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1、第一节第一节 腐蚀试验的目的及分类腐蚀试验的目的及分类第二节第二节 腐蚀试验条件腐蚀试验条件第三节第三节 金属腐蚀试验方法金属腐蚀试验方法第四节第四节 非金属材料腐蚀试验方法非金属材料腐蚀试验方法第五节第五节 工业腐蚀监测方法简介工业腐蚀监测方法简介一、腐一、腐蚀试验的目的的目的（1）管理生）管理生产工工艺，控制，控制产品品质量的量的检验性性试验。这些些试验通常是通常是检验材料材料质量的例行量的例行实验。（2）选择适合于在特定腐适合于在特定腐蚀介介质中使用的材料。中使用的材料。（3）针对指定的金属指定的金属/介介质体系体系选择合适的合适的缓蚀剂及其及其最佳使用量。最佳使用量。（4）对已确定的材
2、料已确定的材料/介介质体系，估体系，估计材料的使用寿命。材料的使用寿命。（5）确定由于腐）确定由于腐蚀对产品造成品造成污染的可能性或染的可能性或污染程染程度。度。（6）在）在发生事故生事故时，追，追查原因和原因和寻找解决找解决问题的方法。的方法。（7）选择有效的防腐措施，并估有效的防腐措施，并估计其效果如何。其效果如何。（8）研制和）研制和发展新型耐展新型耐蚀材料。材料。（9）对工厂工厂设备的腐的腐蚀状状态进行行间断的或断的或连续的的监视性性检测，进而控制腐而控制腐蚀的的发生和生和发展。展。（10）进行腐行腐蚀机理与腐机理与腐蚀规律的研究。律的研究。二、腐二、腐蚀试验方法的分方法的分类根据根据
3、试验目的和要求，有目的和要求，有许多不多不同同类型的型的试验方法。通常可将腐方法。通常可将腐蚀试验分分为三大三大类，即，即实验室室试验、现场试验和和实物物试验。1 实验室室试验实验室室试验是指在是指在实验室内有目的室内有目的地将地将专门制制备的小型的小型试样在人工配制的、受控在人工配制的、受控制的制的环境介境介质条件下条件下进行的腐行的腐蚀试验。优点点：可充分利用：可充分利用实验室室测验仪器、控制器、控制设备的的严格精确性及格精确性及试验条件和条件和试验时间的灵活性；的灵活性；可自由可自由选择试样的大小及形状；可的大小及形状；可严格地控制格地控制有关的影响因素，有关的影响因素，试验时间较短、短
4、、试验结果的果的重重现性性较好等。好等。（1）模）模拟试验一种不加速的一种不加速的长期期试验，在，在实验室室的小型模的小型模拟装置中，尽可能地精确地模装置中，尽可能地精确地模拟自然自然界或工界或工业生生产中所遇到的介中所遇到的介质及条件，及条件，虽然介然介质和和环境条件的境条件的严格重格重现是困是困难的，但的，但主要影主要影响因素响因素要充分考要充分考虑。这种种试验周期周期长，费用大，但用大，但实验数据数据较可靠，重可靠，重现性也高。性也高。（2）加速腐）加速腐蚀试验是一种是一种强化的腐化的腐蚀试验方法。把方法。把对材料腐材料腐蚀有影响的因素如介有影响的因素如介质浓度、化学成分、温度、流度、化
5、学成分、温度、流速等加以改速等加以改变，使之，使之强化腐化腐蚀作用，从而加速整个作用，从而加速整个试验过程的程的进行。行。优点点：可在：可在较短短时间内内确定材料确定材料发生某种腐生某种腐蚀的的倾向，向，或若干种材料在指定条件下的相或若干种材料在指定条件下的相对耐耐蚀顺序。序。缺点缺点：只能只能强化一个或少数几个控制因素。化一个或少数几个控制因素。除特殊腐除特殊腐蚀试验外，一般不外，一般不应引入引入实际条件下并不存在的因条件下并不存在的因素，也不能因引入了加速因素而改素，也不能因引入了加速因素而改变实际条件下原条件下原来的腐来的腐蚀行行为和特征。和特征。2 现场试验指把指把专门制制备的的试样置
6、于置于现场的的实际环境中境中进行的腐行的腐蚀试验。优点点：环境条件的真境条件的真实性，它的性，它的试验结果比果比较可靠，可靠，试验本身也本身也较简单。缺点缺点：现场试验中的中的环境因素无法控制，境因素无法控制，结果果的重的重现性性较差，差，试验周期周期较长，且，且试验用的用的试样与与实物状物状态之之间存在存在较大的差异。大的差异。3 实物物试验指将指将试验材料制成材料制成实物部件、物部件、设备或小或小型型试验性装置，在性装置，在现场的的实际应用下用下进行的腐行的腐蚀试验。优点点：解决了：解决了实验室室试验及及现场试验中中难以全面模以全面模拟的的问题，而且包括了，而且包括了结构件在加工构件在加工
