腐蚀测试是腐蚀工程师最重要的职责之一。事实上,没有腐蚀评估,在任何行业中减轻或消除腐蚀几乎是不可能的。
腐蚀检查有几个原因。有时,在工业应用的材料选择过程中,需要对特定环境中不同种类的材料进行评估。评估一种新型合金在不同类型的环境中与常规商业合金进行比较;的估计抑制剂的有效地减低腐蚀速率金属;其他原因是对腐蚀机理的了解。
腐蚀试验通常分为实验室试验和现场试验两大类,每种试验都有其优缺点。例如,现实应用中的环境条件与实验室中的环境条件不同。因此,很难将实验室测试的结果推断到工业环境中。另一方面,在实验室测试中,有可能加速腐蚀性更快速地获得结果,这在现场测试中是不可能的。
在这里,我们将了解腐蚀工程师用于帮助了解和减轻现场腐蚀问题的8个关键腐蚀测试。
实验室腐蚀测试
浸没式测试
实验室测试中最常见和最简单的方法之一是浸泡试验.在这种试验中,其程序由ASTM而且NACE,干燥后的试样在暴露于腐蚀性环境一段特定时间之前和之后的重量由分析天平测量。在样品称重前后,应进行特定的准备,以去除任何腐蚀产物或有机物质污染物.的耐蚀性试样的腐蚀速率一般以每年米(0.001英寸)或每年毫米(mm/yr)的重量损失或厚度损失来计算。结果取决于金属的类型(比重量)被测试,暴露的表面面积,和测试持续时间因素。
视觉检查
一些视觉检查也建议评估局部腐蚀,如点蚀或去死皮.此外,光学或扫描电子显微镜;元素和成分分析,如能量色散x射线光谱;x射线衍射(XRD);能量色散x射线能谱(XPS)是一种能更精确地评估腐蚀表面和腐蚀产物的有效技术。
有几种方法可以评价样品的点蚀。确定坑的密度(在特定表面积上的坑的数量)或点蚀的因素(深坑深度除以均匀腐蚀厚度损失值)是评价点蚀的两种重要方法。测量坑深有不同类型的实用工具。一个轮廓仪当无法使用测深仪时,可用于测深剖面。
盐雾/雾测试
一些测试样品和程序是为评估特定类型的腐蚀而设计的,例如缝隙腐蚀,应力腐蚀开裂,侵蚀腐蚀.涂层试样的大气腐蚀可以用盐雾或雾测试.在这里,5%的NaCl溶液在调至95°F(35°C)的温度下雾化。试样的耐腐蚀时间是了解试样耐久性的标准。虽然盐雾试验的环境是一种加速的海洋大气,但盐雾试验的结果可以外推到其他大气环境,这是公认的。(有关海洋环境中的腐蚀的更多信息,请参见海洋结构为第三方检查员带来了独特的挑战)。
风化测试
另一种大气方法叫做老化试验,有机涂料涂层样品的耐久性是通过将它们暴露在紫外线下,并在腐蚀性环境中循环冷却-加热来检测的。
电化学测试
电化学测试其他类别的实验室测试是否可以提供有关腐蚀的有价值的信息电化学反应以及它们背后的机制。一个稳压器仪器通常用于进行这类测试。三电极设置,包括工作电极,参比电极,计数(辅助)电极,是常用的。电势、电流和时间是电化学试验中的三个重要参数。在这些测试中,施加的电势一般在一定范围内扫描,并测量电流。
电化学腐蚀试验有各种类型。每种类型都有特定的用途。
- 线性极化电阻(LPR):最简单的电化学腐蚀试验是线极化电阻其中,当外加电位在较低到高于腐蚀电位(E相关系数).电流与电位曲线的斜率表示极化电阻,极化电阻与腐蚀速率成反比。这种测试非常快速和直接,通常被认为是一种非破坏性试验.此外,这种方法对于测量极低的腐蚀速率非常有用。这在一些工业系统中很重要,如食品加工、核和制药设备。
这张图片显示了LPR曲线。这条线的斜率是极化电阻(Rp)。 - 动电位极化测试:主动被动金属的钝化行为,如不锈钢,可以通过potentiodynamic极化测试。在这种方法中,电位扫描范围很广。至关重要的电流密度,无源电位,无源电流密度可以从该测试中提取。
- 循环极化法:这是另一种测试,用于确定主动被动金属的局部裂缝或点蚀倾向。在这个试验中,施加的电势在穿过区域的某些电势处扫向是相反的。正向扫描和反向扫描的交叉点显示了局部腐蚀的趋势和强度。
这张图片显示了循环极化曲线,用于评价点蚀。少ER亚稳态点蚀环越大,对点蚀的易感性越强。 - 电化学动态电位再激活(EPR)测试:这是另一个被建议用来预测不锈钢的敏化或晶间腐蚀倾向的测试。电化学动电位再活化与ASTM A-262建议的其他常规晶间腐蚀测试相比,非常简单和快速,例如休伊或streich.
上述电化学试验是在直流条件下进行的。然而,理解亥姆霍兹双层(可作为电容)或在金属表面吸附抑制剂(可作为电感)需要交流电。这种类型的测试被称为电化学阻抗谱(EIS),可以揭示有关腐蚀机制的有价值的信息。此外,当电化学系统中的整体电阻非常高时,例如当样品被厚厚的有机涂层覆盖或浸泡在有机溶液中时,该技术非常有用。
现场腐蚀试验
腐蚀优惠券
安装腐蚀优惠券是监测管道、热交换器和储罐腐蚀的一种非常简单和常用的方法。这些优惠券被插入到有优惠券持有人的工厂或设备中一段时间。(了解更多有关优惠券持有人的资料,请浏览腐蚀券持有人如何保存您的宝贵资产)。尽管有许多因素会影响连接片的安装位置,但连接片通常被放置在预计会发生严重腐蚀的位置。更改重量和尺寸或目视检查将在取回优惠券后考虑。这种方法的缺点是不可能通过加速环境条件来获得更快的结果。
超声厚度监测
一个超声波测厚仪是用于监测管道或储罐内部腐蚀的仪器之一。超声波换能器产生的超声波穿过后壁,反射回源,通过测量反射时间,考虑声波在被测材料中的速度,可以计算出金属的厚度。当试样的两侧都无法接触到时,UT量规测试是有用的。(有关超声波检查的详情,请参阅工艺管道CUI检测技术(下))。
电阻测试
电阻(ER)探头用于测量片材的腐蚀速率,特别是在要求在线腐蚀速率时。当金属在环境中腐蚀时,其电阻将由于横截面的厚度或表面积的减少而增加。通过测量金属电阻随时间的变化,可以确定金属的溶解速率,并以mpy或mm/yr为单位计算腐蚀速率。ER探头可用于任何环境,包括水溶液,油(碳氢化合物),土壤,气体和大气。根据金属类型、系统和被测环境的不同,探针可以被制成不同的几何形状。
还有许多其他的测试,用于监测结构的保护免受腐蚀阴极保护.这些测试大多基于结构对环境的电化学电位测量。