材料的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)傾向(xiang)由其熱力(li)學(xue)穩定(ding)(ding)性(xing)決定(ding)(ding),熱力(li)學(xue)上(shang)不(bu)穩定(ding)(ding)的(de)(de)(de)材料具有腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)自發(fa)性(xing)。然而,造成的(de)(de)(de)破壞狀(zhuang)況和程(cheng)(cheng)度大小(xiao)(xiao)則取決于腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)動(dong)力(li)學(xue)。定(ding)(ding)量評定(ding)(ding)材料的(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)和腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)程(cheng)(cheng)度的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)需(xu)要科(ke)學(xue)的(de)(de)(de)方(fang)法。腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)類型不(bu)同,所采用(yong)的(de)(de)(de)評定(ding)(ding)方(fang)法也不(bu)同。

一、均勻(yun)腐蝕(shi)程度的評(ping)定(ding)方(fang)法

   對于全面腐(fu)蝕情況下的均勻(yun)腐蝕,通常采用下面介紹的質量法、深度法和電流密度法來表征腐蝕的平均速率。

1. 質量法

   質(zhi)量(liang)(liang)法(fa)(fa)具有靈敏、有效、用(yong)途廣(guang)泛的(de)特點,是最基本的(de)定(ding)量(liang)(liang)評定(ding)方法(fa)(fa)之一(yi)。通過腐蝕(shi)(shi)前(qian)后的(de)質(zhi)量(liang)(liang)變化(hua)(增(zeng)加(jia)或(huo)減少)來表(biao)示(shi)腐蝕(shi)(shi)的(de)平均(jun)(jun)速率(lv)。若腐蝕(shi)(shi)產物全(quan)部(bu)牢固地(di)附著(zhu)于(yu)試(shi)樣(yang),或(huo)雖然有脫(tuo)落但易(yi)于(yu)全(quan)部(bu)收集,則常用(yong)增(zeng)重法(fa)(fa)來表(biao)示(shi)。反之,如(ru)果(guo)腐蝕(shi)(shi)產物完全(quan)脫(tuo)落或(huo)易(yi)于(yu)全(quan)部(bu)清(qing)除,則往往采用(yong)失重法(fa)(fa)。平均(jun)(jun)腐蝕(shi)(shi)速率(lv)(單(dan)位時(shi)間單(dan)位面積的(de)質(zhi)量(liang)(liang)變化(hua))的(de)計算公式為(wei):

   式中,為(wei)腐蝕速(su)率,g/(m2?h); Aw 為(wei)試(shi)樣腐蝕前后質量(liang)的(de)變化量(liang), g;S 為(wei)試(shi)樣的(de)表面積(ji),m2;t為(wei)試(shi)樣腐蝕的(de)時(shi)間,h。

   需要注意(yi)的(de)是(shi),按式(shi)(1-1)計(ji)算腐蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率是(shi)假定整個試驗周期內腐蝕(shi)(shi)(shi)始終以恒定的(de)速(su)度進行,而(er)實(shi)際(ji)中(zhong)常常并非如此。當采用失重法時(shi),應按有關標(biao)準規(gui)定的(de)方法去(qu)除(chu)試樣(yang)表(biao)面(mian)的(de)殘余腐蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物。公式(shi)中(zhong)的(de)S通(tong)常是(shi)利用試樣(yang)腐蝕(shi)(shi)(shi)前的(de)表(biao)面(mian)積(ji)。當試驗周期內腐蝕(shi)(shi)(shi)導致試樣(yang)的(de)表(biao)面(mian)積(ji)變化比較明顯時(shi),將(jiang)會影響(xiang)數據的(de)真實(shi)性。

