当前课程知识点:腐蚀与防护 > 第七章 自然环境中的腐蚀 > 7.4 自然环境腐蚀检测方法与腐蚀失效工程案例 > 腐蚀失效工程案例 一
由于大气 土壤 海水自然环境
是我们生活活动的主要环境
我国幅员辽阔 环境条件多变
金属在不同环境中的腐蚀特性
是国民重大领域装备制造
与技术研发中所需的基本参考依据
美国 日本 英国等均具相对完整的
自然环境腐蚀测试平台
与多年的自然环境腐蚀数据库的积累
这里我们这里介绍有关自然环境腐蚀的
试验研究方法
以及相关的国家材料环境腐蚀平台
近年来 随着科技发展
其试验与分析手段也逐步多元化
产生了大量有价值的实验研究方法
主要包括三类
现场暴露试验 加速试验
电化学方法和检测表征方法等
自然环境下的暴露试验
一直是研究大气腐蚀 海水腐蚀 淡水腐蚀
盐湖水腐蚀 土壤腐蚀最常用的试验方法
现场暴露实验
一般分为户外和室内暴露试验两种形式
户外试验的目的
是获得户外自然环境下的腐蚀特征与数据
研究材料在不同环境下的主要影响因素
和腐蚀规律
选择该环境下材料的合适防护措施
为制定室内加速实验方法
提供对比数据
判定加速实验方法的可行性
如图所示分别为典型的大气暴露
土壤埋藏 盐水湖暴露
淡水 海水飞溅区 潮差区
户外的现场试验图片
在一些极端环境
如深海 也需要暴露试验
例如 美国海军在1962年-1970年
在加州怀尼美港西南
深1829m和西面762m的太平洋海底
进行了材料腐蚀投样试验
有475种合金 2万片试样
在二十世纪初印度在阿拉伯海
和孟加拉海湾的浅海
至5100m的不同深度海水
暴露一年的腐蚀行为
我国也成功进行了
300-2000米深的深海腐蚀试验
这些是海洋平台 油气管线
海底油气田钻探
船舶及海洋武器装备研发
所需的基础参考数据
如图所示为进行深海暴露时
投放样品的照片
为了开展户外暴露试验
我国针对典型的大气 水和土壤环境特点
在全国各地建立了15个大气试验站
8个土壤试验站
7个水环境试验站
如图所示为各试验站的分布
这些试验站提供的腐蚀数据
支持了大量工业装备制造 技术研发
目前 随着我国一带一路建设的发展
我国的自然环境暴露试验
也逐步拓展至国外
例如与泰国高校共建
国家材料环境腐蚀平台
中泰材料腐蚀实验站网等
为一带一路沿线工程建设中
材料服役评价与选材提供关键技术支撑
暴露试验的优点是较能反映现场实际情况
所得的数据直观 可靠
可用来评估试验环境下金属的使用寿命
为合理选材 有效设计和产品防护标准
提供依据
但暴露试验的周期长
试验区域性强
而且试验结果是多种环境因素共同作用反应
不利于寻找主要影响因素
和试验结果的推广和应用
室内实验包括室内暴露实验
室内模拟自然条件实验和室内加速实验
例如室内大气暴露实验
是进行户内自然环境长周期暴露
观察腐蚀特征以及腐蚀数据
这些试验是为了评价金属材料
非金属材料 覆盖层和防锈包装等
在户内储存条件下的耐蚀性
确定保护性覆盖层和防锈包装的
有效保护日期
模拟自然环境腐蚀试验中
不同环境采用的测试手段不同
例如
土壤腐蚀可采取现场取土
进行实验室试片埋设
或实验室采取土壤模拟溶液进行腐蚀试验
模拟自然环境腐蚀试验
虽然环境条件与因素可控可调 容易观察
试验结果重现性高
但要实现自然环境条件的模拟困难较大
而且周期长 经费高
多数情况下
采取室内模拟自然环境加速试验
加速试验方法必须遵循两个原则
一是不能引入材料自然环境腐蚀系统中
不存在的因素
二是不能改变材料在典型自然环境中
原有的腐蚀行为的机理
只有在证明了模拟加速试验的结果
与长周期腐蚀行为相关性好
加速倍率达到要求以后
这种方法才能投入使用与推广
例如
大气腐蚀常采用紫外光老化
干湿循环 盐雾循环试验
土壤腐蚀采用土壤环境中
控制土壤含水量
温度和通入空气的冷热交替
和干湿交替加速试验
电偶加速试验 电解失重法等
水环境采用管道循环水试验装置
转子动态模拟冲刷试验装置
海水喷淋 间浸试验装置等
最后 我们还可以采用电化学测试方法
利用极化 交流阻抗 电化学噪声等方法
也可采用石英晶体微天平
原子力显微镜
环境扫描电镜等一些新方法
来综合评价腐蚀特征及腐蚀机理
由于材料的腐蚀数据
对工业生产和生活如此重要
国家材料环境腐蚀平台
在中国腐蚀与防护网站上
建设了数据共享与试验资源平台
可供大家查阅
-1.1 腐蚀与防护的基本概念
-1.2 腐蚀的分类
--腐蚀的分类
-1.3 全面腐蚀速率的评价指标
-第一章 概论--本章习题
-2.1 电化学腐蚀电池
--电化学腐蚀电池
-2.2 电极和电极电位
--电极和电极电位
-2.3 E-pH图及其应用
-第二章 电化学腐蚀热力学--本章习题
-3.1 电极的极化
--电极的极化
-3.2 单电极反应动力学
--单电极反应动力学
-3.3 混合电位理论
--混合电位理论
-3.4 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 一
-3.5析氢腐蚀与吸氧腐蚀 二
-第三章 电化学腐蚀动力学--本章习题
-4.1 钝化及电化学极化特征
-4.2 钝化的影响因素
--钝化的影响因素
-4.3 不锈钢钝化质量的检测
-4.4 金属动电位极化测量实验
-第四章 金属的钝化--本章习题
-5.1 电偶腐蚀
--电偶腐蚀
-5.2 点蚀
--点蚀
-5.3 缝隙腐蚀
--缝隙腐蚀
-5.4 晶间腐蚀与选择性腐蚀
-5.5 晶间腐蚀综合实验
--晶间腐蚀综合实验
-第五章 常见的金属局部腐蚀形态--本章习题
-6.1 应力腐蚀开裂
--应力腐蚀开裂
-6.2 氢致开裂
--氢致开裂
-6.3 腐蚀疲劳
--腐蚀疲劳
-6.4 磨损腐蚀
-- 磨损腐蚀
-本章习题--作业
-7.1 大气腐蚀
--大气腐蚀
-7.2 水环境腐蚀
--水环境腐蚀
-7.3 土壤环境腐蚀
--土壤环境腐蚀
-7.4 自然环境腐蚀检测方法与腐蚀失效工程案例
-本章习题--作业
-8.1 选材与结构设计
-8.2 电化学保护
--电化学保护
-8.3 缓蚀剂保护
--缓蚀剂保护
-8.4 金属涂镀层
--金属层防护层
--非金属防护层
-8.5 大型工程中的腐蚀防护应用案例
-第八章 金属腐蚀控制与防护--本章习题
-一、判断题
-二、填空题
-三、选择题
-四、综合应用题
-讨论二