金屬腐蝕試驗都包括什么
腐蝕檢測有氣體腐蝕,均勻腐蝕,點腐蝕,晶間腐蝕,鹽霧試驗,縫隙腐蝕,模擬工況腐蝕,SSC硫化氫應力腐蝕,HIC氫致開裂腐蝕等等項目。
1.均勻腐蝕 金屬在絕大多數(shù)酸性溶液中,會發(fā)生不同程度的溶解,形成均勻腐蝕,溶解速度基本均勻。通常,溶液溫度升高,溶質(zhì)濃度加大,都可能加速金屬的腐蝕。不僅如此,金屬在大氣、海洋、土壤及高溫條件下,也會發(fā)生不同程度的均勻腐蝕。
2. 點腐蝕(pitting Corrosion) 點腐蝕又稱為孔蝕(小孔腐蝕),是在金屬上產(chǎn)生針尖狀、點狀、孔狀的一種為局部的腐蝕形態(tài)。點腐蝕是陽極反應的一種獨特形式,是一種自催化過程,即點腐蝕孔內(nèi)的腐蝕過程造成的條件既促進又足以維持腐蝕的繼續(xù)進行。
3. 縫隙腐蝕(Crevice Corrosion) 縫隙腐蝕是一種局部腐蝕。金屬部件在電解質(zhì)溶液中,由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成縫隙,其寬度足以使介質(zhì)浸入而又使介質(zhì)處于一種停滯狀態(tài)(一般在0.025 ~ 0.1mm),使得縫隙內(nèi)部腐蝕加劇的現(xiàn)象稱為縫隙腐蝕。縫隙腐蝕多發(fā)生在金屬連接(縫)處和表面污垢處。
4. 電偶腐蝕(galvanic corrosion) 因彼此腐蝕電位不同,造成同一介質(zhì)中異種金屬接觸部位的局部腐蝕,就是電偶腐蝕,亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。此時,兩種金屬構(gòu)成宏觀腐蝕電池,產(chǎn)生電偶電流,使電位較低的金屬(陽極)溶解速度增加,電位較高的金屬(陰極)溶解速度減小。陰陽極面積比增大,介質(zhì)電導率減小,都使陽極腐蝕加重。
5. 晶間腐蝕(intergranular corrosion; intercrystalline corrosion) 沿著金屬晶粒間的分界面向內(nèi)部擴展的一種局部腐蝕。主要由晶粒表面和內(nèi)部間化學成分的差異(鈍性元素“貧乏”)以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應力的存在而引起。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合,且腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤,肉眼一般看不出被破壞的跡象,但晶粒間結(jié)合力顯著減弱,力學性能大大惡化,不能經(jīng)受敲擊或內(nèi)部壓力(如容器),所以是一種十分危險的腐蝕。通常多出現(xiàn)于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼和鎳基合金中。
6. 焊縫腐蝕(welded corrosion) 容易在不銹鋼焊縫區(qū)外側(cè)出現(xiàn)的一種晶間腐蝕現(xiàn)象。其主要機理是,這些鋼在425-815℃之間加熱時,或者緩慢冷卻通過這個溫度區(qū)間時,都會造成碳化物在晶界沉淀(敏化作用),進而造成最鄰近的區(qū)域鉻貧化使得這些區(qū)域?qū)Ωg敏感。
7. 選擇腐蝕(Selective Corrosion ) 在金屬腐蝕過程中,在表面上某些特定部位有選擇地溶解現(xiàn)象。金屬固溶體的組分之一優(yōu)先地由于腐蝕而轉(zhuǎn)入溶液,而金屬表面則逐漸地富集了另一組成,稱為組分的選擇性腐蝕。如黃銅脫鋅。而在多相合金中任何一相發(fā)生優(yōu)先溶解,稱之為組織的選擇性腐蝕。鑄鐵因腐蝕而發(fā)生鐵素體的溶解以及碳化物和石墨在表面上富集是這類腐蝕的實例。由于腐蝕后剩下一個已除去某種合金組分的組織結(jié)構(gòu),所以也常稱為去合金化。去合金化后材料總的尺寸變化不大,但金屬已失去了強度,因而易于發(fā)生危險事故。
