腐蝕失效分析三大階段是什么？

失效分析是一個(gè)廣泛的概念，涉及電子、機(jī)械、冶金、腐蝕等不同領(lǐng)域。然而，對(duì)于腐蝕工程師來(lái)說(shuō)，失效分析就被限定在一個(gè)特定的領(lǐng)域內(nèi)——從腐蝕的角度對(duì)部件或設(shè)備故障進(jìn)行研究，以確定這種故障的根本腐蝕原因，以及如何防止腐蝕問(wèn)題的再次發(fā)生。

根據(jù)工業(yè)需要進(jìn)行腐蝕失效分析有幾個(gè)重要原因，具體如下：

確定工業(yè)過(guò)程中的腐蝕機(jī)制。失效分析是了解腐蝕過(guò)程的初始步驟。

提出可行的指導(dǎo)方針和補(bǔ)救措施，以避免類似腐蝕失效的重復(fù)發(fā)生。

偵察分析。在某些情況下，進(jìn)行失效分析是為了調(diào)查化學(xué)事故、火災(zāi)、泄漏或環(huán)境污染后金屬部件的損壞情況。

失效分析過(guò)程通常分為三個(gè)階段進(jìn)行：

獲取和收集與組件或設(shè)備相關(guān)的歷史信息。

對(duì)不合格部件進(jìn)行詳細(xì)檢查。

總結(jié)提煉導(dǎo)致失效的原因。

下面我們來(lái)詳細(xì)討論這三個(gè)階段：

第一階段 創(chuàng)建組件和設(shè)備的背景記錄

有關(guān)故障組件和設(shè)備所暴露環(huán)境的詳細(xì)信息是故障分析所必需掌握的。事實(shí)上，如果沒(méi)有足夠的證據(jù)，是不可能進(jìn)行失效分析的。

對(duì)于失效部件，重要的是了解它們的冶金數(shù)據(jù)，包括化學(xué)成分、顯微組織、連續(xù)性、機(jī)械變形和熱處理歷史。

環(huán)境條件是這個(gè)階段必須考慮的另一個(gè)問(wèn)題。如環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)成分、溫度、流體速度和強(qiáng)度等基本信息都是不應(yīng)忽視的，需要非常詳細(xì)的記錄信息。

例如對(duì)于點(diǎn)蝕問(wèn)題的第一次調(diào)查中，如果是在連續(xù)泵送海水的泵中發(fā)生這種情況似乎是不可能的，因?yàn)樵谝苿?dòng)溶液中不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。但是，記錄可能會(huì)顯示短暫的檢修或其他足以啟動(dòng)維修程序的場(chǎng)景。因此，了解環(huán)境的任何變化情況都是非常重要的。

此外，僅參考設(shè)備的原始技術(shù)數(shù)據(jù)表是不夠的。在大多數(shù)情況下，腐蝕就發(fā)生在條件偏離最初設(shè)計(jì)的時(shí)候。例如，在因腐蝕而發(fā)生破裂的埋地管道中，相對(duì)于土壤的電化學(xué)電位設(shè)計(jì)者已做了有效的陰極保護(hù)措施，然而在實(shí)際運(yùn)行中，工程師沒(méi)有考慮新的高壓傳輸線有可能導(dǎo)致交流腐蝕。因此，應(yīng)仔細(xì)考慮周圍環(huán)境的任何變化情況。

最后需注意的是，設(shè)備的歷次檢查報(bào)告和相關(guān)日期都是非常重要的。如果上次對(duì)組件進(jìn)行調(diào)查并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕，這將有助于確定腐蝕發(fā)生的大致時(shí)間范圍。

第二階段 失效部件的檢查

第二步需要對(duì)失效組件進(jìn)行詳細(xì)的檢查，在某些情況下還會(huì)檢查相鄰的組件，以獲取有關(guān)故障的更多信息。有必要通過(guò)做筆記和照片來(lái)記錄整個(gè)步驟中的所有觀察結(jié)果，這些文檔也為后續(xù)審查和分析討論提供了基礎(chǔ)信息。

通常，工業(yè)設(shè)備中被腐蝕的部件會(huì)被送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查。為了保持樣品的原始形態(tài)并盡量減少損壞，需要非常仔細(xì)的進(jìn)行取樣和切片操作。在運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室之前，所有樣品都應(yīng)該被明確標(biāo)識(shí)，并放置在合適的包裝中。

在實(shí)驗(yàn)室中，檢測(cè)人員可以使用各種類型的儀器工具來(lái)檢查腐蝕的樣品。最簡(jiǎn)單的開始方式是目視檢查，這種檢查側(cè)重于初步判斷腐蝕的類型。例如，在點(diǎn)蝕中，評(píng)估點(diǎn)的形狀和密度是在這一步進(jìn)行的。然而，對(duì)于侵蝕類腐蝕，了解磨損的模式和深度非常重要。

金相光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡可以用于獲得更詳細(xì)的信息。對(duì)腐蝕樣品的橫截面進(jìn)行顯微研究是確定腐蝕深度、凹坑特征、裂紋類型(晶間或穿晶)等的好方法，可為了解腐蝕背后的原因提供更多有用的線索。

確定腐蝕產(chǎn)物的形貌、體積和化學(xué)成分對(duì)于發(fā)現(xiàn)腐蝕的根本原因也非常有幫助。例如，有些沉積在埋地鋼質(zhì)管道表面的腐蝕產(chǎn)物都是在特定條件下才能形成的。例如，菱鐵礦(FeCO3)將在含有碳酸鹽的高pH值厭氧溶液中形成。但在相同條件下，如果溶液中存在少量的硫時(shí)，綠銹(氫氧化鐵和碳酸鹽的復(fù)雜成分)會(huì)更穩(wěn)定。在另一個(gè)例子中，識(shí)別硫酸鹽還原菌引起的鋼結(jié)構(gòu)微生物腐蝕(MIC)的方法之一是檢測(cè)腐蝕產(chǎn)物麥金納礦(FeS)。

識(shí)別腐蝕產(chǎn)物成分和結(jié)構(gòu)的方法有很多，包括X射線衍射、X射線熒光、能量色散X射線光譜、傅里葉變換紅外光譜和拉曼光譜等。

如果是由于磨損或斷裂等機(jī)械作用導(dǎo)致失效時(shí)，進(jìn)行機(jī)械測(cè)試是必要的。在大多數(shù)情況下，硬度測(cè)試和金相檢驗(yàn)可以提供關(guān)于金屬樣品在腐蝕失效分析中的機(jī)械性能的足夠信息。

第三階段 報(bào)告數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、提出建議

當(dāng)收集和審查所有信息后，腐蝕工程師應(yīng)以合理的方式分析數(shù)據(jù)?？紤]所有數(shù)據(jù)以避免誤判非常重要。這一步驟需要足夠的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以防止由于分析人員的水平不足而產(chǎn)生新的失效問(wèn)題或額外費(fèi)用。