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金屬腐蝕試驗

發(fā)布日期:2022-05-26

金屬腐蝕試驗目的

腐蝕試驗的目的在于: ①在給定環(huán)境中確定各種防蝕措施的適應性、 最佳選擇、 質(zhì)量控制途徑和預計采取這些措施后構(gòu)件的服役壽命 。

②評價材料的耐蝕性能;

③確定環(huán)境的侵蝕性, 研究環(huán)境中雜質(zhì)、 添加劑等對腐蝕速度、 腐蝕形態(tài)的作用;

④研究腐蝕產(chǎn)物對環(huán)境的污染作用;

⑤在分析構(gòu)件失效原因時作再現(xiàn)性試驗;

⑥研究腐蝕機制。

試驗方法分類

材料的耐蝕性能并不是一種可脫離所處環(huán)境來研究的特性, 而是與環(huán)境的成分、 溫度、 輻照、 流體的流速等化學、 物理、 機械等因素密切相關(guān)的。 因此, 在腐蝕試驗中必須注意試驗體系與實際工作條件盡可能有良好的一致性。 為比較材料的耐蝕性能,常需要制訂標準試驗方法來概括可能的工作條件。 然而, 由于實際腐蝕體系的復雜性, 這種方法只能近似和相對地比較所得結(jié)果。按腐蝕試驗與實際工作條件接近的程度或試驗場合的不同, 試驗方法可分為實驗室試驗、 現(xiàn)場掛片試驗和實物運轉(zhuǎn)試驗 3 類。

① 實驗室試驗: 優(yōu)點是可孤立地研究某一因素的作用或幾個因素的共同作用。 為縮短試驗周期, 常在不改變實際腐蝕機制的前提下強化試驗條件, 進行加速腐蝕試驗。

② 現(xiàn)場掛片試驗: 優(yōu)點是在實際環(huán)境中進行試驗, 結(jié)果更具有代表性; 缺點是試驗周期長, 并且很難按需要來改變試驗條件。

③ 實物運轉(zhuǎn)試驗: 優(yōu)點是化學、 物理、 機械等條件完全與實際工作狀況一致; 缺點是費用昂貴, 一般僅在試驗研究的最終階段才采用。

腐蝕的形態(tài)

按腐蝕機制、 腐蝕過程所處環(huán)境不同, 腐蝕的形態(tài)可分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩類, 較常發(fā)生的是最后一類。 局部腐蝕又可細分為: 電偶腐蝕、 縫隙腐蝕、 點腐蝕、晶間腐蝕、 合金元素選擇性腐蝕、 磨耗腐蝕、 應力腐蝕等。

腐蝕性能的評定 一般根據(jù)試驗目的的不同, 試驗后可采用肉眼觀察、 顯微鏡觀察、測量失重或增重、 測量電阻變化、 測量試驗過程中釋放的氫或吸收的氫量、 測量力學性能的變化、 測量局部腐蝕的深度與分布、 測量裂紋萌生誘導期和裂紋擴展速度、 評定電化學參數(shù)、定量分析溶液成分的變化、 測量試樣表面光學性能的變化以及極化阻力等方法。

金屬腐蝕可分為:全面腐蝕和局部腐蝕。 局部腐蝕主要包括晶間腐蝕、 縫隙腐蝕、 孔蝕、 應力腐蝕開裂, 選擇性腐蝕等, 不銹鋼和耐蝕合金雖然是以耐蝕為目的, 但對于各種形式的腐蝕。不一定都具有優(yōu)良的耐蝕性, 不同材料對不同類型的腐蝕介質(zhì)具有不同的耐蝕性。 判斷材料耐蝕性的試驗方法, 也按腐蝕的種類而有所不同, 試驗的目的是比較準確測試材料對某種介質(zhì)、 某種腐蝕類型的耐蝕性。 下面是常見幾中腐蝕試驗方法;

(1) 金屬的實驗室重量法腐蝕試驗

它是根據(jù)腐蝕前后試樣重量的變化來測定金屬的腐蝕速率, 并以此判斷材料的耐蝕性能。 試驗時, 如果金屬溶解于介質(zhì)中, 試樣的重量減小, 可以用失量法測量; 如果腐蝕產(chǎn)物的組分已知, 并且牢固地附著在金屬的表面上, 或者腐蝕產(chǎn)物完全能收集起來, 可以用增重法測量; 如果當金屬溶解時, 一部分腐蝕產(chǎn)物脫落, 一部分溶解的金屬又沉積在金屬試樣表面上, 可末, 試樣可能是增重, 也可能是失重。 然面試樣既有明顯腐蝕, 而增重量與失重量相等, 試樣重理完全不變的情況, 在實際中卻是極罕見的。 失重法是常見金屬腐蝕重量法中最常用的方法, 但它只適應全面(均勻) 腐蝕, 對于有高度選擇性的局部腐蝕毫無意義。

(2) 晶間腐蝕試驗方法

晶間腐蝕試驗方法很多, 這些試驗方法的原理和適用范圍各不相同, 不同的試驗方法適用于不同的不銹鋼、 合金及不同的環(huán)境介質(zhì), 因此, 正確地、 合理地選擇晶間腐蝕試驗方法極為重要。

(3) 孔蝕試驗方法

孔蝕試驗方法, 概括起來可以分為兩大類, 一類是化學浸泡法, 另一類是電化學測量法, 這些方法一直為人們廣泛采用, 技術(shù)上也較成熟, 目前國內(nèi)及許多國家都有這方面的標準, 國內(nèi)也有這方面的標準, 另外還有一些試驗方法已經(jīng)開展了許多工作, 并得到了認可。

(4) 應力腐蝕破裂試驗

根據(jù)加載方法的不同, 可以分為恒應變法, 恒載荷法和恒應速率法。 恒應變法是通過某些機械手段, 如手工、 撬杠、 壓機等把一定尺寸的試樣彎至預定形態(tài)如 U 型、 C 型、 彎梁型等, 然后固定; 恒載荷法是將試樣一端固定, 另一端加上某一恒定的靜載荷, 使試樣產(chǎn)生恒定應力; 恒應變速率法就是根據(jù)不同材料/介質(zhì)體系, 在特定的應變還率數(shù)值, 在一種專門的齊備-恒應變速率試驗機上, 緩慢而勻速地拉伸試樣。 在實際生中, 由于冷熱加工常常會產(chǎn)生殘余應力主。 焊接殘余應力是最常見的一種, 因此, 焊接件也可用來作為應力腐蝕破裂試驗髟試樣。

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