樣要
55、求每晝夜晝夜觀察觀察兩次,在有強(qiáng)侵蝕作用的試液中,對(duì)被兩次,在有強(qiáng)侵蝕作用的試液中,對(duì)被測定的漆膜須進(jìn)行多次檢驗(yàn),詳細(xì)記錄漆膜所發(fā)測定的漆膜須進(jìn)行多次檢驗(yàn),詳細(xì)記錄漆膜所發(fā)生的任何變化(如光澤的損失,斑點(diǎn)及氣泡的出生的任何變化(如光澤的損失,斑點(diǎn)及氣泡的出現(xiàn),漆膜剝落的開始等);現(xiàn),漆膜剝落的開始等);(3 3)試驗(yàn)結(jié)束后,根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo),)試驗(yàn)結(jié)束后,根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo),評(píng)評(píng)定定該涂料在特定腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性能。該涂料在特定腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性能。- 四、硅酸鹽材料腐蝕試驗(yàn)方法四、硅酸鹽材料腐蝕試驗(yàn)方法 由于硅酸鹽材料在腐蝕介質(zhì)作用下,其中由于硅酸鹽材料在腐蝕介質(zhì)作用下,其中某
56、些組分會(huì)浸析出來,使試樣重量減少。因此某些組分會(huì)浸析出來,使試樣重量減少。因此它的耐腐蝕性能通常用腐蝕前后的它的耐腐蝕性能通常用腐蝕前后的質(zhì)量變化率質(zhì)量變化率來表示。其經(jīng)酸腐蝕后的重量變化率稱為來表示。其經(jīng)酸腐蝕后的重量變化率稱為耐酸耐酸度度;經(jīng)堿腐蝕后的重量變化率稱為;經(jīng)堿腐蝕后的重量變化率稱為耐堿度耐堿度。 -測定方法測定方法:用磨細(xì)了的顆粒狀試樣或用整塊:用磨細(xì)了的顆粒狀試樣或用整塊試樣經(jīng)處理,稱重后置于指定的介質(zhì)中,試樣經(jīng)處理,稱重后置于指定的介質(zhì)中,腐蝕一定時(shí)間后取出、處理、稱重,計(jì)算腐蝕一定時(shí)間后取出、處理、稱重,計(jì)算耐酸度耐酸度K K和耐堿度和耐堿度R R。-式中式中 KK耐酸度
57、;耐酸度; RR耐堿度;耐堿度; m m1 1試樣腐蝕前的重量(試樣腐蝕前的重量(g g);); m m2 2試樣經(jīng)酸腐蝕后的重量(試樣經(jīng)酸腐蝕后的重量(g g);); m m3 3試樣經(jīng)堿腐蝕后的重量(試樣經(jīng)堿腐蝕后的重量(g g)。)。 實(shí)踐證明,在多數(shù)條件下,耐酸度和耐堿度實(shí)踐證明,在多數(shù)條件下,耐酸度和耐堿度只經(jīng)過一次測定是不可靠的,特別是對(duì)于耐酸度只經(jīng)過一次測定是不可靠的,特別是對(duì)于耐酸度低于低于95%95%的材料,更應(yīng)進(jìn)行的材料,更應(yīng)進(jìn)行多次試驗(yàn)多次試驗(yàn)。-第五節(jié)第五節(jié) 工業(yè)腐蝕監(jiān)測方法簡介工業(yè)腐蝕監(jiān)測方法簡介一、腐蝕監(jiān)測的意義一、腐蝕監(jiān)測的意義(1 1)由于意外的和過量的腐蝕常使工廠設(shè)備發(fā)生各種)由于意外的和過量的腐蝕常使工廠設(shè)備發(fā)生各種事故,造成停車停產(chǎn),設(shè)備效率降低、產(chǎn)品污染、事故,造成停車停產(chǎn),設(shè)備效率降低、產(chǎn)品污染、甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸,危害人身安全,并導(dǎo)致嚴(yán)重的甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸,危害人身安全,并導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為有效地防止之類事故的發(fā)生,就要求經(jīng)濟(jì)損失。為
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