第八章 腐蚀试验方法
金属耐腐蚀试验
金属耐腐蚀试验
引言
金属在使用过程中容易遭受腐蚀，导致材料的性能下降甚至失效。为了评估金属的耐腐蚀性能，进行金属耐腐蚀试验是必不可少的。本文将介绍金属耐腐蚀试验的目的、方法和常见的试验类型。
一、试验目的
金属耐腐蚀试验的目的是评估金属材料在特定环境条件下的腐蚀性能。通过试验，可以确定金属材料在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能，为材料的选型和使用提供依据。
二、试验方法
1. 试验前准备
在进行金属耐腐蚀试验前，需要对试验样品进行准备。首先，选择合适的金属样品，并确保其表面光洁，无油污和氧化物。然后，根据试验要求，将金属样品加工成适当的形状和尺寸。
2. 试验介质选择
金属耐腐蚀试验的关键是选择适当的试验介质。根据实际使用环境，确定试验介质的种类和浓度。常用的试验介质包括盐水、酸性溶液、碱性溶液等。在选择试验介质时，需要考虑到金属材料在实际使用环境中所暴露的介质类型和浓度。
3. 试验装置
金属耐腐蚀试验可以使用多种装置，如浸泡法、喷雾法、电化学法等。浸泡法是最常用的试验方法之一，即将试验样品完全浸泡在试验介质中，观察一定时间后的腐蚀程度。喷雾法是将试验介质以雾状喷洒在试样上，模拟金属在潮湿环境中的腐蚀情况。电化学法则是利用电化学原理来测定金属的腐蚀速率和腐蚀机制。
4. 试验时间和温度
金属耐腐蚀试验的时间和温度是根据实际使用条件来确定的。一般来说，试验时间应该足够长，以保证试验结果的可靠性。试验温度应该接近实际使用温度，以模拟真实的腐蚀环境。
三、常见的金属耐腐蚀试验类型
1. 盐雾试验
盐雾试验是模拟金属在海洋环境中的腐蚀情况。试验中，将试样置于盐水中，通过喷洒盐水或浸泡在盐水中来模拟海洋气候条件。通过观察试样的腐蚀程度，评估金属的抗盐雾腐蚀性能。
腐蚀试验标准
腐蚀试验标准
腐蚀是危害工业设备及环境的一类重要衰减影响，其直接或间接影响着工程项目的安全、经济运行和长期使用的性能。所以，科学准确的腐蚀试验标准一直极受工业界的重视和关注，规定了各种材料在不同环境中的腐蚀情况。
一般来说，腐蚀试验标准可以按温度、PH值、水质、气体组分、金属种类以及污染物等环境要素来规定。
根据温度，腐蚀试验标准大体可以分为低温腐蚀试验标准和高温腐蚀试验标准。低温腐蚀试验标准主要针对低温环境，根据温度不同，将腐蚀试验标准分为-20℃的腐蚀试验标准、-40℃的腐蚀试验标准、-80℃的腐蚀试验标准等；高温腐蚀试验标准则是针对高温环境，如300℃的腐蚀试验标准。
PH值也是影响腐蚀试验标准很重要的一种因素，它是衡量溶液是否具有酸碱性的指标。根据不同的PH值，腐蚀试验标准可以分为碱性腐蚀试验标准、中性腐蚀试验标准和酸性腐蚀试验标准。
另外，根据水质、气体组分、金属种类以及污染物等不同环境要素，腐蚀试验标准也可以进一步拆分，如海水腐蚀试验标准、阴极保护腐蚀试验标准、游离氯腐蚀试验标准、氯仿腐蚀试验标准、SO2腐蚀试验标准、H2S腐蚀试验标准、碳酸钙腐蚀试验标准、铁、铜腐蚀试验标准、锰合金腐蚀试验标准等。
针对不同的腐蚀试验标准，各个国家或地区也有不同的要求，比如中国接受国家标准和行业标准，有《水系锈蚀试验方法》GB/T
21939-2008、《气态锈蚀试验方法》GB/T 9808-2006、《碱性腐蚀试验方法》GB/T 27954、《建筑机械表面腐蚀试验方法》JB/T 6354、《空气中悬浮颗粒物腐蚀试验方法》JB/T 8093等。
腐蚀试验方法
（三）结果的评定 根据重量法测量的腐蚀速度可以对金属耐
全面腐蚀的性能作出评级。 均匀腐蚀的十级标准和三级标准。
重量法的不足：测量的只是某一时间内金属 的平均腐蚀速度，掩盖了因环境介质的变 化、操作程序的改变，金属表面状态的变 化及其他因素的影响所导致的腐蚀速度的 各种变化。
试验周期若较长，腐蚀产物的清除以及 称量的误差等都会影响试验结果的精确性。
通常一般试验的平行试样为3-12个，常用5 个。加载应力试验，试样为5-20个，常用10个。
在同一试验容器中只可进行一个或几个同 一材质的平行试样的腐蚀试验。
二、腐蚀的暴露条件
1 腐蚀介质
（1）直接取自生产现场；
（2）按现场介质成分人工配制，应当用蒸馏水和化学 纯试剂精确地配制试验溶液，以严格控制试液的成 分。