 2. 深度(du)法

   從工程應(ying)用(yong)角度(du)(du)上看,影(ying)響(xiang)設備壽命(ming)和(he)安全(quan)的(de)(de)(de)重要指標是(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)后(hou)構件的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)截面尺寸。因(yin)此,用(yong)深(shen)度(du)(du)法(fa)(fa)(fa)表示腐(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)(du)更(geng)有(you)實際意義,特別(bie)是(shi)衡量(liang)不同密(mi)度(du)(du)的(de)(de)(de)材料(liao)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)(du),目前該方(fang)法(fa)(fa)(fa)已被納(na)入有(you)關標準(zhun)(如我國(guo)(guo)國(guo)(guo)標GB10124—1988《金(jin)屬(shu)材料(liao)實驗(yan)室均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)全(quan)浸試(shi)(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)》,美國(guo)(guo)材料(liao)試(shi)(shi)驗(yan)協會標準(zhun) ASTM G1、ASTM G31等)。通過(guo)直接測(ce)(ce)量(liang)腐(fu)蝕(shi)(shi)前后(hou)或腐(fu)蝕(shi)(shi)過(guo)程中某兩時刻的(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣厚(hou)(hou)度(du)(du),就可(ke)(ke)以得(de)到(dao)深(shen)度(du)(du)法(fa)(fa)(fa)表征(zheng)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)(失(shi)厚(hou)(hou)或增厚(hou)(hou))。可(ke)(ke)選(xuan)擇具有(you)足夠精(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)工具和(he)儀器直接測(ce)(ce)量(liang)厚(hou)(hou)度(du)(du)變化,也可(ke)(ke)以采用(yong)無損測(ce)(ce)厚(hou)(hou)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa),如渦流法(fa)(fa)(fa)、超聲法(fa)(fa)(fa)、射線照相法(fa)(fa)(fa)和(he)電阻法(fa)(fa)(fa)等,破(po)壞法(fa)(fa)(fa)中以金(jin)相剖(pou)面法(fa)(fa)(fa)最為實用(yong)。深(shen)度(du)(du)法(fa)(fa)(fa)表征(zheng)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)可(ke)(ke)以由質量(liang)法(fa)(fa)(fa)計算(suan)出的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)換算(suan)得(de)到(dao),換算(suan)公式為:

   式中(zhong),分(fen)別為深度法(fa)和質量法(fa)表示(shi)的腐蝕速(su)率(lv),單位分(fen)別為mm/a和g/(m2·h)。

   對于(yu)腐(fu)(fu)蝕減薄(bo)情況(kuang),p為(wei)腐(fu)(fu)蝕材(cai)料的密度(du)(du);對于(yu)增(zeng)厚情況(kuang),p為(wei)腐(fu)(fu)蝕產物的密度(du)(du)。但實際中腐(fu)(fu)蝕產物密度(du)(du)的準確值(zhi)難以確定(ding),因而(er)式(1-2)一般(ban)僅適用于(yu)減薄(bo)情況(kuang),p的單(dan)位為(wei)g/cm2。深度(du)(du)法和質(zhi)量法表(biao)征的腐(fu)(fu)蝕速(su)率也可以用其他的量綱單(dan)位。

   根(gen)據(ju)深度法(fa)表(biao)征的腐(fu)(fu)蝕速(su)率大小不(bu)同,可以將材(cai)料的耐蝕性(xing)分(fen)(fen)為不(bu)同的等級,表(biao)1-2給出(chu)了 10 級標準分(fen)(fen)類(lei)法(fa)。該分(fen)(fen)類(lei)方法(fa)對有(you)些(xie)工程(cheng)應(ying)用背景而言顯得過細,因此還(huan)有(you)低(di)于10 級的其他分(fen)(fen)類(lei)法(fa)。但(dan)不(bu)管按幾(ji)級分(fen)(fen)類(lei),其僅(jin)具(ju)有(you)相對性(xing)和參(can)考(kao)性(xing),科學地評(ping)定(ding)腐(fu)(fu)蝕等級還(huan)必(bi)須考(kao)慮具(ju)體的應(ying)用背景。

