常(chang)見掛片腐蝕試驗原理(li)與方(fang)法如下:
一、重量法
由于腐蝕作用,材料的重量會發生系統變化,此即重量法測定材料抗蝕能力的理論基礎。雖然近年來發展了許多新的腐蝕研究方法,但重量法仍然是最基本的定量評定腐蝕的方法,并得到廣泛應用。重量法簡單而直觀,適用于實驗室和現場試驗。它分為增重法和失重法兩種。
1. 增重法
當(dang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)牢(lao)固(gu)(gu)地(di)附著(zhu)在試(shi)樣(yang)上,又幾乎不(bu)溶于(yu)溶液,也不(bu)為(wei)外部(bu)物(wu)質所玷(dian)污,這時(shi)(shi)可用增(zeng)(zeng)重法(fa)測定(ding)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破壞程度。增(zeng)(zeng)重法(fa)適用于(yu)評定(ding)全面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi) , 而不(bu)適用于(yu)其它類型(xing)的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。增(zeng)(zeng)重法(fa)試(shi)驗(yan)過程為(wei),將預先制備的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)量尺(chi)寸(cun)、稱重后置于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質中,試(shi)驗(yan)結束后( 連同(tong)(tong)已脫落的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu) ) 取(qu)出,烘干,再稱重。全部(bu)增(zeng)(zeng)重表征著(zhu)材料的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度。在重量法(fa)中,一個試(shi)樣(yang)通常在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)---時(shi)(shi)間(jian)(jian)曲線上只提供一個數(shu)據點。當(dang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)確實(shi)是(shi)牢(lao)固(gu)(gu)地(di)附著(zhu)于(yu)試(shi)樣(yang)表面(mian), 且具有(you)恒定(ding)的(de)(de)(de)(de)組(zu)分(fen)時(shi)(shi),就(jiu)能在同(tong)(tong)一試(shi)樣(yang)上連續(xu)或周期性(xing)地(di)測量增(zeng)(zeng)重,因而適合于(yu)研究腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度隨時(shi)(shi)間(jian)(jian)變化(hua)的(de)(de)(de)(de)規律。 增(zeng)(zeng)重法(fa)的(de)(de)(de)(de)一個嚴重缺點是(shi)數(shu)據的(de)(de)(de)(de)間(jian)(jian)接性(xing),即得到的(de)(de)(de)(de)數(shu)據包(bao)括腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)的(de)(de)(de)(de)重量,究竟多少材料被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),還需分(fen)析腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)組(zu)成(cheng)來換算。有(you)時(shi)(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)的(de)(de)(de)(de)相組(zu)成(cheng)相當(dang)復雜,精確的(de)(de)(de)(de)分(fen)析往往有(you)困(kun)難。同(tong)(tong)時(shi)(shi)多價金屬( 如鐵、銅(tong)等(deng) ) 可能會(hui)生成(cheng)幾種(zhong)化(hua)學(xue)組(zu)成(cheng)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu),換算比(bi)較困(kun)難。這些都限制了增(zeng)(zeng)重法(fa)的(de)(de)(de)(de)應用范圍。
2. 失重法
失(shi)(shi)(shi)重(zhong)法(fa)(fa)(fa)是一種(zhong)簡單而直(zhi)接(jie)(jie)的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)。它(ta)不(bu)要求腐(fu)蝕產物牢固附著在(zai)材(cai)(cai)料表面(mian), 也不(bu)考(kao)慮腐(fu)蝕產物的(de)(de)可溶性,因為試驗(yan)結束后(hou)(hou)必須從試樣(yang)上清(qing)除(chu)全部(bu)(bu)腐(fu)蝕產物。失(shi)(shi)(shi)重(zhong)法(fa)(fa)(fa)直(zhi)接(jie)(jie)表示由于腐(fu)蝕而損失(shi)(shi)(shi)的(de)(de)材(cai)(cai)料重(zhong)量,不(bu)需經過腐(fu)蝕產物的(de)(de)化(hua)學(xue)組成(cheng)分析和(he)(he)換算。這些優(you)點(dian)債失(shi)(shi)(shi)重(zhong)法(fa)(fa)(fa)得(de)到廣泛的(de)(de)應用。失(shi)(shi)(shi)重(zhong)法(fa)(fa)(fa)試驗(yan)過程為 ,將預先制備的(de)(de)試樣(yang)量尺(chi)寸、稱(cheng)重(zhong)后(hou)(hou)置于腐(fu)蝕介(jie)質中(zhong),試驗(yan)結束后(hou)(hou)取(qu)出(chu),清(qing)除(chu)全部(bu)(bu)腐(fu)蝕產物后(hou)(hou)清(qing)洗、干燥(zao)、再(zai)稱(cheng)重(zhong)。 試樣(yang)的(de)(de)失(shi)(shi)(shi)重(zhong)直(zhi)接(jie)(jie)表征材(cai)(cai)料的(de)(de)腐(fu)蝕程度。 無(wu)論增重(zhong)法(fa)(fa)(fa)還是失(shi)(shi)(shi)重(zhong)法(fa)(fa)(fa),在(zai)試驗(yan)前后(hou)(hou)與試驗(yan)過程中(zhong),在(zai)清(qing)除(chu)腐(fu)蝕產物前后(hou)(hou),都必須仔細觀察并(bing)記錄材(cai)(cai)料表面(mian)和(he)(he)介(jie)質中(zhong)的(de)(de)各(ge)種(zhong)變化(hua)。
二、重量法測定結(jie)果評定
重量法是根據試(shi)(shi)樣在腐蝕(shi)前(qian)后(hou)的(de)(de)(de)重量變(bian)化來測定腐蝕(shi)速度(du)的(de)(de)(de)。為了使各次不(bu)同試(shi)(shi)驗及不(bu)同試(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)數據能夠互相比(bi)較,必須采用單位時間內單位面積(ji)上的(de)(de)(de)重量變(bian)化為表示單位,即平(ping)均腐蝕(shi)速度(du),如從(cong)腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗前(qian)后(hou)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣重量差計(ji)算腐蝕(shi)速度(du)。