优点：可充分利用实验室测验仪器、控制设备 的严格精确性及试验条件和试验时间的灵活性； 可自由选择试样的大小及形状；可严格地控制 有关的影响因素，试验时间较短、试验结果的 重现性较好等。
（1）模拟试验
一种不加速的长期试验，在实验室的小型 模拟装置中，尽可能地精确地模拟自然界或工 业生产中所遇到的介质及条件，虽然介质和环 境条件的严格重现是困难的，但主要影响因素 要充分考虑。
优点：这种方法简单，可靠，作为一种最基 本的定量评级方法，它仍是许多电化学的、 物理的和化学的现代评定方法鉴定比较的 基础。
3-腐蚀试验方法
间浸试验
升降试样的间浸试验装置
1－容器；2－试样； 3－平衡锤；4－电动机； 5－轴承；6－绳索； 7－恒温器
转鼓型间浸试验装置
1－枢轴；2－轴；3－固定螺母； 4－驱动轴；5－腐蚀槽；6－可 动平台；7－试样；8－辐射状沟槽； 9－非金属圆盘；10－干燥器
高速流动溶液试验
高速流动溶液试验的试样和支架a
及试验不同流速作用的机构b
1—尼龙；2—试验固定环；3—试样
转动金属试样的试验
酸溶液中的旋转圆盘 试验装置
1－冷凝器； 2—试样； 3—加热套； 4—不锈钢烧杯； 5—液温高温计； 6、8—聚四氟乙烯轴承； 7—聚四氟乙烯冷凝器； 9—电动机
控温试验－－传热面试验
一种多用途的传热面腐蚀 试验装置
1— 空气调节器；2－环境压力； 3— 隔膜；4—温度井；5—汽阀； 6—恒定水位的冷却水储槽； 7—气相控制试样；8—冷却的热流试样； 9—液相控制试样；10—加热罩； 11—全浸的热流试样；12—电烙铁； 13、14、17—自耦变压器； 15—界面热流试样； 16—电烙铁
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常规实验室腐蚀试验方法（一） 模拟浸泡试验
• 全浸试验 • 半浸试验 • 间浸试验
第八章 腐蚀试验方法
电路描述码(CDC)
电路描述码 (Circuit Description Code, 简写 为CDC)。规则如下5条： (1)RLC或CLR (2)（RLC）
(3)奇数级括号表示并联组成的复合元件，偶数级 括号表示串联组成的复合元件。
电路描述码CDC
(4)对于复杂的电路，分解成2个或2个以 上互相串联或并联的“盒”. (5)若在右括号后紧接着有一个左括号与 之相邻，则前后两括号中的复合元件级 别相同。这两个括号中的复合元件是并 联还是串联，决定于二者是放在奇数级 还是偶数级的括号中。 例如：R(QR(RL)(RL))
用上图装置测量的极化曲线（Zn和Cu面积相等）
E
Eoc（cu） 欧姆电阻压降iR Ec（cu） Ea（Zn）
Eoa（Zn）
i
imax
Evans极化图及其应用
Evans极化图
E
Eoc Ecor Eoa
Icor
I
英国科学家 Evans 是 世界最著名的腐蚀专家， 大气腐蚀理论创始人 ， 防腐包装技术的奠基者。 从事金属保护及金属电 化学研究工作。 1923 年 Evans 首先提出金属的大 气腐蚀理论 ，并阐述了 金属腐蚀的电化学特征， 特别强调了水蒸气的影 响。
试验顺序与组合及选择 试验方法的选用和排列顺序很重要， 选用和排列不恰当，将会得到不一样的试 验结果。例如： a. 确定接缝的紧密性或检查发状裂纹 的可靠方法，是对试验样品施加一个或多 个温度循环。 b. 先做湿热试验接着再做温变试验， 试验效果就会更严酷。
第八章腐蚀试验方法
第八章腐蚀试验方法
腐蚀试验是研究金属材料在不同环境条件下腐蚀行为的一种实验方法。腐蚀试验方法通常包括浸泡试验、电化学试验和加速腐蚀试验等。本章将
重点介绍这些腐蚀试验方法的原理和应用。
一、浸泡试验
浸泡试验是将金属试样完全或部分地浸入腐蚀介质中，在一定时间内
观察试样的腐蚀状况以及失重情况。可以通过测量试样失重量来评估其腐
蚀程度，也可以观察试样的表面变化来判断其腐蚀情况。浸泡试验可以模
拟实际使用环境中的腐蚀行为，是一种较为常用的腐蚀试验方法。
二、电化学试验
电化学试验是通过测量金属试样在电化学环境中的电化学参数来评估
其腐蚀性能。电化学试验通常包括极化曲线法、极化电阻法和交流阻抗法等。极化曲线法通过测量试样的极化曲线来分析试样的腐蚀行为，能够确
定试样的腐蚀速率和腐蚀类型。极化电阻法通过测量试样的极化电阻来评
