常用金屬腐蝕監(jiān)測技術(shù)介紹

腐蝕監(jiān)測被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)文明生產(chǎn)的重要手段。腐蝕監(jiān)測技術(shù)是由實(shí)驗(yàn)室腐蝕試驗(yàn)方法和設(shè)備的無損檢測技術(shù)發(fā)展而來的，其目的在于揭示腐蝕過程以及了解腐蝕控制的應(yīng)用情況和控制效果。傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測主要是在停車檢修期間安裝和取出掛片進(jìn)行檢測達(dá)到監(jiān)測目的，檢測方法如失重法。失重試驗(yàn)是古老的腐蝕試驗(yàn)方法。它通過稱取試驗(yàn)片暴露在測試環(huán)境前后重量的變化來計(jì)算金屬表面的平均失重量。它的優(yōu)點(diǎn)是可以提供如：腐蝕率、腐蝕類型、腐蝕產(chǎn)物的情況以及焊接腐蝕和應(yīng)力腐蝕等較多的信息，但缺點(diǎn)是需破壞材料的結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)時(shí)間長，而且得到的結(jié)果往往是整個(gè)試驗(yàn)周期中產(chǎn)生腐蝕的總和，不適于現(xiàn)場使用。因此長期以來失重法只用于實(shí)驗(yàn)室或者暴露場的暴露試驗(yàn)。

現(xiàn)代的腐蝕監(jiān)測實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)大部分來自化學(xué)、石油化學(xué)、煉油、動(dòng)力等工業(yè)，在這些工業(yè)中，腐蝕行為可以通過各種方法監(jiān)測如超聲波法、聲發(fā)射法、電位法、電阻法、線性極化法、電偶法、電位監(jiān)測法、射線技術(shù)及各種探針技術(shù)。近年來出現(xiàn)的新的監(jiān)測技術(shù)有交流阻抗技術(shù)、恒電量技術(shù)、電化學(xué)噪聲技術(shù)和超聲波測量技術(shù)等。

電化學(xué)測試方法是一種比較好的無損檢測方法。當(dāng)0.1μA/cm²的自然腐蝕電流流經(jīng)1h而生成的銹蝕產(chǎn)物約為1 04×104mg/cm²。如果用失重法，即使不考慮除銹技術(shù)上的困難，測量出這樣小的重量變化也很困難。而用電化學(xué)方法卻很容易，它的主要優(yōu)點(diǎn)是，能夠快速響應(yīng)，所得信息常常能與實(shí)驗(yàn)室中的背景研究直接，更有可能利用探測器來判斷生產(chǎn)裝置的腐蝕行為，增加了診斷的可靠性，有助于選擇補(bǔ)救措施或控制系統(tǒng)。本文重點(diǎn)討論了電化學(xué)方法，主要有：電阻法(ER)，電化學(xué)噪聲技術(shù)(ECN)，交流阻抗技術(shù)(EIS)，線形極化法(LPR)和恒電量技術(shù)。

常用金屬腐蝕監(jiān)測技術(shù)：

第1種

方法：極化阻力法

檢測原理：用兩電極或三電極探頭，通過電化學(xué)極化阻力法測定腐蝕速度。

應(yīng)用情況：在有適當(dāng)電導(dǎo)的工藝物料中對(duì)大多數(shù)工程金屬和合金適用。經(jīng)常使用。

測量裝置：Magna，Petrolite和Waverley提供各種型號(hào)儀表。手提式儀器價(jià)值在300-700英磅之間，可帶價(jià)值2000英磅以上較復(fù)雜的自動(dòng)及記錄裝置。工業(yè)探頭一般約200英鎊，包括電纜及其他附件。可以制成實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定可靠的組件。

第2種

方法：電阻法

檢測原理：通過正在腐蝕的金屬元件的電阻變化對(duì)金屬損失進(jìn)行累積測量?？梢杂?jì)算出腐蝕速度。

應(yīng)用情況：適用于液相和蒸汽相中的大多數(shù)工程金屬和合金。其測量與工藝物料的導(dǎo)電性無關(guān)。經(jīng)常使用。

測量裝置：Nalfloc制造儀表及探頭。儀表由BASEEFA證明穩(wěn)定可靠。商標(biāo)牌號(hào)為Corrosometer的腐蝕儀可由Magna提供。手提式儀器大約800英鎊，有各種型號(hào)，可處理12個(gè)探頭，可帶價(jià)值約9000英鎊的記錄裝置。探頭價(jià)值一般為100-300英鎊。

第3種

方法：電位監(jiān)測法

檢測原理：測量被監(jiān)測的金屬或合金（好是生產(chǎn)裝置本身）相對(duì)于參比電極的電位變化。

應(yīng)用情況：根據(jù)特性電位區(qū)的特征說明生產(chǎn)裝置的腐蝕狀態(tài)（比如是活態(tài)、鈍態(tài)、孔蝕還是應(yīng)力腐蝕破裂）?？芍苯訙y定生產(chǎn)裝置的行為。用途適中。