7、过程中所受程中所受的影响。能的影响。能够较全面正确地反映材料在使用条件全面正确地反映材料在使用条件下的耐下的耐蚀性。性。缺点缺点：费用用较大，大，试验周期周期长，且不能，且不能对几种材料几种材料同同时进行行对比比试验。因此，因此，实物物试验应在在实验室室试验和和现场试验的基的基础上上进行。行。一、一、试样的准的准备1 试样材料材料对所用所用试样的的各种原始各种原始资料料应尽可尽可能地能地详细了解，其中包括材料的牌号、化学成了解，其中包括材料的牌号、化学成分等，分等，对于金属于金属还应包括包括试样的冶金和加工工的冶金和加工工艺特征、特征、热处理及金相理及金相组织等。等。这些些资料的了解，料的了解
8、，对于腐于腐蚀结果的果的分析有重要的参考作用。分析有重要的参考作用。2 试样的形状与尺寸的形状与尺寸取决于取决于试验的目的、的目的、试验的方法、材料的方法、材料的性的性质、试验的的时间和和试验的装置等。的装置等。试样的外形要求的外形要求简单，以便于精确，以便于精确测量量表面表面积、清除腐、清除腐蚀产物和物和进行加工。行加工。为了了消除消除边界效界效应的影响，的影响，试样表面表面积对边缘面面积之比要尽量大些，之比要尽量大些，试样表面表面积对试样重量之比也要尽量大些。重量之比也要尽量大些。通常通常实验室所用的室所用的试样尺寸尺寸为矩形矩形 50mm25mm（2-3）mm 圆盘形形（30-40）mm
9、 （2-3）mm 圆柱形柱形10mm 20mm3 试样的表面的表面处理理试样表面的光表面的光洁度、均一性和度、均一性和洁净程度是影响腐程度是影响腐蚀实验结果的重果的重现性和可比性的性和可比性的重要因素，因此在重要因素，因此在试验前前应经过严格的表面格的表面处理。理。通常从原材料上切取、通常从原材料上切取、经适当的机适当的机械加工和必要的研磨抛光制成械加工和必要的研磨抛光制成试样，再，再经统一一的清洗使之具有接近的表面状的清洗使之具有接近的表面状态。4 平行平行试样的数量的数量为提高提高试验结果的准确性，每次果的准确性，每次试验时须用一定数量的平行用一定数量的平行试样。平行。平行试样越多，越多，
10、结果的准确性就越高。果的准确性就越高。通常一般通常一般试验的平行的平行试样为3-12个，个，常用常用5个。加个。加载应力力试验，试样为5-20个，常个，常用用10个。个。在同一在同一试验容器中只可容器中只可进行一个或行一个或几个同一材几个同一材质的平行的平行试样的腐的腐蚀试验。二、腐二、腐蚀的暴露条件的暴露条件1 腐腐蚀介介质（1）直接取自生）直接取自生产现场；（2）按）按现场介介质成分人工配制，成分人工配制，应当用蒸当用蒸馏水和化学水和化学纯试剂精确地配制精确地配制试验溶液，以溶液，以严格控制格控制试液的成液的成分。分。在在试验过程中，程中，还必必须防止由于溶液蒸防止由于溶液蒸发及其它原因引
11、起介及其它原因引起介质浓度、成分和体度、成分和体积的的变化，以化，以免影响介免影响介质的腐的腐蚀性能和性能和结果的可靠性。果的可靠性。2 试验温度温度腐腐蚀试验温度温度应尽量模尽量模拟实际腐腐蚀介介质的温度。的温度。实验室控温方法室控温方法：水浴、油浴或空气恒温箱：水浴、油浴或空气恒温箱中中进行。行。控制的温度控制的温度应是整个是整个试样的的表面温表面温度度，但，但为简便起便起见，往往以，往往以试液温度液温度为控制控制对象。象。3 试验时间材料的腐材料的腐蚀速度很少是恒定不速度很少是恒定不变的，的，经常常随随时间而不断而不断变化，因此化，因此试验的的时间一般取决于材一般取决于材料的腐料的腐蚀速
12、度速度。在在实验室里一个周期的室里一个周期的试验时间通常通常为24-168h，也就是，也就是1-7天。如果腐天。如果腐蚀速度是中等或略速度是中等或略低的，低的，则可由下式粗略地估可由下式粗略地估计试验时间，这个式子个式子只能确定有初只能确定有初测结果的果的试验时间。4 试样暴露的条件暴露的条件在在实验室室试验中，根据中，根据试验目的的目的的不同，不同，试样可可全部全部(全浸全浸)、部分、部分(半投半投)或或间断断地暴露于腐地暴露于腐蚀介介质中，以模中，以模拟实际应用中可能用中可能遇到的各种情况。遇到的各种情况。5 试样安放与涂封安放与涂封（1）防止）防止电偶效偶效应试样的安放的安放应保保证试样
13、与与试样之之间、试样与容器之与容器之间、试样与支架之与支架之间电绝缘；（2）防止）防止缝隙腐隙腐蚀试样与与试样之之间、试样与容器之与容器之间、试样与支架之与支架之间不不产生生缝隙；隙；试样表面与介表面与介质充分接触。同充分接触。同时，要求，要求试样装取方便、牢固可靠；支架本身耐装取方便、牢固可靠；支架本身耐蚀等。等。 （3）防止水）防止水线腐腐蚀（氧（氧浓差腐差腐蚀）保保证试样有恒定的暴露面有恒定的暴露面积，用，用绝缘材料将材料将试样部分表面涂封遮蔽。部分表面涂封遮蔽。在在进行行电化学化学测试时，必，必须在在试样上引出上引出导线，导线和和试样的的结点必点必须涂涂封，以防封，以防电偶腐偶腐蚀的干
