附录一腐蚀试验有关知识

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1、附录一附录一 腐蚀试验有关知识腐蚀试验有关知识一、金属腐蚀试验方法的分类：按照金属试样环境介质的相互关系，可分为实验室试验，现场试验和实物试验三大类。按照试验方法的性质，可分为物理的，化学的和电化学的三种，按照试验结果又可分为定性考察和定量测量。按照研究内容，试验手段和腐蚀类型，还可作其他各种分类。实验室的试验又可分为模拟试验和加速试验， 在学校实验室又多验证实验以及各种标准试验的实验。现场试验是专门制备的金属试片置于现场的实验应用的介质中，进行腐蚀试验，最大特点是具有真实性。二、腐蚀试样的准备：根据试验目的，选择试样的化学成分和金相组织，使之具有代表性。试样的开关和尺寸取决于试验的目的和要求

2、， 力求便于加工制备和精确测量受腐蚀表面积等。为了消除边界效应的影响。试样表面积对其重量之比要大些，边缘的面积对总面积之比要小些。重量法测定腐蚀速度的试样通常采用矩形和园形和园形的板状试样及圆棒试样。矩形5025（23）mm;150502mm圆形(3040)(23)mm;305mm圆棒2040管状30(35)150mm丝状(0.52.0)150用电化学方法进行测试时，要有引出线，要避免电偶腐蚀和缝隙腐蚀的干扰，便于封样，多采用圆柱和长方体等试样。试样暴露表面积多为 0.21.00cm2为宜。为了消除金属表面状态的差异，获得均一的表面状态。试件表面在实验前要经过严格的处理。一般是用不同标号的水砂

3、纸依次粗磨、细磨、抛光到一定光洁度，使平行试样的表面状态相近。如果机加工时已达到足够的光洁度7，实验前只需用金相砂纸如 320目打磨。清除去表面的氧化膜即可，有时可在试验前浸入稀硫酸几分种。以溶解掉氧化膜，活化试样表面。也可通过 50mA/cm2左右的微小阴极电流 12 分钟进行活化。 试样使用前放置于干燥中待用时用丙酮棉去油污。三、腐蚀试样的安放和封装：在进行重量法和容量法的腐蚀试验时， 试件的安放形式要视试验的装置而定，但必须保证试件之间、试件与支架之间容器之间有一定间隔。防止接触腐蚀、缝隙腐蚀的产生，使试件与介质能充分接触。一般只使支架与试件之间有点接触，支架必须耐蚀。用悬挂的方法， 必

4、须把试件钻个孔， 在中性介质可用马鬃、 麻线 、丝线、塑料丝等，在酸性或碱性介质中可用玻璃线，玻璃勾等悬挂。见附图 1 所示。用支撑的方法不需要把试件打孔， 可以把试件用几个支点放在玻璃、木材、硬橡胶、硬塑料的支架上，附图2 是支架的一种形式。附图 1 悬持试件的方法附图 2 安放试件的支架在用电化学方法进行腐蚀测试时，必须在试件上引出导线，导线和试件的结点必须封装绝缘以防止电偶腐蚀、水线腐蚀、缝隙腐蚀等的干扰。封闭要力求绝缘好、牢固、简便。下面是几种常见的封装方法。附图 3 是一种带夹具的圆柱试件， 利用聚四氟乙稀垫压在试件上密封。附图 4 是用环氧树脂涂覆在预钝化过的圆柱形试件， 一端引出

5、导线，一端打磨成试验表面。附图 5 是通过有磨口的玻璃套管与涂有清漆薄层的金属试件之间的紧密配合达到密封的目的，导线由玻璃套管内引出。附图 6 是两种热塑料性聚四氟乙稀套管封装的圆柱形试件。附图 7 是用松香加石蜡封闭的薄长方体试件。在封装前先用60%的硝酸钝化一小时，在封装时留下试验表面（可以用一定形状的橡皮塞压紧，在涂覆时使涂料不能渗入） ，在封装后用细砂纸仔细打磨光亮。除去试验表面的钝化膜。附图 8 是用清漆和油胶封装的试件， 一个用螺丝压紧连结引出导线，另一个用汞柱接触连结。根据试验的需要。有的试件可在封装前预钝化，引出线可以用焊接、铆接、螺钉连接和汞接触连接等。四、用环氧树脂封样：1

