常見掛片腐蝕試驗原理與方法如下:
一、重(zhong)量(liang)法
由于腐蝕(shi)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)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)牢固地附(fu)(fu)著在(zai)試樣上(shang),又幾乎不溶(rong)于(yu)(yu)溶(rong)液,也不為外部(bu)(bu)物(wu)(wu)(wu)(wu)質所玷污(wu),這時(shi)可用增重(zhong)(zhong)法(fa)測(ce)定(ding)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)破壞程度。增重(zhong)(zhong)法(fa)適(shi)用于(yu)(yu)評定(ding)全面(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi) , 而(er)不適(shi)用于(yu)(yu)其它類型的(de)(de)局部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。增重(zhong)(zhong)法(fa)試驗(yan)過程為,將(jiang)預(yu)先制備(bei)的(de)(de)試樣量尺寸、稱(cheng)重(zhong)(zhong)后置于(yu)(yu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質中,試驗(yan)結束后( 連同(tong)已脫落的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu) ) 取出,烘干,再(zai)稱(cheng)重(zhong)(zhong)。全部(bu)(bu)增重(zhong)(zhong)表征著材料(liao)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)程度。在(zai)重(zhong)(zhong)量法(fa)中,一個試樣通常在(zai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)---時(shi)間曲線上(shang)只提供一個數據(ju)點(dian)。當(dang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)確實是(shi)牢固地附(fu)(fu)著于(yu)(yu)試樣表面(mian), 且具有(you)恒定(ding)的(de)(de)組(zu)分時(shi),就能(neng)在(zai)同(tong)一試樣上(shang)連續(xu)或周期性地測(ce)量增重(zhong)(zhong),因而(er)適(shi)合于(yu)(yu)研究(jiu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速度隨時(shi)間變化(hua)的(de)(de)規律。 增重(zhong)(zhong)法(fa)的(de)(de)一個嚴重(zhong)(zhong)缺(que)點(dian)是(shi)數據(ju)的(de)(de)間接(jie)性,即(ji)得到(dao)的(de)(de)數據(ju)包括(kuo)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)重(zhong)(zhong)量,究(jiu)竟多少(shao)材料(liao)被腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi),還需(xu)分析腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)化(hua)學組(zu)成(cheng)來換(huan)算。有(you)時(shi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)相組(zu)成(cheng)相當(dang)復雜,精確的(de)(de)分析往(wang)往(wang)有(you)困難。同(tong)時(shi)多價金(jin)屬( 如鐵、銅等 ) 可能(neng)會(hui)生成(cheng)幾種(zhong)化(hua)學組(zu)成(cheng)不同(tong)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu),換(huan)算比較困難。這些都限制了增重(zhong)(zhong)法(fa)的(de)(de)應用范圍。
2. 失重法(fa)
失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)法(fa)是一(yi)種(zhong)簡單而(er)直接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)。它不(bu)要(yao)求(qiu)腐蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)牢固附著(zhu)在材(cai)料(liao)表(biao)面, 也不(bu)考慮腐蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)可溶性,因為試驗(yan)(yan)結(jie)束后(hou)(hou)必須從試樣上清(qing)除全(quan)部(bu)腐蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)。失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)法(fa)直接(jie)(jie)表(biao)示由于腐蝕(shi)(shi)(shi)而(er)損失(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)重(zhong)(zhong)量,不(bu)需經(jing)過(guo)腐蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學組成(cheng)分析和(he)換算。這些優點(dian)債失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)法(fa)得(de)到廣泛的(de)(de)(de)(de)應用。失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)法(fa)試驗(yan)(yan)過(guo)程(cheng)為 ,將(jiang)預先制備的(de)(de)(de)(de)試樣量尺寸(cun)、稱重(zhong)(zhong)后(hou)(hou)置于腐蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)中(zhong)(zhong),試驗(yan)(yan)結(jie)束后(hou)(hou)取出,清(qing)除全(quan)部(bu)腐蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)后(hou)(hou)清(qing)洗、干(gan)燥、再稱重(zhong)(zhong)。 試樣的(de)(de)(de)(de)失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)直接(jie)(jie)表(biao)征材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)程(cheng)度。 無論增重(zhong)(zhong)法(fa)還(huan)是失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)法(fa),在試驗(yan)(yan)前(qian)后(hou)(hou)與試驗(yan)(yan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),在清(qing)除腐蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)前(qian)后(hou)(hou),都必須仔細觀(guan)察并記(ji)錄材(cai)料(liao)表(biao)面和(he)介質(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)變化(hua)。
二(er)、重量法(fa)測定結果評定
