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腐蝕評估:5項幫助工程師減輕腐蝕的實驗室腐蝕測試

發(fā)布日期:2018-01-02

  腐蝕測試通常分為實驗室測試和現(xiàn)場測試兩大類,兩個類別都有各自的優(yōu)點和缺點:一方面,實際應(yīng)用中的環(huán)境條件與實驗室條件下的環(huán)境條件是不同的。因此,很難將實驗室測試的結(jié)果推斷為工業(yè)環(huán)境。另一方面,在實驗室測試中可以加速環(huán)境的腐蝕性來更快地獲得結(jié)果,然而這在室外測試中是不可能的。

  今天,先讓我們來看看實驗室腐蝕測試有哪些吧!

  浸泡測試

  實驗室測試中最常見和最簡單的方法之一就是浸泡試驗。

  ASTM和NACE給出了這種實驗的具體過程:在特定的時間內(nèi),暴露在腐蝕性環(huán)境下的一段時間前后,干燥試樣的重量是通過分析平衡來測量的。稱量樣品前后,應(yīng)進行具體的準備工作,以去除腐蝕產(chǎn)物或有機污染物。樣品的耐腐蝕性通常以每年米氏(0.001英寸)(mpy)或每年毫米(mm / yr)的重量損失或厚度損失來計算。結(jié)果取決于所測試的金屬類型(比重),暴露的表面積和測試持續(xù)時間因素。

  視覺檢查

  此外,建議進行一些視覺檢查來評估局部腐蝕如點蝕或剝落。

  確定點蝕密度(比表面積中點蝕的數(shù)量)或點蝕系數(shù)(最深點蝕深度除以均勻腐蝕造成的厚度損失值)是評估點蝕的兩個重要方法。

  光學或掃描電子顯微鏡,能量色散x射線光譜學(EDX),X射線衍射(XRD)這幾種方法可以評估測試樣品中的點蝕,而能量色散X射線光譜(XPS)可以用于更精確地評估腐蝕表面和腐蝕產(chǎn)物的有用技術(shù)。

  另外,測量點蝕深度還可以利用不同類型的實際工具。當不可以使用點蝕計量器時,可以使用輪廓儀來獲得點蝕坑的輪廓。

  鹽霧測試

  一些測試樣品和程序被設(shè)計用來評估特定類型的腐蝕,如縫隙腐蝕,應(yīng)力腐蝕開裂和侵蝕腐蝕。經(jīng)過涂覆的樣品在大氣中的腐蝕情況可以通過鹽霧或霧測試來檢查。雖然鹽霧試驗是加速模擬海洋大氣環(huán)境的,但人們認為鹽霧的結(jié)果可以用來推斷其他大氣環(huán)境下樣品的腐蝕情況。

  耐候性測試

  在另一種稱為耐候性測試的大氣方法中,通過將有機涂漆樣品暴露于紫外光和循環(huán)冷卻加熱以及腐蝕性環(huán)境下來檢查其耐久性。

  電化學測試

  電化學測試是另一類實驗室測試,它可以提供關(guān)于腐蝕電化學反應(yīng)及其背后機理有價值的信息。恒電位儀通常用于進行這種測試。測試中通常使用三電極裝置,包括工作電極,參比電極和計數(shù)器(輔助)電極。

  另外,電極電勢,電流和時間是電化學測試中的三個重要參數(shù)。在這些測試中,施加的電極電勢通常是在一定的范圍內(nèi)進行掃描并測量電流的。

  其實有各種類型的電化學腐蝕測試,而且每種類型都用于特定目的。

  1. 線性極化電阻(LPR)

  電化學腐蝕測試是線性極化電阻,其中當所施加的電勢在從低到高于腐蝕電位(Ecorr)的狹窄范圍(~20mV)內(nèi)掃描時測量電流。電流與電位曲線的斜率顯示極化電阻,它與腐蝕速率成反比。

  這個測試非常簡單明了,而且通常被認為是一種無損測試。此外,這種方法對測量極低的腐蝕速率非常有用。這在一些工業(yè)系統(tǒng)如食品加工,核工業(yè)和制藥設(shè)備中是重要的。

  該圖顯示了LPR曲線。 線的斜率表示極化電阻(Rp)。

  2. 動電位極化測試

  活潑-惰性金屬(如不銹鋼)的鈍化行為可以通過動電位極化測試進行評估。在這種方法中,潛在的掃描范圍是很廣的。而且可以從這個測試中測試出臨界電流密度、惰性電勢和惰性電流密度。

  3. 循環(huán)極化法

  這是用于確定活潑-惰性金屬傾向于局部裂縫或點蝕的另一種測試。在這個測試中,正向和反向掃描之間的交點顯示局部腐蝕的趨勢和強度,然而施加電位的掃描方向在整個電勢區(qū)域中的一些電勢處被逆轉(zhuǎn)。

  這幅圖顯示了循環(huán)極化曲線,用于評估點蝕腐蝕??梢钥闯龈〉腅R和更大的亞穩(wěn)態(tài)點蝕環(huán)更易受到點蝕的影響。

  4. 電化學動力學活化(EPR)測試

  這是另一個被認為可以預測不銹鋼敏化或晶間腐蝕趨勢的試驗。與ASTM A-262所建議的其他傳統(tǒng)的晶間腐蝕試驗相比,如Huey或Streicher,電化學動電位再活化非常簡單和快速。

  上述電化學測試是在直流條件下進行的。然而,理解亥姆霍茲雙層(其可以充當電容)或抑制劑在金屬表面上的吸附(其可以充當電感)需要替代電流。這種類型的測試被稱為電化學阻抗譜(EIS),它可以揭示有關(guān)腐蝕機理有價值的信息。此外,當電化學系統(tǒng)中的整體電阻非常高時,例如樣品被厚的有機涂層覆蓋或浸入有機溶液中時,該技術(shù)是非常有用的。

 
 
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