材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕傾(qing)向由其熱力學(xue)穩定(ding)(ding)性(xing)決(jue)定(ding)(ding),熱力學(xue)上不(bu)(bu)穩定(ding)(ding)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)具有腐(fu)(fu)(fu)蝕自發性(xing)。然而,造成的(de)(de)破壞狀況和程度(du)(du)大小則取決(jue)于(yu)腐(fu)(fu)(fu)蝕動力學(xue)。定(ding)(ding)量評定(ding)(ding)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)耐蝕性(xing)和腐(fu)(fu)(fu)蝕程度(du)(du)的(de)(de)大小需要科學(xue)的(de)(de)方(fang)法。腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)類(lei)型不(bu)(bu)同,所采用的(de)(de)評定(ding)(ding)方(fang)法也不(bu)(bu)同。

一、均(jun)勻腐蝕(shi)程度(du)的評定方法(fa)

   對于全面腐蝕情況下的均勻(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)(zhi)量(liang)(liang)法(fa)(fa)具有(you)(you)靈敏、有(you)(you)效、用(yong)途廣泛(fan)的特點,是最(zui)基(ji)本的定量(liang)(liang)評定方法(fa)(fa)之(zhi)一。通過腐(fu)蝕(shi)前后(hou)的質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)變化(增加或(huo)減少)來表(biao)示腐(fu)蝕(shi)的平均速率。若腐(fu)蝕(shi)產(chan)物全部牢固地附(fu)著于(yu)(yu)試樣,或(huo)雖然(ran)有(you)(you)脫落但易于(yu)(yu)全部收集,則常用(yong)增重法(fa)(fa)來表(biao)示。反之(zhi),如(ru)果腐(fu)蝕(shi)產(chan)物完全脫落或(huo)易于(yu)(yu)全部清除,則往(wang)(wang)往(wang)(wang)采用(yong)失重法(fa)(fa)。平均腐(fu)蝕(shi)速率(單位時間單位面積的質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)變化)的計算公式為:

   式中(zhong),為腐蝕(shi)速率,g/(m2?h); Aw 為試樣腐蝕(shi)前后質量的變(bian)化量, g;S 為試樣的表(biao)面積,m2;t為試樣腐蝕(shi)的時(shi)間,h。

   需要注意的(de)(de)(de)是,按(an)式(1-1)計算(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率是假定整個試(shi)(shi)驗周(zhou)期內腐(fu)(fu)蝕(shi)始終以恒定的(de)(de)(de)速度進行,而實(shi)際中常常并(bing)非如此。當采用(yong)失重法時(shi)(shi),應按(an)有關(guan)標(biao)準規(gui)定的(de)(de)(de)方法去除試(shi)(shi)樣表面的(de)(de)(de)殘(can)余腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)。公(gong)式中的(de)(de)(de)S通常是利用(yong)試(shi)(shi)樣腐(fu)(fu)蝕(shi)前的(de)(de)(de)表面積(ji)。當試(shi)(shi)驗周(zhou)期內腐(fu)(fu)蝕(shi)導致試(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)表面積(ji)變(bian)化比(bi)較明(ming)顯時(shi)(shi),將會影響數據的(de)(de)(de)真實(shi)性。

 2. 深度(du)法(fa)

   從工(gong)(gong)程(cheng)應用(yong)角(jiao)度(du)(du)(du)上(shang)看,影響設備壽命和(he)(he)安全的(de)(de)(de)重要(yao)指標是(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)后構件的(de)(de)(de)有(you)效截面尺寸。因(yin)此(ci),用(yong)深度(du)(du)(du)法(fa)(fa)表示(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)程(cheng)度(du)(du)(du)更有(you)實際(ji)意義,特別是(shi)衡量(liang)不同密度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)材料(liao)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程(cheng)度(du)(du)(du),目前該(gai)方(fang)法(fa)(fa)已被納入有(you)關標準(如(ru)我國國標GB10124—1988《金(jin)屬材料(liao)實驗室均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)全浸試(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)》,美國材料(liao)試(shi)驗協(xie)會標準 ASTM G1、ASTM G31等(deng)(deng))。通過直接(jie)測(ce)(ce)量(liang)腐(fu)蝕(shi)(shi)前后或腐(fu)蝕(shi)(shi)過程(cheng)中某兩時(shi)刻的(de)(de)(de)試(shi)樣厚度(du)(du)(du),就可以(yi)(yi)(yi)得到深度(du)(du)(du)法(fa)(fa)表征的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)(失(shi)厚或增厚)。可選擇具有(you)足夠精(jing)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)具和(he)(he)儀(yi)器直接(jie)測(ce)(ce)量(liang)厚度(du)(du)(du)變化,也可以(yi)(yi)(yi)采用(yong)無(wu)損測(ce)(ce)厚的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa),如(ru)渦流法(fa)(fa)、超聲法(fa)(fa)、射線(xian)照相法(fa)(fa)和(he)(he)電阻法(fa)(fa)等(deng)(deng),破壞法(fa)(fa)中以(yi)(yi)(yi)金(jin)相剖面法(fa)(fa)最(zui)為實用(yong)。深度(du)(du)(du)法(fa)(fa)表征的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)可以(yi)(yi)(yi)由質量(liang)法(fa)(fa)計算(suan)出的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)換算(suan)得到,換算(suan)公式為:

   式中,分別為深度法(fa)和質量(liang)法(fa)表示的腐蝕(shi)速率,單位(wei)分別為mm/a和g/(m2·h)。

   對(dui)(dui)于腐(fu)蝕(shi)(shi)減薄情(qing)況,p為腐(fu)蝕(shi)(shi)材料(liao)的(de)密度(du)(du);對(dui)(dui)于增厚情(qing)況,p為腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物的(de)密度(du)(du)。但(dan)實際中腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物密度(du)(du)的(de)準確(que)值難(nan)以(yi)確(que)定,因(yin)而式(shi)(1-2)一般僅(jin)適用(yong)于減薄情(qing)況,p的(de)單位(wei)為g/cm2。深(shen)度(du)(du)法和(he)質(zhi)量(liang)法表征的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率也可以(yi)用(yong)其(qi)他的(de)量(liang)綱(gang)單位(wei)。

   根據深度法表(biao)征的(de)(de)腐蝕速(su)率大小不同,可以將材料(liao)的(de)(de)耐蝕性分為不同的(de)(de)等(deng)級(ji),表(biao)1-2給(gei)出了 10 級(ji)標準分類法。該分類方法對(dui)有(you)些(xie)工程應用背景(jing)而言(yan)顯(xian)得過(guo)細,因此還(huan)有(you)低于10 級(ji)的(de)(de)其他(ta)分類法。但不管按(an)幾級(ji)分類,其僅(jin)具有(you)相(xiang)對(dui)性和參考性,科學(xue)地評定腐蝕等(deng)級(ji)還(huan)必須考慮(lv)具體的(de)(de)應用背景(jing)。

 3. 電流密度表征法

   金(jin)(jin)屬(shu)的(de)電(dian)(dian)化學腐蝕是由陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解(jie)(jie)導致(zhi)的(de),因而電(dian)(dian)化學腐蝕的(de)速率可(ke)以用陽(yang)極(ji)(ji)反應的(de)電(dian)(dian)流密度(du)來(lai)表(biao)征。法拉(la)第定(ding)律指出,當電(dian)(dian)流通(tong)(tong)過(guo)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)溶(rong)液時,電(dian)(dian)極(ji)(ji)上(shang)發生電(dian)(dian)化學變化的(de)物質(zhi)的(de)量(liang)與通(tong)(tong)過(guo)的(de)電(dian)(dian)量(liang)成正比(bi),與電(dian)(dian)極(ji)(ji)反應中轉移的(de)電(dian)(dian)荷數成反比(bi)。設通(tong)(tong)過(guo)陽(yang)極(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)流為I,通(tong)(tong)電(dian)(dian)時間為t,則(ze)時間內通(tong)(tong)過(guo)電(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)量(liang)為 It,相(xiang)應溶(rong)解(jie)(jie)掉的(de)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)質(zhi)量(liang) Am 為

   前面(mian)所介紹(shao)的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率表征方(fang)法均適用于均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)情況。而對于非均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),即使是(shi)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),上述(shu)方(fang)法也不適用,這時需要借助其他方(fang)法來評定腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度。

二、局部腐蝕程度(du)的評定方法

   包括應力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)在內(nei)的(de)(de)(de)廣義局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)特點(dian)是(shi)(shi)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量損(sun)失很小(xiao),但(dan)是(shi)(shi),材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)可(ke)(ke)能(neng)會很嚴重。例如,點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)可(ke)(ke)能(neng)造成(cheng)容器穿孔,應力(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)會導致構件(jian)(jian)斷裂,晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和(he)(he)選(xuan)擇(ze)性(xing)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)雖然(ran)通常不(bu)(bu)會引起材(cai)(cai)料質(zhi)(zhi)量和(he)(he)尺寸的(de)(de)(de)明(ming)顯變(bian)化,但(dan)卻會使材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)強度顯著下降。因此,評(ping)(ping)價(jia)(jia)局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)程度不(bu)(bu)能(neng)簡單(dan)地采用(yong)(yong)前(qian)面介紹(shao)的(de)(de)(de)適用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)均(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)方法(fa),這時需要(yao)根(gen)據具體(ti)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)類型,以及對材(cai)(cai)料或(huo)結構安全可(ke)(ke)靠性(xing)的(de)(de)(de)影響(xiang)等來選(xuan)擇(ze)適用(yong)(yong)的(de)(de)(de)評(ping)(ping)定(ding)(ding)方法(fa)。例如,對于(yu)(yu)(yu)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)評(ping)(ping)定(ding)(ding),可(ke)(ke)以采用(yong)(yong)點(dian)蝕(shi)密度、平均(jun)點(dian)蝕(shi)深度、最大(da)點(dian)蝕(shi)深度等指標進行(xing)綜合評(ping)(ping)價(jia)(jia)。斷裂壽(shou)命或(huo)斷裂時間法(fa)適用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)應力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi),電(dian)阻率的(de)(de)(de)改變(bian)適用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)多數局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。測定(ding)(ding)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)前(qian)后試件(jian)(jian)力(li)學強度或(huo)斷裂延伸率的(de)(de)(de)變(bian)化,不(bu)(bu)僅適用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)評(ping)(ping)定(ding)(ding)全面腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)或(huo)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)),更有利(li)于(yu)(yu)(yu)評(ping)(ping)定(ding)(ding)各類局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。針(zhen)對不(bu)(bu)同(tong)類型的(de)(de)(de)局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)還有特定(ding)(ding)的(de)(de)(de)評(ping)(ping)定(ding)(ding)方法(fa)。