估试样的腐蚀倾向性，能够判断试样的腐蚀抗性。交流阻抗法通过测量试
样在交流电场中的电极电位和电流响应来获取试样的等效电路参数，从而
分析试样的腐蚀机理和腐蚀程度。
三、加速腐蚀试验
加速腐蚀试验是通过人为创造一定的环境条件，使金属材料在较短时
间内经历较长时间的自然腐蚀过程。加速腐蚀试验可以提供大量的试样数据，加快腐蚀性能的评价速度。常见的加速腐蚀试验方法包括盐雾试验、
湿热试验和氙弧试验等。盐雾试验通过在试样表面喷洒食盐水溶液来模拟
海洋环境下的腐蚀行为。湿热试验通过将试样置于高温高湿环境中来模拟
热带气候条件下的腐蚀行为。氙弧试验通过模拟太阳辐射和潮湿环境来评估试样的耐候性和腐蚀抗性。
加速腐蚀试验方法在材料的研究和选择以及腐蚀保护方案的制定过程中起着重要的作用。通过这些试验方法，可以评估金属材料的腐蚀性能，为材料选用、工艺改进和腐蚀防护提供指导。然而，加速腐蚀试验方法也存在一定的局限性，例如加速腐蚀试验不能完全模拟实际使用环境中的腐蚀行为，需要对试验结果进行修正和解释。
腐蚀试验测试方案
应力腐蚀实验；
参考标准：0177-2005
试液为A试液（H2S饱和盐溶液）：按质量百分比，5%的氯化钠（NaCl）和0.5%的冰乙酸，于蒸馏水或去离子水中配制（例如50.0g氯化钠和5.0g冰乙酸溶解于945g蒸馏水或去离子水）。试液PH=2.6~2.8。
浸泡腐蚀实验；
参考标准：0177-2005
腐蚀溶液：试液为A试液（与应力腐蚀实验试液同）
浸泡腐蚀周期：48h
浸泡腐蚀试验SEM测试方法：1、观察完成浸泡腐蚀后试样的表面腐蚀产物；2、将试样横向切开，观察横截面的腐蚀形貌。
金属和合金的腐蚀 腐蚀试验一般原则
金属和合金的腐蚀腐蚀试验一般原则
1.引言
金属和合金在各种环境中都会受到腐蚀的影响，腐蚀会导致材料失去原本的结构和性能，进而影响器件的正常工作。因此，了解金属和合金的腐蚀行为及其机理，对于设计和制造腐蚀性环境下的金属材料至关重要。本文将介绍金属和合金的腐蚀试验一般原则。
2.腐蚀试验
为了研究金属和合金的耐腐蚀性能，需要进行腐蚀试验。腐蚀试验是模拟金属在使用环境中受到的腐蚀作用，通过对试验结果的分析，可以了解材料的腐蚀性能及其机理。
常见的腐蚀试验包括：重量损失法、电化学法、红外光谱法、静电耦合法等。这些试验方法有各自的特点和适用范围，不同试验方法适用于不同种类的金属和合金以及不同种类的腐蚀介质。
3.重量损失法
重量损失法是最为简单、实用的腐蚀试验方法之一。其原理是将金属或合金样品暴露在腐蚀介质中一定时间，在一定条件下，通过测量样品重量的变化量计算出其腐蚀损失量。实验时需要注意保证试验条件的一致性，避免数据出现偏差。
重量损失法的优点是简单易操作、速度快，且能够定量计算出材料的腐蚀损失量。但其缺点是无法获得腐蚀过程中具体的电化学信息，也无法得到材料表面的形貌信息。
4.电化学法
电化学法是一种基于电化学反应原理的腐蚀试验方法。其原理是在特定条件下，通过测量不同电位下电极电位和电流的变化，计算腐蚀电流密度和腐蚀速率。电化学法可以获得材料的电化学信息，并能检测到局部腐蚀和孔蚀等失效形式。
电化学法的优点是能够获得腐蚀机理和材料的电化学特性，具有较高的精度和灵敏度。但其缺点是操作和实验条件的要求较高，需要较复杂的设备和技术。
管道腐蚀试验方案
管道腐蚀试验方案
1. 背景
管道腐蚀是指管道材料遭到化学性或电化学性侵蚀，从而导致管道健康和安全的问题。为了评估管道的耐腐蚀性能以及制定相应的防护措施，进行管道腐蚀试验是必要的。
2. 试验目的
本试验旨在确定管道材料在特定环境条件下的抗腐蚀能力，并评估其防护措施的有效性。
3. 试验方法
3.1 试验样品的准备
选择符合试验要求的管道材料作为试验样品，并根据实际使用情况制作成所需的尺寸和形状。
3.2 试验环境的模拟
根据实际使用环境，模拟出相应的腐蚀介质，如酸性溶液、碱性溶液或氧化性介质等。保持试验环境的稳定，并确保试验条件符合相关标准。
3.3 试验周期
确定试验周期，包括试验持续时间和所需的数据收集间隔。根据样品的腐蚀速率和试验目的，确定合适的试验周期。
3.4 数据采集和分析
在试验期间，定期采集样品的腐蚀情况数据，并记录下来。对于腐蚀程度的评估，可以使用颜色变化、重量变化或者腐蚀产物的分析等方法。
4. 结果分析
根据试验所得数据，对试验样品的腐蚀情况进行分析和评估。根据腐蚀程度，确定管道材料的腐蚀等级，并根据结果制定相应的腐蚀防护措施。
