什么是金属腐蚀试验方法?

什么是金属腐蚀试验方法?

[拼音]：jinshu fushi shiyan fangfa

[外文]：test methods on metal corrosion

检测金属抗腐蚀性能的常用方法有：

化学浸泡试验

把金属材料制成特定形状和尺寸的试片，在选定的介质中浸泡一定时间。取出后，通过称重、表观检查、测量蚀孔深度、考察力学性能或分析溶液成分等方法，评定金属材料的腐蚀行为。这种试验又称挂片试验。根据试片与溶液的相对位置，分为全浸试验、半浸试验和间浸试验三种(图1)。

全浸试验

试片完全浸入溶液。此法 *** 作简便，重现性好。在实验室试验时，可以严格控制各种影响因素（如充气状态、温度和流速等），可作模拟试验和加速试验。试验时悬挂于溶液中不同深度的孤立小试片的腐蚀效应与延伸于不同深度的长尺度试片的腐蚀效应是不同的，因为后者由于充气差异而形成宏观腐蚀电池效应。在自然水（海水或淡水）中的全浸试验是把试片安装在框架中，集装于吊笼内（图2），浸入相同深度的水中。试片彼此之间绝缘，并与框架绝缘。试片主平面应平行于水流方向，互不遮蔽。

半浸试验

又称水线腐蚀试验。试片的一部分浸入溶液，而且使试片的尺寸(尤其是液面上下的面积比)保持恒定，使气相和液相交界的“水线”长期保持在试片表面的固定位置上，在“水线”附近可以观察到严重局部腐蚀。自然水中的半浸试验往往把装有试片的框架固定在浮筒或浮筏上。

间浸试验

使试片按照设定的循环程序，重复交替地暴露在溶液和气相中，又称交替浸泡试验。试验时需严格控制环境的温度和湿度，以保证试片表面的干湿变化频率。自然水中的间浸试验则是把安装有试片的框架固定在专用的间浸平台上（图3），或安装在桥桩、码头的固定部位。

化学浸泡试验既可用于评定全面腐蚀行为，也可用于评定局部腐蚀行为。如果是评定局部腐蚀，可用点腐蚀试样、缝隙腐蚀试样或恒变形加载的应力腐蚀试样进行浸泡试验。

盐雾试验

这是一种用喷雾加速腐蚀的试验。在特制的盐雾箱中(图4)将饱和空气的盐水溶液连续或间断地以雾状喷出，盐雾沉降在试样上，形成极薄的液膜，由于不断有新的盐雾落到试样上而加速了试样的腐蚀过程。试样支承或悬挂的位置应使试样的主要表面与垂直面成15°～30°角，或与雾流主方向平行。试样的位置还应使盐雾能自由沉降到所有试样上，并使在一个试样上凝聚的液滴不会再落到其他试样上。溶液一般含氯化钠0.5～20％；常用的含氯化钠4～6％，pH为6.5～7.2(35℃)，即所谓中性盐雾试验溶液。在这种溶液中加入冰醋酸0.1～0.3％，pH达到3.1～3.3，即成为醋酸盐雾试验溶液。如再加入CuCl2·2H2O0.26g/L，即成为铜加速的醋酸盐雾试验溶液。盐雾试验主要用于产品质量检验和分类评级。

大气暴露试验

了解金属和非金属材料以及涂料和电镀层抗大气腐蚀性能的试验。主要试验设备是大气曝晒架(图5)，试片平面朝南，在海岸暴露时往往面向海洋。试片与垂直面成30°～45°角，大尺寸试片有时也垂直悬挂。一般通过称重、表面观察检查、力学性能分析等确定试验结果。

电化学测试电位测量

通过测量金属试样与参比电极组成的原电池的电动势确定金属的稳态自然腐蚀电位、极化电位以及各种临界电位。由此可以了解金属腐蚀的状态及其变化。

极化曲线测量

测量技术可分为两类：

（1）恒电流法（即控制电流法）。测定金属的电极电位随电流变化的函数关系，也包括在恒定电流条件下测定金属的电极电位随时间变化的充电曲线法。

（2）恒电位法（即控制电位法）。测定流过金属的电流随金属电极电位变化的函数关系，也包括在恒定电位条件下测定电流随时间变化的试验。通过极化曲线测量可以确定金属腐蚀速度和研究腐蚀机理。

线性极化技术

20世纪50年代以来，发展出了著名的线性极化技术，它可以快速、简便而灵敏地测定金属的瞬时腐蚀速度。线性极化方程式（即Stern－Geary方程式为）：

式中Rp＝(ΔE/ΔI)为极化电阻，ba和bc分别为阳极和阴极的塔菲尔常数。通常要求在金属腐蚀电位附近的微小电位区间(如±10mV)中测定电位变化ΔE与电流变化ΔI的线性关系，由其斜率确定Rp，结合已知的或测定的常数ba和bc或B<值可求得腐蚀电流IK。进而通过法拉第定律可从腐蚀电流确定腐蚀速度。

参考书目

W. H. Ailor ed.， Handbook on Corrosion Testing and evaluation，John Wiley & Sons，New York，1971.L.L. Shreir ed.， Corrosion，Vol.Ⅰ～Ⅱ， 2nd ed.，Newnes Butterworths，London，1976.ASTM， 1981 Annual Book of ASTM Standards，Part 10，1981.