6、.环氧树脂牌号及合成我国 58 年开始试制双酚 A 型环氧树脂，目前正在防腐中常用的牌号有 6101，634，618，637 等，环氧树脂的最特点是粘结性好。所以主要用于粘结剂、胶泥、涂料和玻璃钢，环氧树脂是以环氧丙烷为主要单体，它可以和多种多元酚类。多元醇类缩合而成环氧树脂。其中以二酚基丙烷、 即双酚 A 型环氧树脂为主要产品， 其反应历程如下 ：如此经过开环、 闭环的循环过程， 最后反应成环氧树脂的大分子:CH2CH OCH2OC CH3CH3O CH2CH OHCH2nOCCH3CH3O CH2CH CH2 On 通常为 019,其平均分子量一般在 3001000。做粘结剂用的是低分子量

7、树脂。常呈琥珀色和浅黄色。是一种热塑性物质，应用时必须加入适量固化剂。才能变成一种不溶，不熔的热固性物质。常用乙二胺作固化剂。 由于乙二胺能与环氧树脂中的环氧基反应相交联形成三向体型结构。除胺类固化剂外，还有酚酐类固化剂，高分子化合物固化剂等。 固化剂的用量可根据环氧树脂的环氧值和固化剂的分子结构来计算。它的理论用量是固化剂当量数等于环氧树脂的环氧值。 用胺类固化时，固化剂中一个活泼氢对应于环氧树脂中一个环氧基。胺类固化剂用量克（100 克环氧树脂用胺类固化剂量）GHMn式中，M胺类固化分子结构中活泼氢的数目；Hn固化剂分子结构中活泼氢数目；G环氧值，每 100 克环氧树脂中所含环氧当量。应该

8、注意，固化剂用量过多，会终止固化时链的增长，导致固化物分子量降低。从而达到所需物化性能，固化剂不足，不能保证完全固化，机械强度，耐蚀性能也较差。附表1 列出不同环氧树脂常用固化剂量。附表 1 不同牌号环氧树脂（每 100 克）的因化剂量树脂牌号乙二胺（克）间苯二胺（克）邻苯二甲酸酐 （克）顺丁烯二酸酐 （克） 610168141630453040 6344.87.691341592739 6373.556935491928 6013458152215222.调制和封装取 10 克 6101 环氧树脂放入洁净、干燥的小烧杯中，再称入0.60.8 克的乙二胺，充分搅拌烧匀，除去气泡（室温太低时可稍

9、加热去除） 。注入事先准备好的试样和塑料环中，见附图9 要求工件的涂封面无油脂、灰尘、铁锈等脏物。因此涂封面事先用砂纸磨平，再用丙酮棉擦净除掉油脂，封好试样可在室温下自然固化24 小时。在烘箱中烘烤 800C，2.5 小时左右，即可使用。根据需要配制时还可加邻苯二甲酸二丁酸 2 克。 甲苯与丙酮混合剂 5 克， 与上述 10 克环氧树脂同在水浴上加热并搅拌。 最后加0.60.8 克乙二胺。充分搅拌均匀。即可用于涂封。一次涂复厚度不合要求，则可反复涂复直到符合实验要求为止。五、金属腐蚀试验条件选择：条件选择：1.重复试样任何试验方法都不可避免地存在某种程度的“数据分散”。从而影响腐蚀试验的精确程

10、度，因此同一试验通常采用35个平行试样。在同一试验容器中只可以进行一个或几个同一材质的平行试样的腐蚀试验。双试样一般不合适。2.试验溶液的体积取决于试件的表面和腐蚀过程的预期速度，试件面积大，腐蚀速度越快，所需试验周期越长者，试验溶液的体积就需要越大，以保证腐蚀过程中溶液的组分不会有太大的变化。 大约每平方厘米的试件表面要 20 至 200 毫升的试验溶液，下限适用于比较温和的条件和不很长的试验时间，上限适用于比较苛刻的条件以及较长时间试验。3.试验持续时间在实验室中，一个周期的试验通常为 24168 小时。如果腐蚀速度是中等或略低的，可精略地由下式估计试验周期：试验周期（小时）年）腐蚀速度（

11、/50 mm有的教学实验由于教学时间的限制可压缩实验周期， 只进行基本方法的训练。4.试验温度和介质的选择尽量模拟实验腐蚀介质的温度，组分和流动速度。六、加速腐蚀试验的环境：四种常见的加速气氛的腐蚀试验是在喷雾、高湿度、模拟气氛和浸泡溶液中，在喷雾试验里，试样是在连续喷雾的状态下暴露的，有时可以是间歇的，常用折试验溶液有：1.纯水2.3.5、5 和 20%的 NaCL 溶液3.酸化到指定pH的氯化钠溶液， 或在NaCL溶液中加入金属离子 ，使其在金属的某些部位沉积出来，加速局部腐蚀，试验可在室温内进行，而大部分是在 3550oC 下进行。高温度试验可以在对百分相对湿度和温度进行调节的设备中进行