14、的干扰。涂封要求涂封要求绝缘好、牢固、好、牢固、简便。便。一、表面一、表面观察法察法表面表面观察法分察法分为宏宏观检查和和显微微观察两种。察两种。（1）宏）宏观检查对金属材料在腐金属材料在腐蚀前后及去除腐前后及去除腐蚀产物前物前后的形后的形态做肉眼做肉眼观察。察。注意腐注意腐蚀产物的形物的形态、分布以及它、分布以及它们的的颜色、厚度、色、厚度、致密度和附着性；致密度和附着性；注意腐注意腐蚀介介质中的中的变化，包括溶液的化，包括溶液的颜色，腐色，腐蚀产物在溶液中的形物在溶液中的形态、颜色、色、类型和数量等。型和数量等。（2）显微微观测 对受腐受腐蚀的的试样进行金相行金相检查或或断口分析，或者用断
15、口分析，或者用扫描描电镜、透射、透射电镜、电子子探探针、俄歇能、俄歇能谱仪等作微等作微观组织结构和相成分构和相成分的分析，据此可研究微的分析，据此可研究微细的腐的腐蚀特征和腐特征和腐蚀过程程动力学。力学。二、重量法二、重量法（一）基本原理（一）基本原理金属由于于腐金属由于于腐蚀，其重量要，其重量要发生生变化，化，重量法就是利用金属重量法就是利用金属试样腐腐蚀前后重量前后重量的的变化来表征腐化来表征腐蚀速度的。速度的。以以单位位时间内、内、单位面位面积上的上的质量量变化来表示的腐化来表示的腐蚀速度即速度即为质量指量指标，常用，常用g/（m2h）表示。）表示。 失重法：当腐失重法：当腐蚀产物能很好
16、地去除而不物能很好地去除而不损伤主体金属主体金属时用用这个方法个方法较为恰当。恰当。v-=m0-m1/St式中式中 v-金属失重腐金属失重腐蚀速度，速度，g/(m2h)；m0腐腐蚀前金属的前金属的质量，量，g；m1腐腐蚀后金属的后金属的质量，量，g；S暴露在腐暴露在腐蚀介介质中的表面中的表面积， m2；t试样的腐的腐蚀时间，h。直观直观 增重法：当腐增重法：当腐蚀产物全部覆盖在金属上且物全部覆盖在金属上且不易除去不易除去时用用这个方法个方法较为恰当。恰当。v+=m2-m0/St式中式中 v+金属增重腐金属增重腐蚀速度，速度，g/(m2h)；m2腐腐蚀后后带有腐有腐蚀产物的物的试样质量，量，g；
17、（二）腐（二）腐蚀产物的清除物的清除清除腐清除腐蚀产物要求能最大限度地除物要求能最大限度地除去去试样表面的腐表面的腐蚀产物而又尽可能避免物而又尽可能避免损伤试样的基体，如果操作不当，将会的基体，如果操作不当，将会产生生错误的的结果。果。（1）机械法）机械法用毛刷或用毛刷或软橡皮、橡皮、滤纸等擦洗，在等擦洗，在腐腐蚀产物疏松的情况下物疏松的情况下应用。用。（2）化学法）化学法选择适宜的适宜的去膜去膜剂及去膜条件，要及去膜条件，要力求腐力求腐蚀产物溶解快，空白失重小，操作物溶解快，空白失重小，操作简便。在浸洗后用橡皮、刷子擦除腐便。在浸洗后用橡皮、刷子擦除腐蚀产物。物。P148 Tab.9-1（3
18、）电化学法化学法电化学法是将化学法是将试样作作为阴极阴极，接在直流，接在直流.电源的源的负极，极，选择一适当的一适当的辅助阳极（常用石墨），助阳极（常用石墨），在适当的去膜液中通在适当的去膜液中通电。介。介质中的中的氢离子在阴极离子在阴极还原析出原析出氢气，气，产生机械作用使腐生机械作用使腐蚀产物剥落，残留物剥落，残留的疏松的疏松产物用机械方法即可除物用机械方法即可除净。优点点：去除腐：去除腐蚀产物效果好，空白失重小，适用范物效果好，空白失重小，适用范围广。广。注意注意：试样要要带电入槽，入槽，带电取出。某一去膜液中只取出。某一去膜液中只能能连续处理同一种材理同一种材质的的试样。试样的挂的挂钩
19、或或夹具具必必须与与试件的材件的材质相近。相近。（三）（三）结果的果的评定定根据重量法根据重量法测量的腐量的腐蚀速度可以速度可以对金属耐全面腐金属耐全面腐蚀的性能作出的性能作出评级。均匀腐均匀腐蚀的十的十级标准和三准和三级标准。准。 重量法的不足重量法的不足：测量的只是某一量的只是某一时间内金内金属的属的平均腐平均腐蚀速度速度，掩盖了因，掩盖了因环境介境介质的的变化、操作程序的改化、操作程序的改变，金属表面状，金属表面状态的的变化及其他因素的影响所化及其他因素的影响所导致的腐致的腐蚀速度速度的各种的各种变化。化。 试验周期若周期若较长，腐，腐蚀产物的清物的清除以及称量的除以及称量的误差差等都会
20、影响等都会影响试验结果的果的精确性精确性。优点点：这种方法种方法简单，可靠，可靠，作，作为一种最基一种最基本的定量本的定量评级方法，它仍是方法，它仍是许多多电化学的、化学的、物理的和化学的物理的和化学的现代代评定方法定方法鉴定比定比较的的基基础。三、三、电化学化学试验方法方法研究探研究探讨电极极过程的程的动力学、腐力学、腐蚀机理和防腐措施，机理和防腐措施，还可快速可快速连续测定腐定腐蚀速度。速度。目前常用的目前常用的电化学化学试验方法有方法有极化曲极化曲线法和法和线性极化法性极化法。1 极化曲极化曲线的的测量原理量原理（1）恒）恒电流法流法以以电流流为自自变量，量，测量量电极极电位与位与电流的