5. 安全注意事项
在进行管道腐蚀试验时，需要严格遵守相关的安全操作规范，确保试验过程中的安全性和可靠性。同时，对于可能产生的有害物质进行妥善处理，避免对环境和人身安全造成损害。
6. 结论
通过管道腐蚀试验，可以评估管道材料的抗腐蚀性能，并制定相应的防护措施，以确保管道的长期运行安全和稳定性。
以上为管道腐蚀试验方案的简要介绍，具体操作方法和试验细节请按照实际情况进行制定。
腐蚀试验方法
在同一试验容器中只可进行一个或几个同 一材质的平行试样的腐蚀试验。
二、腐蚀的暴露条件
1 腐蚀介质
（1）直接取自生产现场；
（2）按现场介质成分人工配制，应当用蒸馏水和化学 纯试剂精确地配制试验溶液，以严格控制试液的成 分。
试验的时间和试验的装置等。 试样的外形要求简单，以便于精确测量表面积、
清除腐蚀产物和进行加工。 为了消除边界效应的影响，试样表面积对边缘
面积之比要尽量大些，试样表面积对试样重量之 比也要尽量大些。 通常实验室所用的试样尺寸为 矩形 50mm×25mm×（2-3）mm 圆盘形Φ（30-40）mm× （2-3）mm 圆柱形Φ10mm × 20mm
3 试验时间
材料的腐蚀速度很少是恒定不变的，经常随时间 而不断变化，因此试验的时间一般取决于材料的腐 蚀速度。
在实验室里一个周期的试验时间通常为24-168h， 也就是1-7天。如果腐蚀速度是中等或略低的，则可 由下式粗略地估计试验时间，这个式子只能确定有 初测结果的试验时间。
4 试样暴露的条件
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优点：这种方法简单，可靠，作为一种最基 本的定量评级方法，它仍是许多电化学的、 物理的和化学的现代评定方法鉴定比较的 基础。
三、电化学试验方法
螺栓腐蚀试验
螺栓腐蚀试验
引言：
螺栓是一种常用的紧固件，广泛应用于各个领域。然而，在特定环境下，螺栓容易发生腐蚀现象，降低其使用寿命甚至引发事故。为了研究和预防螺栓腐蚀问题，进行螺栓腐蚀试验是必要的。本文将介绍螺栓腐蚀试验的目的、方法和结果分析。
一、试验目的
螺栓腐蚀试验的目的是评估螺栓在特定环境中的耐蚀性能，验证其在实际使用中的可靠性。通过试验可以了解螺栓在不同腐蚀介质中的腐蚀速率、腐蚀形貌以及腐蚀对螺栓力学性能的影响，为螺栓材料的选用和工程设计提供依据。
二、试验方法
1. 试验样品的制备
选择符合要求的螺栓作为试验样品，应注意螺栓的材料、规格和表面处理等因素，以保证试验结果的准确性。将螺栓样品进行必要的清洗和抛光处理，确保试验开始时表面光洁度和化学成分的一致性。
2. 试验环境的模拟
根据实际应用环境选择合适的腐蚀介质，如盐雾、酸性溶液、碱性溶液等。按照一定比例配置试验溶液，并控制好温度和湿度等环境参数，以模拟实际使用条件。
3. 试验装置的搭建
将试验样品装入试验装置中，确保试验样品与腐蚀介质充分接触。试验装置应具备良好的密封性和稳定性，以防止试验过程中的泄漏和干扰。
4. 试验参数的监测和记录
在试验过程中，需要监测和记录螺栓样品的腐蚀速率、腐蚀形貌以及力学性能的变化。可采用电化学测试、物理性能测试等方法进行数据采集和分析，确保试验结果的准确性和可靠性。
三、试验结果分析
通过对螺栓腐蚀试验结果的分析，可以得到以下结论：
1. 不同腐蚀介质对螺栓的腐蚀速率有显著影响。某些介质下螺栓的腐蚀速率较快，需要采取相应的防护措施。
第八章环境腐蚀
（3）大气成分
气体
含硫化合物：SO2，SO3，H2S 含氮化合物：NO, NO2, NH4, HNO3 氯和含氯化合物：Cl2, HCl 含碳化合物: CO, CO2 其他：有机化合物
固体
灰尘 ZnO等金属粉末
NaCl、CaCO3 氧化物粉、煤粉等
? 大气中有害气体
SO2影响最严重 矿物燃料产生，如石油、煤等燃烧的废气 SO2吸附在金属表面，发生自催化反应
6.42
6.18
蚀 腐
5.35 5.17
4.50 4.34
腐蚀速率
含氧量 0.5
充氮封存、干燥空气封存，缓蚀剂(油溶性、气相、水溶性)
4） 合理设计
防止缝隙中存水，避免落灰
§8.2 海水腐蚀
海水—自然界中量最大、腐蚀性强的的天然环境介质 常用金属和合金在海水中大多数遭受腐蚀 船舶、码头、海上平台、跨海大桥、海水淡化 …..