 3. 電(dian)流密度表(biao)征法

   金屬的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕是由陽極(ji)(ji)(ji)溶(rong)(rong)解(jie)導致的(de)(de),因而電(dian)(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕的(de)(de)速率(lv)可以用陽極(ji)(ji)(ji)反應(ying)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度來表征。法拉第定(ding)律指出,當電(dian)(dian)流(liu)(liu)通(tong)過(guo)電(dian)(dian)解(jie)質溶(rong)(rong)液時(shi),電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)上發生(sheng)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)物質的(de)(de)量(liang)與通(tong)過(guo)的(de)(de)電(dian)(dian)量(liang)成正(zheng)比,與電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)反應(ying)中轉移的(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)數成反比。設通(tong)過(guo)陽極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)為(wei)(wei)I,通(tong)電(dian)(dian)時(shi)間(jian)為(wei)(wei)t,則時(shi)間(jian)內通(tong)過(guo)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)電(dian)(dian)量(liang)為(wei)(wei) It,相應(ying)溶(rong)(rong)解(jie)掉(diao)的(de)(de)金屬的(de)(de)質量(liang) Am 為(wei)(wei)

   前面所介紹的腐(fu)蝕(shi)(shi)速率表(biao)征方法(fa)均(jun)(jun)適用(yong)于均(jun)(jun)勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)情況。而(er)對于非(fei)均(jun)(jun)勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi),即(ji)使是(shi)全面腐(fu)蝕(shi)(shi),上述(shu)方法(fa)也不(bu)適用(yong),這(zhe)時需要借助其他(ta)方法(fa)來(lai)評定腐(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)。

二、局(ju)部腐蝕程度的(de)評(ping)定(ding)方(fang)法

   包括應力作(zuo)用(yong)下的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)在內的(de)(de)廣義局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)特點是材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)質(zhi)量(liang)損失(shi)很小,但是,材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)可能(neng)會(hui)很嚴重(zhong)。例如,點腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)可能(neng)造成(cheng)容(rong)器穿孔(kong),應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)會(hui)導致構(gou)件(jian)斷(duan)(duan)裂(lie),晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和(he)選擇性腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)雖然(ran)通常(chang)不會(hui)引起材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)質(zhi)量(liang)和(he)尺寸的(de)(de)明(ming)顯變(bian)化(hua),但卻會(hui)使(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)強度(du)(du)顯著下降。因此,評(ping)價局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)程度(du)(du)不能(neng)簡(jian)單地采用(yong)前面(mian)介紹的(de)(de)適(shi)用(yong)于(yu)(yu)均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)方法(fa),這(zhe)時(shi)需要根據具(ju)體腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)類(lei)型(xing),以及對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)或結構(gou)安全可靠性的(de)(de)影響(xiang)等來(lai)選擇適(shi)用(yong)的(de)(de)評(ping)定(ding)(ding)方法(fa)。例如,對(dui)于(yu)(yu)點腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)評(ping)定(ding)(ding),可以采用(yong)點蝕(shi)密度(du)(du)、平均點蝕(shi)深度(du)(du)、最大點蝕(shi)深度(du)(du)等指標進行綜合(he)評(ping)價。斷(duan)(duan)裂(lie)壽命或斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)間(jian)法(fa)適(shi)用(yong)于(yu)(yu)應力作(zuo)用(yong)下的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi),電(dian)阻率(lv)(lv)的(de)(de)改(gai)變(bian)適(shi)用(yong)于(yu)(yu)多數局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。測定(ding)(ding)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)前后試件(jian)力學強度(du)(du)或斷(duan)(duan)裂(lie)延伸率(lv)(lv)的(de)(de)變(bian)化(hua),不僅適(shi)用(yong)于(yu)(yu)評(ping)定(ding)(ding)全面(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(均勻的(de)(de)或不均勻的(de)(de)),更有利于(yu)(yu)評(ping)定(ding)(ding)各(ge)類(lei)局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。針對(dui)不同(tong)類(lei)型(xing)的(de)(de)局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)還有特定(ding)(ding)的(de)(de)評(ping)定(ding)(ding)方法(fa)。