21、函数关系，即流的函数关系，即E=f(I) 。得到。得到恒恒电流极化流极化曲曲线。（2）恒）恒电位法位法是以是以电位位为自自变量，量，测量量电流与流与电极极电位的函数关系。即位的函数关系。即I=f(E) 。得到。得到恒恒电位极位极化曲化曲线。在在进行恒行恒电流或恒流或恒电位位测试中均可采用中均可采用稳态测量法量法、准准稳态测量法和量法和连续扫描法。描法。稳态法是指在法是指在给定自定自变量的作用下，相量的作用下，相应的响的响应信号完全达到信号完全达到稳定不定不变的状的状态。在。在测量技量技术上要求其参数完全不上要求其参数完全不变是不可能的，因此考是不可能的，因此考虑到到仪器精度和器精度和实验要求，
22、可要求，可规定响定响应信号在一定的信号在一定的时间内内变化不超化不超过一定的范一定的范围即可即可视为稳定定。稳态极化极化曲曲线均是逐点均是逐点测量量获得的，得的，这种逐点种逐点测量法也称量法也称为步步进法法。2 测量量仪器及装置器及装置测量极化曲量极化曲线一般采用一般采用三三电极系极系统，所，所谓三三电极即极即研究研究电极、极、辅助助电极和参比极和参比电极极。（1）研究研究电极（工作极（工作电极）极）由由试样制成制成，一般要求，一般要求经一定的表面一定的表面处理，并有确理，并有确定的暴露面定的暴露面积。因此，在。因此，在测试前需封装前需封装试样。（2）辅助助电极极与研究与研究电极构成极构成电流
23、通路，因此流通路，因此辅助助电极通常极通常由惰由惰性材料制成性材料制成，以免与，以免与电解解质发生反生反应。常采用。常采用铂或石墨作或石墨作辅助助电极。极。（3）参比）参比电极极与研究与研究电极极组成成测量量电池，作池，作为电极极电位量的参考位量的参考比比较标准。准。除上述三除上述三电极外，极外，还需极化需极化电源和若干源和若干测量量仪器才构成一个器才构成一个完整的完整的测试回路回路。电子恒子恒电位位仪具有具有结构构简单、体、体积小、小、输出出电流大、流大、输入阻抗高，入阻抗高，响响应速摩快和控制精度高等速摩快和控制精度高等优点，它具有自点，它具有自动控制恒控制恒电位的位的能力，并可配上微机能
24、力，并可配上微机实现全自全自动测量。量。恒恒电位位仪既可既可进行恒行恒电位位测量，也可量，也可进行恒行恒电流流测量，使用十分方便。量，使用十分方便。3 极化曲极化曲线的的应用用（1）测定金属的腐定金属的腐蚀速度（速度（电流密度法）流密度法）v-=Aia/nF104 式中式中 v-金属的腐金属的腐蚀速度，速度，g/(m2h)；ia 阳极阳极电流密度，流密度，A/ cm2 ；A金属的克原子量，金属的克原子量，g （在数（在数值上等于原子量）；上等于原子量）；n金属的价数；金属的价数；F法拉第常数，法拉第常数，F=26.8Ah。 这种利用极化曲种利用极化曲线的塔菲的塔菲尔直直线外延以求得外延以求得腐
25、腐蚀电流密度的方法有流密度的方法有许多局限性，它只限于活多局限性，它只限于活化控制的腐化控制的腐蚀体系，且在外延作用体系，且在外延作用时，会，会带来来较大的大的误差。差。（2）判断介）判断介质中添加中添加剂的作用机理。的作用机理。根据加或不加添加根据加或不加添加剂时的极化曲的极化曲线的分析，可以判断的分析，可以判断这种添加种添加剂是否有是否有缓蚀作用作用及其及其缓蚀机理。机理。阳极型阳极型阴极型阴极型混合型混合型 几种添加几种添加剂加入后都使腐加入后都使腐蚀电流密度有不同程流密度有不同程度的降低，所以度的降低，所以这几种添加几种添加剂都是都是缓蚀剂。曲线曲线1添加剂阻滞了阳极过添加剂阻滞了阳极
26、过程，使腐蚀电位正移，是程，使腐蚀电位正移，是阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂。曲线曲线2添加剂阻滞了阴极过添加剂阻滞了阴极过程，使腐蚀电位负移，为程，使腐蚀电位负移，为阴极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂。曲线曲线3所示的添加剂同时阻所示的添加剂同时阻滞了阴极过程和阳极过程。滞了阴极过程和阳极过程。腐蚀电位变化不大，是一腐蚀电位变化不大，是一种种混合型缓蚀剂混合型缓蚀剂。阳极型阳极型阴极型阴极型混合型混合型（3）评选缓蚀剂鉴别与比与比较各种各种缓蚀剂的的缓蚀效果；效果；了解了解缓蚀剂的加入量的加入量对缓蚀效果的影响，找出最佳效果的影响，找出最佳加入量。加入量。筛选缓蚀剂的方法很多，的方法很多，测定极化曲定极化曲