1. 海水腐蚀特征及电化学
? 海水含盐分高—3.3-3.8 %（NaCl, MgCl2, MgSO4, CaSO4…） ? 电导性强—4.0×10-1 ? -1 cm-1 ? 海水中Cl－ (占总离子55%) ? 海水中有一定含氧量 ? 海水为中性(pH～7.2－8.6),
H2S 干燥大气 铜、黄铜、银变色；
潮湿大气溶于水、增加导电性 加速腐蚀 铜、黄铜、镁、铁
NH3 溶于水pH增加，对钢铁缓蚀， 对有色金属不利(可溶性络合物)
金属腐蚀试验方法
2017/9/22
西南石油学院储运研究所
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二、土壤埋化性质实验室测定 主要测定含水量、氯离子含量、硫酸根、 水溶性总盐量、氧化还原电位、PH值、电极极 化曲线、阴极极化曲线及罐管电解法等。 l. 含水量测定 常用烘干法。土壤所含水 分，在105±2℃时即可除去，一般有机质在此 温度下不致分解。因此，在此温度下将土壤烘 干，就可计算出土壤的含水量。
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西南石油学院储运研究所
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图6-5 管缆电解法测试装置 l-0.5公升白铁罐；2-所研究的土壤； 3-C19的用管度；4-像皮塞；5-6伏特电他
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表6-3 土壤腐蚀性等级综合分类
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西南石油学院储运研究所
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综合评价指标。所谓综合评价指标，就是 选择某些对金属腐蚀影响比较严重的土壤理化 性质进行综合考虑，得出的评价指标。目前国 内外经常引用的是W· 贝克曼与W· 施文克（W.Bae ckman,W· Schwenk）介绍的综合评价指标。这一 指标的评价方法是，先把土壤有关因素分项作 出评价，并给出评价指数，然后将这些评价指 数累计起来，再给出一个腐蚀性评价等级。见 表6-4和表6-5。
按前述测定管道电流的方法测出B.C两处的 电流IB和IC以及管地电位EB和IC以及管地电位 EB和 EC 。 IB-IC方为 BC 段落内由土壤经绝缘层 流入管道的电流，取 BC 段管道的平均电位为 (EB+EC)/2，则BC的绝缘层电阻为 绝缘层的绝缘情况一般都用电导表示，故 也可写成
腐蚀试验方法_腐蚀类型及其试验方法
腐蚀试验方法_腐蚀类型及其试验方法
酸性环境的定义权威的酸性环境定义来自美国腐蚀工程师协会标准NACE MR0175“油田设备抗硫化物应力开裂金属材料要求标准”。我国原石油部标准SYJ 12—85“天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求”中，也沿用了NACE MR0175对酸性环境的定义。一般来说，在含有水和硫化氢的天然气中，当气体中的硫化氢分压等于或大于0．000 35 MPa，称为天然气系统的酸性环境。
该酸性环境的定义是针对金属材料发生硫化物应力开裂（SSC）这种腐蚀形态来划分的。在酸性环境的成分中，主要强调的是水、系统总压及H2S分压，而在这种溶液中，同时存在氢致开裂（HIC），电化学腐蚀（均匀腐蚀和局部腐蚀）等形态腐蚀的可能性。应在压力容器设计中予以注意。
但在上述的酸性环境定义中，并未考虑到其他环境条件对SSC 的作用，如pH值。在欧洲联盟16号腐蚀公报“油气生产含H2S 环境中碳钢和低合金钢材料要求指南”中，将pH值作为酸性环境划分的一个重要参数，见图1。这已得到各国腐蚀界的重视和认同。图1 新的酸性环境划分图 1．非酸性环境；2．过渡区；3．酸性环境酸性环境中的主要腐蚀类型及实例酸性环境中的腐蚀主要分为以下三类：
1)硫化物应力开裂（SSC）。金属材料在拉应力或残余应力和酸性环境腐蚀的联合作用下，易发生低应力且无任何预兆的突发性断裂，称作硫化物应力开裂（SSC），这是酸性环境（又称为湿硫化氢环境）中破坏性和危害性最大的一种腐蚀。
2)氢致开裂（HIC）。酸性环境中的钢材常因腐蚀产生原子态氢, 由于H2S介质的存在，阻滞了氢原子结合生成H2分子，促进了原子氢向钢材中的扩散，在夹杂物或其他微观组织结构的不连续区域聚集成氢分子，并产生很高的压力，形成HIC（又称为阶梯形裂纹SWC）。HIC常见于延性较好的低、中强度的管线用钢和容器用钢。其特点：一是它可以在甚至没有拉伸应力附加的情况下发生（而SSC在一定的应力水平下才发生），也不是象SSC那样具有突发性；
应力腐蚀试验方法
应力腐蚀试验方法