金屬的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)在腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)過(guo)程中并非恒(heng)速(su)地進(jin)行,也就是說,其瞬時(shi)(shi)(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)可能發生各(ge)種變(bian)化(hua)。重量(liang)法計算的只是平(ping)均腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du),因(yin)此(ci),不適(shi)(shi)用于(yu)測定瞬時(shi)(shi)(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)。此(ci)外,重量(liang)法測定的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)通常(chang)只適(shi)(shi)用于(yu)均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的類(lei)型。 由(you)于(yu)各(ge)種金屬材料的密度(du)(du)不同,即使是均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi) ,這種腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)單(dan)位并不能表征腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的損耗(hao)深度(du)(du)。為此(ci)可將平(ping)均腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)換算成單(dan)位時(shi)(shi)(shi)間內的平(ping)均侵蝕(shi)(shi)(shi)(shi)深度(du)(du)〈腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率,如 mm/a,毫米(mi)每年〉。
三、腐蝕產(chan)物清除方法
要(yao)(yao)正確評(ping)定(ding)腐(fu)(fu)蝕結(jie)果,如果選用失(shi)重法評(ping)定(ding)時,必須清除(chu)試(shi)樣表(biao)面的腐(fu)(fu)蝕產(chan)物 ,但又不損(sun)(sun)傷(shang)(shang)金屬基(ji)材本身(shen)。實際上完全(quan)不損(sun)(sun)傷(shang)(shang)基(ji)材是(shi)不可能的,只要(yao)(yao)求損(sun)(sun)傷(shang)(shang)對(dui)(dui)腐(fu)(fu)蝕結(jie)果無明顯(xian)影(ying)響即可。對(dui)(dui)于不同金屬材料和不同的腐(fu)(fu)蝕產(chan)物應(ying)采用不同的清除(chu)腐(fu)(fu)蝕產(chan)物的方(fang)法。一般(ban)有機械法、化學法和電解(jie)法三種。
1. 機(ji)械法
一般先用自來水沖洗,并用橡皮(pi)或硬毛刷(shua)擦(ca)洗,或用木制刮刀、塑料刮刀刮擦(ca)。對絕(jue)大(da)部分(fen)疏(shu)松腐蝕產物(wu)用此法(fa)(fa)(fa)已(yi)可清(qing)除干凈。但要(yao)完全清(qing)除掉(diao)腐蝕產物(wu)以精確地(di)測試或檢查局部腐蝕狀況時,尚需進(jin)一步采用化(hua)學(xue)法(fa)(fa)(fa)或電化(hua)學(xue)法(fa)(fa)(fa)。
2. 化學法
選擇適宜(yi)的(de)(de)化(hua)學(xue)溶(rong)液(ye)及操作(zuo)條(tiao)件(jian) ,通過(guo)溶(rong)解除(chu)去(qu)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面的(de)(de)腐蝕產(chan)物(wu)的(de)(de)方法(fa)。為了保護金屬基體(ti) ,在(zai)化(hua)學(xue)清(qing)(qing)除(chu)的(de)(de)溶(rong)液(ye)中往往需加入緩試(shi)(shi)(shi)劑。表列出(chu)一些常用(yong)的(de)(de)清(qing)(qing)除(chu)腐蝕產(chan)物(wu)的(de)(de)化(hua)學(xue)方法(fa)。這些方法(fa)并(bing)不復雜,但在(zai)使(shi)用(yong)時有可(ke)能損(sun)傷基材 ,造(zao)成試(shi)(shi)(shi)驗誤差;為此(ci),應在(zai)清(qing)(qing)除(chu)工作(zuo)的(de)(de)同(tong)(tong)時,將(jiang)未(wei)經(jing)腐蝕的(de)(de)同(tong)(tong)種材料相同(tong)(tong)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)空白試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)相同(tong)(tong)條(tiao)件(jian)下(xia)清(qing)(qing)洗(xi)處理,求其失(shi)重;然后(hou)在(zai)實(shi)際試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)失(shi)重中減去(qu)次數,得出(chu)比較合乎真(zhen)實(shi)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)失(shi)重。
3. 電(dian)化學法
選擇(ze)適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)陽極(ji)和電(dian)(dian)解(jie)質(zhi),以試(shi)樣為(wei)陰(yin)(yin)極(ji)外加直流(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)方法(fa)。電(dian)(dian)解(jie)時陰(yin)(yin)極(ji)產生氫氣(qi),在(zai)氫氣(qi)泡的(de)(de)(de)機械作(zuo)用(yong)下(xia),使腐蝕(shi)產物(wu)剝離,殘留的(de)(de)(de)疏(shu)松(song)物(wu)質(zhi)可用(yong)機械法(fa)沖(chong)刷除凈。此(ci)法(fa)效果較(jiao)好(hao),空白試(shi)樣失(shi)重小。適(shi)用(yong)于許多(duo)金(jin)屬(shu)材料的(de)(de)(de)一種(zhong)電(dian)(dian)解(jie)操作(zuo)條件(jian)示例如下(xia):電(dian)(dian)解(jie)液為(wei)5%,陽極(ji)為(wei)碳棒(bang),陰(yin)(yin)極(ji)電(dian)(dian)流(liu)密度為(wei)20,加入有機緩(huan)試(shi)劑(如若丁(ding))溫度75℃,暴露時間為(wei)3min。
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