27、线是是筛选水溶液中水溶液中缓蚀剂的重要方法。的重要方法。 图所示所示为钼酸酸铵对低碳低碳钢在碳化塔生在碳化塔生产液中阳极行液中阳极行为的影响。由曲的影响。由曲线看出，看出，缓蚀剂的效率明的效率明显地随地随钼酸酸铵的的浓度的度的变化而化而变化。化。（4）研制和）研制和发展新型耐展新型耐蚀合金合金为了了发展新的耐展新的耐蚀合金，采用合金，采用恒恒电位法位法研究合金的研究合金的钝化行化行为比用其它腐比用其它腐蚀试验方方法法简便；便；合金合金钝化曲化曲线中的中的临界界电位越位越负，临界界电流和流和维钝电流越小，流越小，则合金越易合金越易钝化，化，耐耐蚀性越好。性越好。因此通因此通过测量合金的量合金的钝
28、化曲化曲线可可以比以比较合金的合金的钝化性能和耐化性能和耐蚀性。性。 从从图中可以看出在中可以看出在铬锰氮不氮不锈钢中加入中加入钼后，后，钢的的钝化化倾向和耐向和耐蚀性均能提高，而加性均能提高，而加铜后，只能使后，只能使钢的的钝化化倾向略有提高，但向略有提高，但对钢的的耐耐蚀性没什么影响。性没什么影响。四、局部腐四、局部腐蚀试验方法方法（一）点（一）点蚀试验方法方法1 化学浸泡法化学浸泡法将将试片全部浸没在作片全部浸没在作为点点蚀促促进剂的的FeCl3水溶液中水溶液中进行。行。（1）试验溶液溶液10%FeCl36H2O溶液，其中稍溶液，其中稍许加入加入0.05mol/L盐酸酸溶液溶液进行酸化。
29、行酸化。（2）试验温度温度试验温度根据美国材料温度根据美国材料试验学会学会(ASTM)规定定为222或或502，中国一般采用，中国一般采用302或或502（3）试验时间一般一般为72h，或根据需要确定。，或根据需要确定。（4）试验方法方法试验后用失重法后用失重法计算腐算腐蚀速度，并速度，并观察，察，记录试样表面表面蚀孔的分布、密度、尺寸和深度等特征。孔的分布、密度、尺寸和深度等特征。点点蚀倾向的向的评定可采用下列几种方法定可采用下列几种方法（1）点）点蚀系数表示法，即系数表示法，即式中全面腐式中全面腐蚀深度系根据腐深度系根据腐蚀失重失重计算得到。算得到。点点蚀系数越大，表明点系数越大，表明点蚀
30、程度越程度越严重。如点重。如点蚀系数系数为1，则表明腐表明腐蚀为全面腐全面腐蚀。 深度法：以腐深度法：以腐蚀后金属厚度的减少来表示后金属厚度的减少来表示腐腐蚀的程度。的程度。当全面腐当全面腐蚀时，腐，腐蚀深度可通深度可通过腐腐蚀的的质量量变化，化，经过换算得到：算得到：vL=8.79 v- /式中式中 vL腐腐蚀深度，深度，mm/a；v-金属失重腐金属失重腐蚀速度，速度，g/(m2h)； 金属的密度，金属的密度，g/cm3.（2）平均点）平均点蚀深度表示法。深度表示法。选取取10个最深的腐个最深的腐蚀小孔小孔，取其深，取其深度平均度平均值表示表示这一体系的点一体系的点蚀深度。平均点深度。平均点
31、蚀深度越大，表明点深度越大，表明点蚀程度越程度越严重。重。（3）综合表示法。合表示法。用最大用最大蚀孔深度、孔深度、单位面位面积上的上的蚀孔数以及最大腐孔数以及最大腐蚀深度数据深度数据综合表示。合表示。（4）统计方法方法金属表面上金属表面上发生点生点蚀的概率与金属的点的概率与金属的点蚀倾向、溶液的腐向、溶液的腐蚀性、性、试样面面积及腐及腐蚀时间等因素等因素有关。若于有关。若于试件在特定条件下的点件在特定条件下的点蚀概率概率P（%）可）可用下式表示：用下式表示：P=Np/N100% Np发生点生点蚀的的试样数；数；N试样总数。数。点点蚀概率概率P可表示金属在可表示金属在该特定条件下特定条件下发生
32、点生点蚀的敏感性，但不能的敏感性，但不能说明点明点蚀的的发展速度。展速度。2 电化学方法化学方法恒恒电位静位静态法法和恒和恒电位位动态法法恒恒电位位动态法又称法又称动电位法，位法，这种方法采种方法采取恒取恒电位正反位正反扫描描测得得环状阳极极化曲状阳极极化曲线以确定以确定临界点界点蚀电位位Eb及及保保护电位位Ep。（1）Eb：反映了：反映了钝化膜被破坏的化膜被破坏的难易程度，是易程度，是评价价饨化膜化膜的保的保护和和稳定性的特征定性的特征电位。位。Eb越高，表明合金耐点越高，表明合金耐点蚀性能越好。性能越好。 （2）Ep：反映了：反映了蚀孔重新孔重新饨化的化的难易，是易，是评价价钝化膜是否化膜
33、是否容易修复的特征容易修复的特征电位。位。Ep越高，越高，钝化膜自修复能力越化膜自修复能力越强，即再，即再饨化能力化能力越越强。可根据可根据这两个特征参数来共同两个特征参数来共同评价合金的耐点价合金的耐点蚀性能。性能。注意注意：测定定临界点界点蚀电位位Eb与保与保护电位位Ep的方法不同，的方法不同，所得数据也不尽相同。因此在不同的条件下，用不同的所得数据也不尽相同。因此在不同的条件下，用不同的试验方法方法测出的数据不具出的数据不具备可比性。可比性。（二）晶（二）晶间腐腐蚀试验方法（不方法（不锈钢）GB1223-75（P154表表9-5）。其中）。其中较为常用的常用的为T法法(硫酸硫酸-硫酸硫酸