应力腐蚀是金属材料在特定应力和介质环境下发生的腐蚀现象，常见于工业设备、航空航天等领域。应力腐蚀试验是旨在研究材料在应力和介质共同作用下的腐蚀性能的一种实验方法。下面我将介绍两种常见的应力腐蚀试验方法。
一、环境应力腐蚀开裂（Environmentally Assisted Cracking，EAC）试验方法：
环境应力腐蚀开裂试验是研究材料在应力和介质环境作用下的开裂行为的一种
试验方法。常见的方法包括缩小试验、C-环缝试验和高温高压试验。
1. 缩小试验方法：该方法是通过在材料上施加恒定的拉应力，同时将材料浸泡在特定介质中，观察材料的腐蚀开裂情况。实验中可使用制备成不同形状（如C 型、U型）的试样，并在应力水平下进行测试。观察试样在特定应力水平下，特定腐蚀介质中的开裂情况。通常采用光学显微镜观察、扫描电子显微镜分析等手段来评估试样的开裂形貌和开裂数量。
2. C-环缝试验方法：该方法是将制备好的C-环缝试样浸泡在特定的腐蚀介质中，并施加一定的恒定拉应力，以研究材料的应力腐蚀开裂行为。首先，根据要求切割试样，并在材料的缺口位置焊接上一个C型的环缝。然后将试样浸入腐蚀介质中，施加一定拉应力，观察开裂情况。最后，可以通过金相显微镜观察和扫描电子显微镜分析来评估开裂行为。
3. 高温高压试验方法：该方法模拟材料在高温高压条件下应用时的实际工作环境，并考察材料的应力腐蚀开裂行为。试验中，设置高温高压腐蚀设备，将试样置于高温高压介质中，施加一定的拉应力，并持续一段时间。通过观察试样的开裂情况，以及利用金相显微镜和电子显微镜分析开裂形貌和开裂数量，评估材料的腐蚀性能。
切削液腐蚀试验方法
切削液腐蚀试验方法
1. 准备试样：选择适当大小和形状的金属试样，通常是圆盘形状。确保试样表面光洁，没有明显的缺陷。
2. 准备切削液：选择要测试的切削液，并按照厂商提供的说明书准备切削液。保持切削液的浓度和温度恒定。
3. 浸泡试样：将试样浸泡在切削液中，一般浸泡时间为24小时。在浸泡期间，可以对试样进行定期观察，记录可能出现的腐蚀现象。
4. 观察和评估：取出试样后，观察试样的表面是否出现腐蚀迹象，如变色、腐蚀斑点等。根据试样的腐蚀情况，可以进行定量的评估，例如通过测量腐蚀深度或利用腐蚀率来评估切削液对金属的腐蚀性能。
5. 数据分析：对腐蚀试验结果进行统计和分析，比较不同试样或切削液的腐蚀性能差异，并根据分析结果优化切削液的配方或使用条件。
需要注意的是，在进行切削液腐蚀试验时，应遵循相应的安全操作规程，避免切削液对人体造成伤害。
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单位：mm/y
V-与Vp之间的换算
V Vp 8.76 d
实验装置
1、水准瓶 2、量气管 3、三通活塞 4、软橡皮塞 5，6、弹簧夹 7、玻璃管 8、尼龙丝线 9、试件 10、三角烧瓶 11、试液
容量法测定腐蚀速度装置图
二、电化学腐蚀试验
1、恒电流法测定阴极极化曲线
2、阳极极化曲线的测定 3、临界孔蚀电位的测定
用上图装置测量的极化曲线（Zn和Cu面积相等）
E
Eoc（cu） 欧姆电阻压降iR Ec（cu） Ea（Zn）
Eoa（Zn）
i
imax
Evans极化图及其应用
Evans极化图
E
Eoc Ecor Eoa
Icor
I
英国科学家 Evans 是 世界最著名的腐蚀专家， 大气腐蚀理论创始人 ， 防腐包装技术的奠基者。 从事金属保护及金属电 化学研究工作。 1923 年 Evans 首先提出金属的大 气腐蚀理论 ，并阐述了 金属腐蚀的电化学特征， 特别强调了水蒸气的影 响。
试验意义 产品在储存、运输或使用过程 中，受到周围环境条件的影响，将 降低它的性能以至危害操作者的人 身安全。因此，必须研究环境对产 品的影响，选择耐环境因素的材料 、工艺、结构。
试验分类 分为： a.自然暴露试验 b.现场运行试验 c.人工模拟试验 a. 和 b. 试验最能直接反映实际使 用情况，但是它们的试验周期都较长 c.试验是把试验样品放在环境试验 设备内的一种人工加速试验方法。
复合元件的CDC示例
按规则(1)将这一等效电路表示为: R1CE-1 按规则(２),CE-1可以表示为 (Q2CE-2). 因此整个电路可进一步表示为： R1(Q2CE-2) 将复合元件CE-2表示成: W3CE-3 整个等效电路就表示成： R1(Q2(W3CE-3)) 将简单的复合元件CE-3表示出来。应表 示为(R4C5),于是电路可以用如下的 CDC表示：R1(Q2(W3(R4C5)))
两个容抗弧的阻抗谱的两种等效电路模型
R(Q1R1)(Q2R2)
Z Rs
1 Q 1 R1
1
1 Q 2 R1
1
1
2
R(Q1(R1(Q2R2)))
Z Rs
Q1
R1
1 1 Q2 R 2
近似简化处理
R(Q1R1)(Q2R2)
R(Q1(R1(Q2R2)))
高频端的近似: 低频端的近似:
用Evans极化图表示腐蚀电池的控制类型
Pc Pa R Cc , Ca , Cr Pc Pa R Pc Pa R Pc Pa R
(1)阴极极化控制：Pc >> Pa , R可以忽略 (2)阳极极化控制：Pa>> Pc , R可以忽略 (3)欧姆电阻控制：R >>Pa , Pc
计算等效电路阻纳
出发点是下面三条： (1)串联元件,计算阻抗，各元件阻抗相加； 并联元件,计算导纳，各元件导纳相加。 (2)阻抗和导纳之间互相变换的公式: Gi-1 = Gi’/(Gi’2 + Gi”2 ) - j Gi”/(Gi’2 + Gi”2 ) (3)逐级阻纳的计算公式是: Gi-1 = G*i-1 + G-1i
电路描述码(CDC)
电路描述码 (Circuit Description Code, 简写 为CDC)。规则如下5条： (1)RLC或CLR (2)（RLC）
(3)奇数级括号表示并联组成的复合元件，偶数级 括号表示串联组成的复合元件。
电路描述码CDC
(4)对于复杂的电路，分解成2个或2个以 上互相串联或并联的“盒”. (5)若在右括号后紧接着有一个左括号与 之相邻，则前后两括号中的复合元件级 别相同。这两个括号中的复合元件是并 联还是串联，决定于二者是放在奇数级 还是偶数级的括号中。 例如：R(QR(RL)(RL))
电化学扫描显微技术：
丝束电极技术： 扫描开尔文探针：
扫描振动电极
三、其它试验方法
(1)显微镜观察
用光学显微镜或电子显微镜观察。透射电镜 (TEM) 、 扫 描 电 镜 (SEM) 、 原 子 力 电 子 显 微 镜 (AFM)等。
(2)XRD、XPS等晶型、成分分析
XRD—X衍射及晶型分析
结论： 1.同一放电深度，电荷转移电阻Rt值随着Zn含量的增加， 先减小后增大,(0%DOD除外)； 2.同一Zn含量的样品，Rt值随着DOD的增大而增大，归 因于NiOOH的还原和镍电极的电化学极化。
H.Chen,JQ Zhang, J Solid State Electrochem,2005 9:421-428
试验顺序与组合及选择 试验方法的选用和排列顺序很重要， 选用和排列不恰当，将会得到不一样的试 验结果。例如： a. 确定接缝的紧密性或检查发状裂纹 的可靠方法，是对试验样品施加一个或多 个温度循环。 b. 先做湿热试验接着再做温变试验， 试验效果就会更严酷。
c. 当试验样品是由不同材料构成且有接缝 时，推荐采用由几个湿热循环和一个低温 循环组成的组合试验方法。 d. 细微的发状裂纹或多孔材料，如塑料封 装元器件的缝隙是以吸收效应为主，应优 先选用恒定湿热试验。
Z Rs
Z
1 1 Q2 R
2
1 1 Q1 R
1
含锌Ni(OH)2碱性电池的EIS谱图
0%的DOD(放电深度)时不同Zn含量的Zn-Ni(OH)2碱性充电电池的EIS谱图 H.Chen,JQ Zhang, J Solid State Electrochem,2005 9:421-428
Ea Eoa Icor
是阳极极化曲线的斜率，叫阳极极化率， 记为Pa，表示阳极反应的阻力。
Ec Ea Icor
是电路的欧姆电阻R，在腐蚀电池中，
主要是溶液电阻Rs。
Eoc Eoa Icor Pa Pc R
Evans极化图的本质特征：
用极化曲线的斜率来表示腐蚀电池工作的阻力， 电极反应的阻力越大，极化曲线的斜率就越大。
9、电化学阻抗谱（EIS)及其应用
黑箱动态系统研究方法
对于一个稳定的线性系统M，如以一个角频率为的正弦波 电信号X(电压或电流)输入该系统，相应的从该系统输 出一个角频率为的正弦波电信号Y(电流或电压)，此时 电极系统的频响函数G就是电化学阻抗。 在一系列不同角频率下测得的一组这种频响函数值就是电 极系统的电化学阻抗谱。 若在频响函数中只讨论阻抗与导纳，则G总称为阻纳。 一般表达式为：
Evans(1889-1962)
Evans极化图的数学表达式
Eoc Ec Ec Ea Ea Eoa Eoc Eoa ( ) Icor Icor Icor Icor
Eoc Ec 是阴极极化曲线的斜率的绝对值，叫阴极 极化率，记为Pc，表示阴极反应的阻力。 Icor
用Evans极化图表示各种因素对腐蚀电流的影响
E E Eoc
E
Pc
Eoa
Icor
I
Icor
Icor
I
（a）阳极初始电位负移
E E
(b)阴极初始电位正移
E
(b)阴极极化率大
Re Pa Icor I I`Cor Icor I Icor I
（d）阳极极化率增大 （e）初始电位差和阴~阳极
（f）溶液欧姆电阻大 极化率共同影响
EIS测量的前提条件
因果性条件: 测定的响应信号是由输入的扰动信号引起的； 线性条件: 对体系的扰动与体系的响应成线性关系； 稳定性条件: 电极体系在测量过程中是稳定的,当扰动停止后， 体系将回复到原先的状态； 有限性条件： 在整个频率范围内所测定的阻抗或导纳值是有限的.