重(zhong)(zhong)量(liang)法是(shi)根據試(shi)樣(yang)在腐蝕(shi)前(qian)后的重(zhong)(zhong)量(liang)變化(hua)來測(ce)定(ding)腐蝕(shi)速(su)度(du)的。為了(le)使(shi)各次不同試(shi)驗(yan)及(ji)不同試(shi)樣(yang)的數據能夠(gou)互(hu)相比較(jiao),必須(xu)采(cai)用(yong)單(dan)(dan)位(wei)(wei)(wei)時間內(nei)單(dan)(dan)位(wei)(wei)(wei)面(mian)積(ji)上的重(zhong)(zhong)量(liang)變化(hua)為表示單(dan)(dan)位(wei)(wei)(wei),即平均腐蝕(shi)速(su)度(du),如從腐蝕(shi)試(shi)驗(yan)前(qian)后的試(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)量(liang)差計(ji)算腐蝕(shi)速(su)度(du)。
金屬的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)在腐(fu)(fu)蝕(shi)過程中并非恒速地(di)進行,也就是(shi)說(shuo),其瞬時(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)可能(neng)發(fa)生(sheng)各(ge)(ge)種(zhong)變化。重量(liang)法計算的(de)(de)只(zhi)是(shi)平(ping)均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du),因此,不適用于(yu)測定瞬時(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)。此外,重量(liang)法測定的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)通常只(zhi)適用于(yu)均(jun)勻腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)類(lei)型。 由于(yu)各(ge)(ge)種(zhong)金屬材料的(de)(de)密度(du)(du)(du)不同,即使是(shi)均(jun)勻腐(fu)(fu)蝕(shi) ,這種(zhong)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)單位并不能(neng)表(biao)征腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)損耗深度(du)(du)(du)。為此可將平(ping)均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)換算成單位時(shi)間(jian)內的(de)(de)平(ping)均(jun)侵蝕(shi)深度(du)(du)(du)〈腐(fu)(fu)蝕(shi)率,如 mm/a,毫米每(mei)年〉。
三、腐蝕產物清(qing)除方法
要(yao)正(zheng)確評(ping)定腐(fu)蝕(shi)結果,如果選(xuan)用失重法(fa)評(ping)定時(shi),必須清(qing)除(chu)試(shi)樣表面的腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu) ,但又(you)不(bu)(bu)損傷(shang)金(jin)屬(shu)基材(cai)(cai)本身。實際上(shang)完全不(bu)(bu)損傷(shang)基材(cai)(cai)是(shi)不(bu)(bu)可(ke)能的,只要(yao)求損傷(shang)對腐(fu)蝕(shi)結果無明(ming)顯影響即可(ke)。對于不(bu)(bu)同金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料和(he)不(bu)(bu)同的腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)應采用不(bu)(bu)同的清(qing)除(chu)腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)的方法(fa)。一般(ban)有機械法(fa)、化學法(fa)和(he)電解法(fa)三種。
1. 機械法
一般先用(yong)(yong)自來水沖(chong)洗,并(bing)用(yong)(yong)橡(xiang)皮(pi)或硬(ying)毛刷擦洗,或用(yong)(yong)木制刮(gua)刀、塑料刮(gua)刀刮(gua)擦。對絕大部(bu)分疏松腐(fu)(fu)蝕產(chan)物用(yong)(yong)此法(fa)已(yi)可清除(chu)干凈。但(dan)要完全清除(chu)掉腐(fu)(fu)蝕產(chan)物以精確地(di)測試或檢查局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕狀況時,尚(shang)需進一步(bu)采用(yong)(yong)化(hua)學法(fa)或電(dian)化(hua)學法(fa)。
2. 化學法
選擇適宜的(de)(de)化學溶(rong)液及操作條(tiao)件 ,通過溶(rong)解除(chu)去試樣(yang)表面的(de)(de)腐蝕產(chan)物(wu)的(de)(de)方(fang)法。為(wei)了(le)保護金屬基(ji)(ji)體 ,在化學清(qing)除(chu)的(de)(de)溶(rong)液中往往需加入(ru)緩(huan)試劑。表列出一些常(chang)用的(de)(de)清(qing)除(chu)腐蝕產(chan)物(wu)的(de)(de)化學方(fang)法。這些方(fang)法并不復雜(za),但(dan)在使用時(shi)有可能損傷基(ji)(ji)材 ,造成試驗誤差;為(wei)此,應在清(qing)除(chu)工作的(de)(de)同時(shi),將未經腐蝕的(de)(de)同種材料相同尺寸的(de)(de)空白試樣(yang)在相同條(tiao)件下清(qing)洗處理,求其失(shi)(shi)重(zhong)(zhong);然后(hou)在實(shi)際試樣(yang)的(de)(de)失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)中減去次(ci)數(shu),得出比(bi)較合乎真實(shi)的(de)(de)試樣(yang)失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)。
3. 電化學法
選擇適當的(de)陽極(ji)(ji)和電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)質,以試樣(yang)為(wei)(wei)陰極(ji)(ji)外加直流電(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)方法(fa)。電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)時陰極(ji)(ji)產(chan)生氫氣,在氫氣泡的(de)機(ji)械(xie)作(zuo)用下(xia),使腐(fu)蝕產(chan)物(wu)剝離(li),殘留(liu)的(de)疏松(song)物(wu)質可用機(ji)械(xie)法(fa)沖刷(shua)除凈(jing)。此法(fa)效(xiao)果(guo)較好,空白試樣(yang)失重(zhong)小。適用于(yu)許多金屬材(cai)料的(de)一種電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)操(cao)作(zuo)條件示例(li)如下(xia):電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)液為(wei)(wei)5%,陽極(ji)(ji)為(wei)(wei)碳棒,陰極(ji)(ji)電(dian)(dian)流密度為(wei)(wei)20,加入有(you)機(ji)緩試劑(如若(ruo)丁(ding))溫度75℃,暴露時間(jian)為(wei)(wei)3min。
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