34、铜-铜屑法屑法)、X法法(65%沸沸腾硝酸法硝酸法)和和C法法(草酸草酸电解浸解浸蚀法法)。其中其中C法是一种法是一种筛选试验方法，但若方法，但若对材料的材料的晶晶间腐腐蚀倾向向进行仲裁，行仲裁，则应以以T法，法，X法法试验结果果为准。准。 （1）C法法 草酸草酸电解浸解浸蚀试验的的评定方法采用定方法采用金相金相法法观察察试样的浸的浸蚀部位，放大倍率部位，放大倍率为150-500倍，倍，浸浸蚀后的后的组织分分为3级。1级和和2级可可视为无晶无晶间腐腐蚀倾向，向，3级为有晶有晶间腐腐蚀倾向。向。（2）X法法 65%沸沸腾硝酸法硝酸法试验评定方法采用定方法采用失重法失重法，可分，可分为4级标准，准
35、，1级的腐的腐蚀速度速度为 0.60mm/a；2级为0.60-1.00mm/a；3级为1.00-2.00mm/a； 4级为2. 00mm/a.（3）T法法 硫酸硫酸-硫酸硫酸铜-铜屑法屑法试验评定方法一定方法一般采用般采用弯曲法和金相法弯曲法和金相法评定。定。弯曲的角度及弯曲的内弯曲的角度及弯曲的内侧半径半径视试样的厚度而定。弯曲后的的厚度而定。弯曲后的试样，用，用8-10倍的放倍的放大大镜观察有无裂察有无裂纹，如，如试样不能不能进行弯曲行弯曲评定，定，或弯曲后裂或弯曲后裂纹性性质可疑可疑时，则用金相法用金相法进行行评定，定，试样经浸浸蚀后用后用150-500倍金相倍金相显微微镜观察，如察，如
36、发现晶晶间腐腐蚀，即判定具有晶，即判定具有晶间腐腐蚀倾向。向。（三）（三）应力腐力腐蚀破裂破裂试验方法方法应力腐力腐蚀试验是将是将试样造成一定残造成一定残余内余内应力后放入某种特定的腐力后放入某种特定的腐蚀介介质中，或中，或试样在腐在腐蚀介介质中施以拉中施以拉应力。力。观察察试样断裂情断裂情况，以此况，以此评定材料的抗定材料的抗应力腐力腐蚀破裂的能力。破裂的能力。1 试验方法方法（1）恒）恒应变法法使使试件件变形，从而形，从而产生一定的生一定的应力。力。这种方法多用于种方法多用于轻金属和薄片状金属和薄片状试样。优点点：装置：装置简单、操作方便；、操作方便；缺点缺点：不易精确：不易精确测定所加的
37、定所加的应力力值，且，且应力的力的大小常随大小常随时间的延的延长而下降。而下降。（2）恒）恒应力法力法恒恒应力法是力法是试样受外受外载荷的作用，而荷的作用，而产生拉生拉应力。力。优点点：为可以精确地可以精确地测定定试样的外加的外加应力；力；缺点缺点：仪器器较复复杂，且，且试样加工要求加工要求较高。高。（3）恒）恒应变速率法速率法是一种拉伸是一种拉伸试验法，保持法，保持试样的瞬的瞬时变形形速度速度为常数。常数。这是一种加速的是一种加速的应力腐力腐蚀试验方法，方法，必必须在在恒恒应变速率速率试验机机上上进行行试验。试样的的应变速率的控制速率的控制：要求：要求应变速率保持恒定速率保持恒定且不能太大。
38、当且不能太大。当试样的的应变速率大于其溶解速率速率大于其溶解速率时，试样的破坏的破坏变成成纯机械断裂。机械断裂。应变速率太小，速率太小，则试验时间太太长，试验条件不易条件不易稳定。定。在大多数在大多数应力腐力腐蚀体系中体系中应变速率速率为10-310-7mm/s。2 结果果评定定（1）宏）宏观检查。试验后，用肉眼或放大后，用肉眼或放大镜观察察应力腐力腐蚀破裂的破裂的裂裂纹及表面情况。及表面情况。（2）材料断裂的）材料断裂的时间。材料的断裂材料的断裂时间越越长，表明抗，表明抗应力腐力腐蚀性能越好。性能越好。（3）对比比试验前后前后试样的机械性能。的机械性能。如塑性指如塑性指标下降的百分数下降的百
39、分数越大，越大，应力腐力腐蚀破裂的破裂的倾向越大等。向越大等。（4）金相）金相观察与分析。察与分析。在在试验过程中，用金相程中，用金相显微微镜和和电镜观察察试样上上应力腐力腐蚀裂裂纹的的产生、生、发展、破裂情况及裂展、破裂情况及裂纹类型型（穿晶型、晶（穿晶型、晶间型、混合型）。型、混合型）。在在实验室中，通常将上述四种方法同室中，通常将上述四种方法同时进行，借以行，借以判断材料的开裂判断材料的开裂类型、型、发展展规律和敏感性程度等。律和敏感性程度等。 课后作业课后作业 预习预习：第四节、第五节第四节、第五节第一节第一节 腐蚀试验的目的及分类腐蚀试验的目的及分类第二节第二节 腐蚀试验条件腐蚀试验
