实验室浸泡试验和电化学试验时研究缝隙腐蚀的重要方法。对于浸泡试验法,设计型式多样的人造缝隙,采用多种腐蚀介质,一般以腐蚀质量或腐蚀深度评定试验结果;电化学测试方法是以某些电化学参数作为判据,来比较金属材料对缝隙腐蚀的相对敏感性,一般来说,电化学测试方式可缩短缝隙腐蚀的诱导期而达到加速腐蚀试验的目的。浸泡试验法包括三氯化铁实验、缝隙腐蚀的加速试验方法、多缝隙腐蚀试验、MTI试验、临界缝隙腐蚀温度法等;电化学测试方法包括ASTM标准试验方法、恒电位试验、动电位极化试验法、远距离缝隙装置试验等。
总体概况
实验室浸泡试验和电化学试验时研究缝隙腐蚀的重要方法。对于浸泡试验法,设计型式多样的人造缝隙,采用多种腐蚀介质,一般以腐蚀质量或腐蚀深度评定试验结果;电化学测试方法是以某些电化学参数作为判据,来比较金属材料对缝隙腐蚀的相对敏感性,一般来说,电化学测试方式可缩短缝隙腐蚀的诱导期而达到加速腐蚀试验的目的。浸泡试验法包括三氯化铁实验、缝隙腐蚀的加速试验方法、多缝隙腐蚀试验、MTI试验、临界缝隙腐蚀温度法等;电化学测试方法包括ASTM标准试验方法、恒电位试验、动电位极化试验法、远距离缝隙装置试验等。
三氯化铁试验
三氯化铁试验方法用于确定不锈钢、含铬镍基合金等在含氯离子的氧化性环境中的耐缝隙腐蚀性能,也可以用于确定合金元素、热处理制度及表面状态等因素对合金缝隙腐蚀敏感性的影响。经过三氯化铁浸泡后,可通过目检、对表面腐蚀状况拍照和称量质量结果评定合金耐缝隙腐蚀性能,也可进一步测定缝隙腐蚀深度。
缝隙腐蚀的加速试验方法
缝隙腐蚀的加速试验方法的试验溶液为3%NaCl +0.05mol/L Na2SO4+活性炭。试验温度为30℃或60℃。试验容器为带有回流冷凝器的广口瓶,将试样放入瓶中,然后注入混有活性炭的试样溶液,液面须超过试样。在瓶侧或冷凝器上端插入玻璃管,玻璃管前端装有多孔膜,其引出端与氧气管接通。将准备好的广口瓶置于恒温槽中,按规定温度保持恒温。实验过程中连续通入氧气。试验开始后每隔一定时间取出试样观察,直到出现腐蚀痕迹为止。
多缝隙腐蚀试验
缝隙腐蚀试验结果的分散度较大,其原因之一是试验时不能重现缝隙的几何形状。多缝隙腐蚀试验板状试样两侧分别有一个非金属槽形螺母通过其中心的非金属螺栓与试样相接触。槽形螺母开槽20条,因此每一个突出的齿状部分即与试样构成了一个缝隙,一片试样两侧总共有40个缝隙;若平行试验取三个试样,则有120个缝隙可供试验后观测。根据试样上发生缝隙腐蚀的数目和深度,绘制在算术概率坐标上,可确定和比较不同合金发生缝隙腐蚀的概率以及腐蚀达到某个给定深度的概率,以此评定材料对缝隙腐蚀的相对敏感性。
MTI试验
MTI方法中,利用两个锯齿形的聚四氟乙烯垫圈形成缝隙,其中每个垫圈有12个齿,即可能发生腐蚀的接触位置。试样两侧的垫圈以0.28N.m的转矩将其上紧。在0~100℃范围内,以每个周期升高2.5℃的步阶升高FeCl3的温度,并找出在24h的试验周期中在深度方向发生腐蚀的温度,即为临界缝隙腐蚀温度。除了指出缝隙腐蚀发生的温度外,还应给出发生这种程度的腐蚀的位置数。MTI-4方法提出了分析腐蚀临界氯离子浓度的概念。MTI方法已被用作筛选试验方法,并用于发展新合金等用途。
临界缝隙腐蚀温度法
Brigham等在6.1%NaOCl+3.5%NaCl,10%FeCl3和5%K3Fe(CN)6+3.5%NaCl三种溶液中研究温度对发生缝隙腐蚀的影响,并据此提出了临界点蚀温度和临界缝隙腐蚀温度。将不锈钢缝隙试样暴露在10% FeCl3溶液中,恒温保持24小时,每个试验周期结束,取出试样检查。如无任何形式的腐蚀,即认为在该温度下不腐蚀,将温度提高2.5℃继续进行24h试验。如此重复继续试验,直至看到任何类型的腐蚀破坏,即认为是临界缝隙腐蚀温度。
动电位极化试验方法
动电位极化试验方法采用无缝隙的电极,试验介质是腐蚀性以此增高的一系列模拟缝隙溶液。该方法已被用于相对比较合金的耐蚀性,其判据与阳极峰值电流密度有关,以阳极峰值电流密度的对数对pH值作图,可以用以说明某些铸造合金防止局部腐蚀扩展的能力;根据lgi/pH图的斜率,可以相对比较合金局部腐蚀的扩展行为。
远距离缝隙装置试验
在远距离缝隙装置试验中,一个小的缝隙部件和一个较大的部件是分离的,但彼此处于电连接状态。二者均暴露在本体介质环境中。用零阻电流计监测两个部件间流过的电流。这项技术能够相当准确地区分缝隙腐蚀开始发生和随后扩展的时间。
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