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第十二篇 腐蚀试验方法与监控新技术 第一章 腐蚀试验方法概论 第一节 腐蚀试验方法的任务与分类 一、腐蚀试验方法的任务 腐蚀试验方法被用于检验材料的耐蚀性（腐蚀稳定性）、评价材料在环境介质的化学或电化学作用下的变质和破坏的程度、确定腐蚀防护对策以及获取特定环境腐蚀性的信息。腐蚀试验方法的任务可以细化为如下几个方面： ①对确定的金属/介质体系，估计金属的使用寿命。 ②确定由于金属腐蚀对介质造成污染的可能性或污染程度。 ③进行失效分析，追查发生腐蚀事故的原因，寻求解决问题的办法。 ④选择有效的防腐措施，并估计其效果。 ⑤选择适合在特定腐蚀环境中使用的材料。 ⑥研制发展新型耐蚀材料。 ⑦用作生产工艺管理、产品质量控制的检验性试验。 ⑧对工厂设备的腐蚀状态进行监测。 ⑨研究腐蚀机理与腐蚀规律。 二、腐蚀试验方法的分类 （1）实验室试验 在实验室内有目的地将专门制备的小型金属试样在人工配制的（或取自实际环境的）介质、受控制的环境中进行腐蚀试验，称为实验室试验。 实验室试验一般又可分为模拟试验和加速试验两类。模拟试验是在实验室的小型模拟装置中，尽可能精确地模拟实际介质、环境，或在专门规定的介质条件下进行的试验。加速试验是通过人为控制试验条件而加速试验进程的试验方法。加速试验应具备足够的“侵蚀性”和良好的“鉴别性”。加速试验方法一般只用于相对比较材料的耐蚀性或控制产品质量的目的。 实验室试验的突出优点是：①可以充分利用精密的测试仪器及控制设备；②可以自由选择试样的大小和形状；③可以严格地控制有关的影响因素；④可以灵活地规定试验时间，一般试验周期较短；⑤试验结果的重现性较好。 实验室试验有其固有的局限性，主要是金属试样和介质、环境往往与实际情况有差别。因此，对于一些重要的试验结果和结论，往往需要在实验室试验的基础上进一步通过现场试验或实物试验来验证。 （2）现场试验 把专门制备的金属试片置于现场的实际环境中进行腐蚀试验，称为现场试验。其特点是腐蚀介质和试验条件与实际使用情况相同，试验结果比较可??，试验本身也比较简单。但是现场试验中环境因素变化波动较大，因此试验结果比较分散，重现性也较差。现场试验的试验周期通常比较长，试片较易失落，试验中生成的腐蚀产物还可能污染工业产品。此外，现场试验用的金属试片在面积、状态等方面与实物之间仍存在很大差异。 因此，如果现场试验结果不能给出肯定结论，就须进一步进行实物试验。 （3）实物试验 实物试验是将试验金属材料制成实物部件、设备或小型试验装置，在现场的实际应用条件下进行的试验。实物试验比较如实地反映了金属材料及介质环境的实际状态，结果更为可靠。它一般是在材料的研制和设计基本完成之后用于考核长期使用效果的，为定型纳标所必需的试验。但这类试验往往费用很大、试验周期冗长，且只能做定性评定考核。 第二节 试验设计与试验条件控制 一、腐蚀试验设计的基本考虑 金属腐蚀研究大致由五个部分组成：即研究目标的确定、试验方法的设计、试验条件的控制、试验参数的测量及试验结果的解析。 明确试验的目标和对象是重要的，由此决定了试验的用途和需要获取什么信息。对于工厂而言，目标和对象经常集中于经济和安全问题上，希望部件运行可靠、设备停车时间少、运行费用低、工厂安全。因此腐蚀试验往往是针对部件运行状况分析、失效风险评价和防护、检修策略的确定而进行的。除了经济和安全问题，腐蚀试验的目标可能还涉及法律和法规、健康及环境问题。 设计或选用腐蚀试验方法必须符合腐蚀机理的现代科学理论，按照不同的腐蚀机理和腐蚀类型确定具体腐蚀试验方法和仪器装置。腐蚀试验设计应能反映数据分析的统计学基础，这是达到试验目标的必要步骤。但是试验设计比单纯应用统计方法更复杂，因为设计应有效地提供所需的信息。因此设计应同时采用统计分析和经济分析方法。幸而大多数腐蚀试验的统计设计既经济又有效。 材料的腐蚀行为受到材料、介质和环境条件等多种因素的影响，有时这些因素间还存在着交互或协同作用。为此应力求找出其中的关键影响因素，并严格控制有关因素，以保证试验结果的可靠性和重现性。 任何试验方法中都有理论问题，应当正确地理解所用试验方法的原理、实验技术和限制条件，以便正确地测量试验参数。 试验结果的解析可以采用极限简化法或解析法，配合适当的作图的方式来计算某些参数；还可以利用计算机进行模拟解析，或利用计算机进行最优化曲线拟合来求解某些参数。 二、试样 （1）试验材料 必须尽可能详尽地掌握关于试样来源的各种原始资料，其中包括试验材料的牌号、生产批号、名义化学成分，尤其是取样部位的实际化学成分。还应当了解材料的工艺特征和金属学性质及热经历等。 （2）试样的形状和尺寸 腐蚀试验所用的试样的形状和尺寸与试验目的、试验方法、材料的性质和数量、介质的腐蚀性等多种因素有关。一般希望试样形状简单