40、条件第三节第三节 金属腐蚀试验方法金属腐蚀试验方法第四节第四节 非金属材料腐蚀试验方法非金属材料腐蚀试验方法第五节第五节 工业腐蚀监测方法简介工业腐蚀监测方法简介一、塑料腐一、塑料腐蚀试验方法方法1 重量法重量法塑料在腐塑料在腐蚀介介质作用下，其中某些作用下，其中某些组分被分被分解、溶解，而同分解、溶解，而同时又吸收了一部分腐又吸收了一部分腐蚀介介质，使，使试样发生生溶溶胀，故其，故其经腐腐蚀后会表后会表现出重量的减少出重量的减少或增加，因此可以根据或增加，因此可以根据试样腐腐蚀前后的重量前后的重量变化率化率来来评定塑料的耐定塑料的耐蚀性能。性能。预处理理：由于：由于试样所用材料的运所用材料的
41、运输、贮存等条件存等条件不同，使不同，使试样的初始状的初始状态不一不一样。为了了试验比比较精精确，确，应在相同温度和湿度条件下在相同温度和湿度条件下进行行预处理。理。国国际标准化准化组织(ISO)推荐三种推荐三种处理方法：理方法：（1）一般地区）一般地区202，相，相对湿度湿度65%5%，处理理时间8894h；（2）美国）美国232，相，相对湿度湿度50%5%，处理理时间48h；（3）热带地区地区272，相，相对湿度湿度65%5%，处理理时间8894h；试验所用介所用介质，应尽量接近材料使用尽量接近材料使用时所所接触的条件。有接触的条件。有时还可直接采用生可直接采用生产系系统中的介中的介质。试
42、验过程中因蒸程中因蒸发或其它原因使介或其它原因使介质的的组成有成有较大大变化化时，应定期更定期更换介介质。 试验结束先束先观察察试样有无有无起泡、分起泡、分层、裂、裂纹、分解、溶解、分解、溶解等等现象，最后象，最后评定以重量定以重量变化率或化率或单位表面位表面积的重量的重量变化，化，也可用体也可用体积变化率化率为依据。依据。腐腐蚀前后前后试样的的重量重量变化率化率Kw，单位表面位表面积的重量的重量变化化W，体体积变化率化率Kv表示如下：表示如下：2 机械性能比机械性能比较法（力学性能比法（力学性能比较法）法）塑料在腐塑料在腐蚀介介质作用下其机械性能将作用下其机械性能将发生生变化，因化，因此可根
43、据此可根据试样腐腐蚀前后机械性能前后机械性能变化率来化率来评定其耐定其耐蚀性能。性能。测定塑料腐定塑料腐蚀前后前后试样的机械性能的的机械性能的变化，一般都化，一般都测量量抗拉抗拉强度，抗弯度，抗弯强度度等。同重量法一等。同重量法一样，试验前后前后对试样进行行预处理。理。塑料塑料试样腐腐蚀前后机前后机械性能械性能变化率化率K, 伸伸长率的率的变化化K表示如下：表示如下： 试验结束后，按塑料腐束后，按塑料腐蚀前后的前后的重量重量变化化和和强度度变化化评定其耐定其耐蚀性能。通常重量性能。通常重量变化和化和强度度变化越化越小，表示其耐小，表示其耐蚀性能越好。性能越好。二、玻璃二、玻璃钢腐腐蚀试验方法方
44、法静静态浸泡法浸泡法：在自由状：在自由状态下将下将试样浸泡于一定浸泡于一定温度的腐温度的腐蚀介介质中，于中，于规定定时间取取样测定定重量重量变化化和机和机械械强度度变化率化率。然后按。然后按变化率的大小化率的大小评定材料的耐定材料的耐蚀性能。性能。由于玻璃由于玻璃钢的耐的耐蚀性与性与树脂脂-玻璃玻璃纤维间的黏合情况有很大关系，因而其耐的黏合情况有很大关系，因而其耐蚀性能性能主要以主要以抗弯抗弯强度度的的变化来确定。化来确定。三、涂料腐三、涂料腐蚀试验方法方法方法步方法步骤：（1）经过表面表面处理的理的试样（如金属棒、金属片等）上按要（如金属棒、金属片等）上按要求求涂上待涂上待测涂料涂料，并按，
45、并按规定的干操定的干操时间进行烘干，然后将行烘干，然后将试样暴露于大气中或浸入特定的腐暴露于大气中或浸入特定的腐蚀介介质中；中；（2）试验过程中，程中，对浸入浸入试液中的金属液中的金属试样要求每昼夜要求每昼夜观察察两次，在有两次，在有强侵侵蚀作用的作用的试液中，液中，对被被测定的漆膜定的漆膜须进行多次行多次检验，详细记录漆膜所漆膜所发生的任何生的任何变化（如光化（如光泽的的损失，斑点及气泡的出失，斑点及气泡的出现，漆膜剥落的开始等）；，漆膜剥落的开始等）；（3）试验结束后，根据束后，根据产品品标准中准中规定的指定的指标，评定定该涂涂料在特定腐料在特定腐蚀介介质中的耐中的耐蚀性能。性能。 四、硅
46、酸四、硅酸盐材料腐材料腐蚀试验方法方法由于硅酸由于硅酸盐材料在腐材料在腐蚀介介质作用下，作用下，其中某些其中某些组分会浸析出来，使分会浸析出来，使试样重量减少。重量减少。因此它的耐腐因此它的耐腐蚀性能通常用腐性能通常用腐蚀前后的前后的质量量变化率化率来表示。其来表示。其经酸腐酸腐蚀后的重量后的重量变化率称化率称为耐酸度耐酸度；经碱腐碱腐蚀后的重量后的重量变化率称化率称为耐碱度耐碱度。测定方法定方法：用磨：用磨细了的了的颗粒状粒状试样或用整或用整块试样经处理，称重后置于指定的介理，称重后置于指定的介质中，中，腐腐蚀一定一定时间后取出、后取出、处理、称重，理、称重，计算算耐酸度耐酸度K和耐碱度和耐