8. 應力腐蝕開裂(SCC) 金屬在應力(拉應力或內(nèi)應力)和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下所發(fā)生的一種破壞,被稱為SCC。SCC的特征是形成腐蝕—機械裂縫,既可以沿著晶界發(fā)展,也可以穿過晶粒擴展。由于裂縫擴展是在金屬內(nèi)部,會使金屬結(jié)構(gòu)強度大大下降,嚴重時會發(fā)生突然破壞。SCC在一定的條件下才會發(fā)生,它們是:特定的金屬材料,遭遇特殊的工作介質(zhì),并受到外部拉應力或內(nèi)部殘余應力的作用。
9. 氫腐蝕(Hydrogen Attack ) 主要發(fā)生在石油加氫、裂解等鋼制裝置中,是一種高溫腐蝕現(xiàn)象。高溫高壓下,氣相中氫以氫原子形式滲入鋼中,與鋼中的碳結(jié)合生成甲烷,造成鋼表層脫碳,使強度、塑性降低,嚴重時導致表面鼓泡或開裂。碳鋼的抗氫腐蝕性能隨鋼中碳含量升高而降低;含有少量鈦、鈮、釩、鉬等與碳有較強結(jié)合能力的元素的低合金鋼,有較好的抗氫腐蝕能力。
10. 氫脆(hydrogen embrittlement ) 氫脆是溶于鋼中的氫,聚合為氫分子或形成脆性氫化物,造成鋼材內(nèi)部應力集中,超過其強度極限,形成細小的內(nèi)部裂紋或鼓泡。又稱白點、氫鼓泡等。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生,就消除不了(只可防,無法治)。出現(xiàn)氫脆的工件通過除氫處理(如加熱等)能部分消除氫脆,采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆。如電鍍件的去氫都在200~240度的溫度下,加熱2~4小時可將絕大部分氫去除。
11. 磨損腐蝕(wear corrosion) 指金屬摩擦副表面在相對滑動過程中,表面材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學或電化學反應,并伴隨機械作用而引起損失的現(xiàn)象,亦稱腐蝕磨損。腐蝕磨損通常是一種輕微磨損,但在一定條件下也可能轉(zhuǎn)變?yōu)閲乐啬p。
12. 腐蝕疲勞(corrosion fatigue) 在交變載荷作用下,當金屬受到介質(zhì)的腐蝕作用時,內(nèi)部應力不斷重新分配,將加速裂縫的形成,這就是腐蝕疲勞現(xiàn)象。幾乎在任何介質(zhì)中都可以觀察到此腐蝕疲勞,且其斷口少分支,無光澤,多源頭(因此與機械疲勞和應力腐蝕開裂現(xiàn)象不同)。
SSC:硫化物應力開裂 sulfide stress cracking
在有水和H2S存在的情況下,與腐蝕和拉應力有關的一種金屬開裂。
SSC與在金屬表面的因酸性腐蝕所產(chǎn)生的原子氫引起的金屬脆性有關。在硫化物存在時,會促進氫的吸收。原子氫能擴散進金屬,降低金屬的韌性,增加裂紋的敏感性。高強金屬材料和較硬的焊縫區(qū)域易于發(fā)生SSC
SCC:應力腐蝕開裂 stress corrosion cracking
在有水和H2S存在的情況下,與局部腐蝕的陽極過程和拉應力相關的一種金屬開裂。
氯化物或氧化劑和高溫能增加金屬產(chǎn)生應力腐蝕開裂的敏感性。
HSC:氫應力開裂 hydrogen stress cracking
金屬在有氫和拉應力存在的情況下出現(xiàn)的一種裂紋。
HSC描述了一種產(chǎn)生在對SSC不敏感的金屬中的一種裂紋。這種金屬作為陰及和另一種活躍腐蝕的金屬成為陽極形成電偶,在有氫時,金屬就可能變脆。
GHSC galvanically-induced hydrogen stress-cracking 電偶誘發(fā)的氫應力開裂試驗,開裂的形成是由金屬中存在著由電偶對的陰極誘發(fā)的氫和拉伸應力。
HIC:氫致開裂 hydrogen-induced cracking
當氫原子擴散鋼鐵中并在陷阱處結(jié)合成氫分子(氫氣)時,所引起的在碳鋼和低合金鋼中的平面裂紋。
SWC:階梯裂紋 stepwise cracking
在鋼材中連接相鄰平面內(nèi)的氫致開裂的一種裂紋。
SZC:軟區(qū)開裂 soft zone cracking
SSC的一種形式,可能出現(xiàn)于鋼局部屈服強度低的軟區(qū)。
在操作載荷作用下,軟區(qū)可能會屈服,并局部累計塑性應變,使在別的情況下抗SSC的材料發(fā)生SSC開裂敏感性增加。這種軟驅(qū)最具代表性的是與碳鋼的焊接有關。
SOHIC:應力定向氫致裂紋 stress-oriented hydrogen-induced cracking