12、。例如恒温湿箱。 （浸泡试验是将腐蚀试样在溶液中浸泡，根据需要控制不同的搅拌和温度，或充气）浸泡方式还可分为全部浸泡，交替浸泡和部分浸泡。见附图 10七、七、腐蚀试验设备：腐蚀试验设备：常用腐蚀试验设备有盐雾箱。恒温湿烟雾或瓦斯室、耐风蚀测试机、褪色计、培殖箱（为细菌学研究）等。附表2 列出腐蚀试验使用的各种设备。附表 2 腐蚀试验使用的各种设备测量种类 重力（重量）测量灵敏度万分之一克的天平，感量 200mg 的天平 长度测量千分尺，钢板尺 流体流速测量流量计、种搅拌和充气装置当然，要有各种玻璃器皿、天平、加热器和其他标准的实验室设备。以及还备有木工、机加工、电工和管道工的常用工具。八、腐蚀

13、产物的清除腐蚀产物的清除清除腐蚀产物要最在限度地除净试件上的腐蚀产物而又尽可能不损伤试件的基体，以减少误差。清除腐蚀产物的方法要以分为：1.机械方法：即用毛刷、橡皮、滤纸甚至用砂纸擦。有时还可用喷砂的方法除去。用自平水冲刷，必须避免损伤金属基体。2.化学方法：即选择适宜的溶剂，去膜剂及去膜条件，要力求腐蚀产物溶解快，空白失重小，操作简便。见附表3。温度测量温度计、热电隅、控温器（水浴、油浴或空气浴）温度计 （温度湿度传感器） 压力测量气压表（环境）气压计（在试验系统内） 化学测量pH 计、石蕊试纸、指示溶液、比色计 电化学测量恒民位仪、电位扫描仪、XY 函数记录仪、万用电表各 种 AC 或 D

14、C 电源，真空管伏特计，对数转换仪、电偶腐蚀 计、线性极化仪。 光学测量实体显微镜、金相显微镜、放大镜 其他各种参比电极、电解池、辅助电极等。附表 3 清除腐蚀产物的化学方法试样试剂时间温度备注铝和铝合金70%HNO323室温随后轻轻擦洗 2%CrO3+5%H3PO4溶 液107985用于氧化膜不溶于 HNO3的情况，随后仍 需用 70%HNO3处理铜和铜合金1520HCL23室温随后轻轻擦洗 510%H2SO423室温随后轻轻擦洗铅和铅合金10%醋酸10沸腾随后轻轻擦洗，可除 去 PbO 5%醋酸5热随后轻轻擦洗，可除 去 PbO 和 PbSO4 80g/LNaOH，50g/L 甘露醇，0.

15、2g/L 硫酸肼30（或至清 除为止）沸腾随后轻轻擦洗铁和钢20%NaOH，200g/L 锌粉5沸腾铁和钢浓 HCL，50g/L SnCL2+20g/L SbCL325(或至清 除为止）冷溶液应搅拌10%或 20%HNO32060由于不锈钢，需避免 氯化物的污染 含有 0.15%（体 积） 有机缓蚀剂的 15%（体积）浓 H3PO4至清除为 止室温可除去氧化条件下 钢表面形成的氧化 皮镁和镁合金15%CrO3,1% AgCrO4溶液15沸腾镍和镍合金1520%HCL至清除为 止室温10%H2SO4至清除为 止室温锡和锡合金15%NaPO410沸腾随后轻轻擦洗锌称用 10%NH4CL， 然后用

16、5%CrO3，1%5 20S室温 沸腾随后轻轻擦洗3.电化学方法（1）原理 将一直流电源的负极接到侍清除腐蚀产物的试件上组成阴极，用一辅助电极（石墨或铅）作阳极，在适当的去膜液中通电。介质中的氢离子在阴极析出氢气，阴极表面原有的腐蚀产物因氢气泡的作用拱起剥落。残留的疏松锈层用机械方法即可冲刷除净。（2）去膜条件溶液5%硫酸缓蚀剂有机缓蚀剂（如若丁） 2 毫升（饱和溶液 ）阳极石墨阴极试件阴极电流密度0.2 安培/厘米2温度74oC去膜时间3 分钟去膜装置见附图 11AgNO3溶液 饱和醋酸铵至清除为 止室温随后轻轻擦洗100g/L NaCN15室温（3）操作步骤及注意事项配制 5%硫酸溶液。倒入电解醋并用电阴丝加热到74 度，放入缓蚀剂，搅拌使之溶解。按附图 11 接好线路。阳极最好用二块平行的或圆筒形的石墨板，把试件放置其间，使阴极电流分布均匀。检查线路后， 先将一形状大小与去膜试件相近的空白试件为阴极，调电流至所需值。用去膜试件取代空白试件与导线连接，