47、碱度R。式中式中K耐酸度；耐酸度；R耐碱度；耐碱度；m1试样腐腐蚀前的重量（前的重量（g）；）；m2试样经酸腐酸腐蚀后的重量（后的重量（g）；）；m3试样经碱腐碱腐蚀后的重量（后的重量（g）。）。实践践证明，在多数条件下，耐酸度和耐明，在多数条件下，耐酸度和耐碱度只碱度只经过一次一次测定是不可靠的，特定是不可靠的，特别是是对于耐于耐酸度低于酸度低于95%的材料，更的材料，更应进行行多次多次试验。一、腐一、腐蚀监测的意的意义（1）由于意外的和）由于意外的和过量的腐量的腐蚀常使工厂常使工厂设备发生各种生各种事故，造成停事故，造成停车停停产，设备效率降低、效率降低、产品品污染、染、甚至甚至发生火灾爆
48、炸，危害人身安全，并生火灾爆炸，危害人身安全，并导致致严重的重的经济损失。失。为有效地防止之有效地防止之类事故的事故的发生，就要求生，就要求能能对工厂工厂设备在在连续运运转的条件下，的条件下，监视设备内部内部腐腐蚀状状态，掌握腐，掌握腐蚀发展速度，以便提供及展速度，以便提供及时有效有效的数据，及早地的数据，及早地发现和和较好地控制好地控制设备的腐的腐浊。（2）腐）腐蚀监测在在环境保境保护，节约资源和能掉等方面也源和能掉等方面也有重要意有重要意义。腐腐蚀监测可作可作为判断腐判断腐蚀破坏，提供相破坏，提供相应解决措施的工具，解决措施的工具，监测解决措施的有效性，解决措施的有效性，提供生提供生产工工
49、艺或管理方面的数据或管理方面的数据资料，构料，构成自成自动控制系控制系统的一部分，也可直接成的一部分，也可直接成为管理系管理系统的一个的一个组成部分。成部分。二、常用腐二、常用腐蚀监测方法方法 1 表面表面检查一般是指用肉眼或低倍放大一般是指用肉眼或低倍放大镜观察察设备的的受腐受腐蚀表面。表面。目的：目的：（1）检查设备是否受到是否受到严重腐重腐蚀破坏，确定腐破坏，确定腐蚀类型，型，破坏位置和方向分布；破坏位置和方向分布；（2）分析破坏原因；）分析破坏原因；（3）为防止或减防止或减轻腐腐蚀，应采取哪些措施。采取哪些措施。 2 挂片挂片将与将与设备材料相同的材料相同的试片固定在片固定在试片支架上
50、，然后将装有片支架上，然后将装有试片的支架固定片的支架固定在在设备内，在生内，在生产过程中程中经受一定受一定时间的的腐腐蚀后，取出支架和后，取出支架和试片，片，进行表行表观检查和失重和失重测定，以确定挂片腐定，以确定挂片腐蚀量和量和计算腐算腐蚀速度。速度。局限性：局限性：挂片只能反映两次停挂片只能反映两次停车之之间的的总腐腐蚀量，反映不出重要意量，反映不出重要意义的介的介质变化及相化及相应的腐的腐蚀变化，也化，也检侧不出短期内的腐不出短期内的腐蚀量或偶量或偶发的局部的局部严重腐重腐蚀状状态。3 电阻探阻探针在运在运转的的设备中插入一个装有金属中插入一个装有金属试片的探片的探针即即电阻探阻探针，
51、金属，金属试片在腐片在腐蚀介介质中受腐中受腐蚀减薄，从而使其减薄，从而使其电阻增大阻增大，周期性地，周期性地精确地精确地测量量这种增加种增加电阻，阻，实际测量的是被量的是被测试片与不受腐片与不受腐蚀的参考的参考试片之片之间电阻比的阻比的变化化量。由此便可量。由此便可计算腐算腐蚀速度。速度。 只有当腐只有当腐蚀量量积累到一定程度累到一定程度时，金属，金属试片的片的电阻增大达到了阻增大达到了仪器的灵敏度，器的灵敏度，仪表或表或记录系系统才才会作出适当的响会作出适当的响应。因此，。因此，电阻探阻探针所所测量的是某量的是某个个很短很短时间间隔内隔内的的积累腐累腐蚀量，减小金属量，减小金属试片的片的横截
52、面横截面积，可以提高，可以提高测量灵敏度。量灵敏度。电阻探阻探针以其以其简单、灵敏、适用性、灵敏、适用性强以及以及可在可在设备运运转条件下条件下定量定量监测腐腐蚀率率等特点已在等特点已在许多工多工业部部门获得了广泛的得了广泛的应用。用。4 腐腐蚀电位位监测原理原理：设备金属的腐金属的腐蚀电位与它的腐位与它的腐蚀状状态之之间存在着某种特存在着某种特定的相互关系，例如，根据金属材料在某介定的相互关系，例如，根据金属材料在某介质中的极化曲中的极化曲线，则可由其腐可由其腐蚀电位位鉴别该材料在材料在该介介质中的腐中的腐蚀状状态。这种种方法也只适用于方法也只适用于电解解质体系。体系。优点点：（：（1）不）不扰乱生乱生产体系和不改体系和不改变金属表面状金属表面状态；（2）测量装置量装置简单，只要用一个高阻抗伏特，只要用一个高阻抗伏特计测量量设备金属材料相金属材料相对于某参比于某参比电极的极的电位即可；位即可；（3）操作和）操作和维护容易，并且是非破坏性的，可容易，并且是非破坏性的，可长期期连续监测。缺点缺点：仅给出出定性定性的指示，而不能得到定量的腐的指示，而不能得到定量的腐蚀速度。速度。