大約與主應力(殘余的或施加的)方向垂直的一些階梯小裂紋,使已有的HIC裂紋像梯子一樣連接起來的(通常細小的)一組裂紋。
這種開裂可被歸類為由外應力和氫致開裂周圍的局部應變引起的SSC。SOHIC與SSC和HIC/SWC有關。在縱焊縫鋼管的母材和壓力容器焊縫的熱影響區(qū)都觀察到SOHIC。SOHIC并不是一種常見的現(xiàn)象,其通常與低強度鐵素體鋼管和壓力容器用鋼有關。
13. 高溫腐蝕(high temperature corrosion) 金屬材料在高溫下與環(huán)境氣氛中的氧、硫、碳、氮等元素發(fā)生化學或電化學反應而導致的變質(zhì)或破壞。高溫腐蝕并無嚴格的溫度界限,通常認為,當金屬工作溫度達到其熔點(絕對溫標)的0.3~0.4以上時,就可認為是高溫腐蝕環(huán)境。在石油化工、能源、動力、冶金、航空航天等領域普遍存在高溫腐蝕問題,針對不同的高溫腐蝕環(huán)境可以采用不同類型材料,或采用耐高溫腐蝕涂層進行防護
14.鹽霧試驗(salt spray test)
的目的是為了考核產(chǎn)品或金屬材料的耐鹽霧腐蝕質(zhì)量,而鹽霧試驗結(jié)果判定正是對產(chǎn)品質(zhì)量的宣判,它的判定結(jié)果是否正確合理,是正確衡量產(chǎn)品或金屬抗鹽霧腐蝕質(zhì)量的關鍵。鹽霧試驗結(jié)果的判定方法有:評級判定法、稱重判定法、腐蝕物出現(xiàn)判定法、腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析法。評級判定法是把腐蝕面積與總面積之比的百分數(shù)按一定的方法劃分成幾個級別,以某一個級別作為合格判定依據(jù),它適合平板樣品進行評價;稱重判定法是通過對腐蝕試驗前后樣品的重量進行稱重的方法,計算出受腐蝕損失的重量來對樣品耐腐蝕質(zhì)量進行評判,它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進行考核;腐蝕物出現(xiàn)判定法是一種定性的判定法,它以鹽霧腐蝕試驗后,產(chǎn)品是否產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象來對樣品進行判定,一般產(chǎn)品標準中大多采用此方法;腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法提供了設計腐蝕試驗、分析腐蝕數(shù)據(jù)、確定腐蝕數(shù)據(jù)的置信度的方法,它主要用于分析、統(tǒng)計腐蝕情況,而不是具體用于某一具體產(chǎn)品的質(zhì)量判定。
鹽霧試驗又包括中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗、交變鹽霧試驗。
15.模擬工況腐蝕(Simulated corrosion)模擬工況腐蝕試驗是指在實驗室內(nèi)對材料的實際使用環(huán)境進行模擬,通過對腐蝕的檢測,評定材料對該環(huán)境的耐腐蝕性能。客戶需要提供腐蝕介質(zhì)、溫度、濕度(純液相不涉及)、壓力(氣體總壓及各成分分壓)、pH等。
模擬工礦腐蝕分類:模擬海水腐蝕、模擬高溫高壓腐蝕、模擬氣體腐蝕、模擬硫化氫工況腐蝕等等
16.氣體腐蝕英文名稱:gaseous corrosion在金屬表面上無任何液相條件下,金屬僅與氣體腐蝕劑反應所發(fā)生的腐蝕。氣體腐蝕試驗用于確定產(chǎn)品在大氣環(huán)境下工作、儲存的適應性,特別是接觸件與連接件。影響腐蝕的主要因素有溫濕度、大氣腐蝕性成分等。試驗的嚴苛程度取決于腐蝕性氣體的種類和曝露持續(xù)時間。可以模擬大氣中存在的NO2、SO2、CO2、H2S、Cl2等各種腐蝕性氣體,可進行單一或多種混合氣體腐蝕試驗,在一定的溫度和相對的濕度的環(huán)境下對材料或產(chǎn)品進行加速腐蝕,重現(xiàn)材料或產(chǎn)品在一定時間范圍內(nèi)所遭受的破壞程度。以及相似防護層的工藝質(zhì)量比較,零部件、電子元件、金屬材料、電工,電子等產(chǎn)品的防護層以及工業(yè)產(chǎn)品的在混合氣體中的腐蝕能力。?

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