阻纳的复平面(Nyquist)图
Ni电极的等效电路图
等效电路图
物理意义： Rs:从参比电极到工作电极的溶液电阻 CPE:与双电层电容关联的常相位角元件 Rt:电极的电荷转移电阻 Wo:固相扩散的沃伯格阻抗
H.Chen,JQ Zhang, J Solid State Electrochem,2005 9:421-428
拟合结果
Rt(电荷转移电阻)拟合结果
XPS —电子能谱仪成分分析
(3)盐水滴试验
实验现象
阳极、阴极的部位？ 阳极反应、阴极反应是什么？
用腐蚀电池的理论解释实验现象？
盐水滴实验
[初始外观]
3%NaCl+铁氰化钾+酚酞
Fe
蓝色： 显示 Fe2+(阳极区) 红色： 显示OH-（阴极区） 棕色： 铁锈
[其后外观]
(4) 气候环境试验
湿热试验 防水试验 盐雾试验
环境的产品) 交变湿热试验比恒定湿热试验更严酷
基本现象及其影响 基本原理 湿热试验过程实际上是一种加速的物 理过程。在这个过程中，出现的物理现象 主要有： 凝露 当物体表面的温度低于其周围空气的 露点温度时，空气中的水汽就会凝结成为 液态水，这种现象称为凝露。 要避免凝露，必须对试验样品进行预 热。
第八章 腐蚀试验方法
目录
一、金属重量法（容量法）腐蚀试验
二、电化学腐蚀试验 三、其它试验方法
四、防腐蚀工程的监理与检测
一、金属重量法腐蚀试验
金属受到均匀腐蚀时的腐蚀速度的表示方法
一般有两种（绪论里学习过）
失重腐蚀速度V Δw V st
单位：g∕m2 .h
年腐蚀深度Vp
4、极化曲线法评选缓蚀剂
5、充电曲线法测定金属的腐蚀速度 6、电阻法测定金属的腐蚀速度 7、伏安法 （以上内容自学）
8、极化曲线的测定
极化曲线的绘制
极化曲线的形状与电极面积无关，
Sa=Sc
只取决于阳极反应和阴极反应的特征。 极化曲线的形状与电极的面积有关，
Sa≠Sc
面积改变，极化曲线的形状也改变。
等效电路阻纳计算示例
1. 计算从最高级开始。最高级为３级，是奇数，应 计算其导纳： G3 = 1 /R4 +jC5 2.计算第２级复合元件的阻抗 -1 G2 = Zw3 + G3 3.计算第１级复合元件的导纳 -1 G1 = YQ2 + G2 4.计算第０级即整个电路的阻抗 -1 G 0 = R1 + G 1
测量电偶腐蚀电池的极化曲线的装置
r
A
K
高阻电压表
V
测Zn电极电 位的电路没 画出来
Zn
Cu
参比电极
K K 开路时，i=0, Cu和Zn的电位分别为静止电位Eoc(Cu),Eoa(Zn) 闭路时，电流通，r 减小， 电路欧姆电阻 R减小，电流 i Cu电位负移，Ec(Cu)-Ea(Zn)=iR,R=0,i 达到 imax 增大，Zn电位正移
G( ) G '( ) jG ''( )
电化学阻抗谱的特点
1.一种以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰 动信号的电化学测量方法: (1)避免对体系产生大的影响 (2)使扰动与体系的响应之间近似呈线性关系 2.一种频率域的测量方法:
以测量得到的频率范围很宽的阻抗谱来研究电 极系统，速度快的子过程出现在高频区,速度慢的 子过程出现在低频区,可判断出含几个子过程，讨 论动力学特征。
湿热试验 意义 湿热试验就是模拟湿热和亚湿热地区 气候特点的试验方法。 湿热试验是检验产品安全性和可靠性 的一项重要试验方法，在很多产品中被列 为“致命性”试验项目。
分类 分为:恒定湿热试验是模拟温度和湿 度基本保持恒定的潮湿环境条件的实 验室试验方法。(使用在室内或类似室内
环境的产品)
交变湿热试验是模拟温度和湿度 发生周期性变化的潮湿环境条件的实 验室试验方法。(使用在室外或类似室外
吸附 存在试验样品表面的水汽分子的量， 取决于材料的类型、材料的表面结构和水 汽压力的大小。 吸收 材料吸收潮气的量在很大程度上取决 于周围空气的含湿量。吸收过程在达到平 衡前始终稳定地进行着。
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扩散 水蒸汽透过有机密封材料进人壳体内 部，例如进人电容器或半导体器件内部。 呼吸 由于温度变化引起试验样品空腔内外空 气和水汽的交流称之为呼吸。密封不良的 试验样品，吸人的潮气使内部结构受潮， 或在空腔内凝聚成液态水。
R R ( Z ' ) 2 Z ' ' 2 ( ) 2 2 2 Y 1 j C R
复合元件(RC)的阻抗复平面图
(RC)的导纳复平面图
阻抗波特(Bode)图
复合元件(RC)阻抗波特图
数据处理的目的与途径
数据处理的目的： 1.根据测量得到的EIS谱图, 确定EIS的等效电路或数 学模型; 2.根据已建立的合理的数学模型或等效电路，确定数 学模型中有关参数或等效电路中有关元件的参数值. 数据处理的途径： 1.依据已知等效电路模型或数学模型的数据处理途径 2.从阻纳数据求等效电路的数据处理途径