測量裝置：可用一個(gè)輸入阻抗約10MΩ、滿刻度量程0。5-2V的簡單電壓表進(jìn)行測量。典型的電壓表價(jià)格為260英鎊和260英鎊以上。金屬電極可以單獨(dú)設(shè)計(jì)或者像參比電極那樣改制成腐蝕探頭。參比電極材料通常是白金、不銹鋼和Ag-AgCl。

第4種

方法：腐蝕掛片試驗(yàn)法

檢測原理：經(jīng)過一已知的曝露期后，根據(jù)試樣失重或增重測量平均腐蝕速度。

應(yīng)用情況：當(dāng)腐蝕是以穩(wěn)定的速度進(jìn)行時(shí)非常滿意。在禁用電氣儀表的危險(xiǎn)地帶有用處。是一種費(fèi)用中等的腐蝕監(jiān)測方法。可說明腐蝕的類型。使用非常頻繁。

測量裝置：放入管路和容器內(nèi)的腐蝕短管和金屬試樣容易安裝。此法勞動(dòng)強(qiáng)度大。加工試樣的費(fèi)用視材料而變化。碳鋼每片2英鎊，各種高合金每片3英鎊。

第5種

方法：分析法1

檢測原理：測量腐蝕下來的金屬離子濃度或緩蝕劑濃度。

應(yīng)用情況：可用來逐一鑒別正在腐蝕的設(shè)備。只有中等程度的用途。

測量裝置：需要范圍廣泛的分析化學(xué)方法，但是對(duì)特定離子敏感的專門的離子電極很有用。各種電極一般為200-250英鎊。各種直讀式儀表在700和1000英鎊之間。

第6種

方法：分析法2

檢測原理：測量工藝介質(zhì)的pH值

應(yīng)用情況：監(jiān)測諸如廢液pH的變化。廢液的酸性可引起嚴(yán)重腐蝕。應(yīng)用非常頻繁。

測量裝置：從科學(xué)儀器供應(yīng)商店很容易買到各種標(biāo)準(zhǔn)的pH計(jì)，價(jià)格100英鎊和100英鎊以上。耐用的電極如銻、白金、鎢常常優(yōu)于通常的玻璃電極。固體的Ag/AgCl參比電極在某些混雜體系中也具有類似的優(yōu)點(diǎn)。

第7種"

方法：分析法3

檢測原理：測量工藝物流中的氧濃度

應(yīng)用情況：一般通過氧吸收器控制氧含量以減輕腐蝕。用途適中。

測量裝置：通常屬于電化學(xué)類型，采用浸入到液相或氣相物料中的電極，一般可在腐蝕控制和水處理部門得到。

第8種! Z9 J0 {2 H* D

方法：輻射顯示法

檢測原理：通過射線穿透作用和在膜上的探測，檢查缺陷和裂紋。

應(yīng)用情況：特別適用于探測焊縫缺陷。廣泛應(yīng)用。2 L# _$ k" s9 G： W- |0 m4 X6 R

測量裝置：X射線設(shè)備價(jià)值約5000英鎊。r射線源在500-2000英鎊之間。但需要專門的知識(shí)并需小心處理。簡單的工作可以包出去，當(dāng)?shù)灼瑪?shù)量合理時(shí)，大約第張底片3英鎊。

第9種

方法：超聲波法

檢測原理：通過對(duì)超聲波的反射變化，檢測金屬厚度和是否存在裂紋、空洞等。

應(yīng)用情況：普通用作金屬厚度或裂紋顯示的檢查工具、廣泛應(yīng)用。

測量裝置：簡單的基本設(shè)備價(jià)值1000英鎊，或帶較復(fù)雜的、價(jià)值達(dá)4000英鎊的儀器。簡單的工作可承包出去，當(dāng)工作量適中且路費(fèi)等較少時(shí)，每小時(shí)約5英鎊。

第10種

方法：渦流法

檢測原理：用一個(gè)電磁探頭對(duì)表面進(jìn)行掃描。

應(yīng)用情況：探測表面缺陷，如裂紋和坑。廣泛應(yīng)用。

測量裝置：基本設(shè)備約500英鎊，但較為多用途的儀器價(jià)值達(dá)30000英鎊。

第11種

方法：經(jīng)外成像（熱象顯示）

檢測原理：用局部表面溫度或表面溫度圖像指示物體物理狀態(tài)。

應(yīng)用情況：用于耐火材料和絕熱材料檢查，爐管溫度測量，流道問題探測和電熱指示。應(yīng)用不廣泛。

測量裝置：帶有快響應(yīng)時(shí)間的靈敏紅外探測器，價(jià)值約18000英鎊。需要專門的技巧。設(shè)備可以租借。

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第12種

方法：聲發(fā)射法

檢測原理：（1）探測泄漏、空泡破滅，設(shè)備振值等。（2）通過裂紋傳播期間發(fā)出的聲音探測裂紋。

應(yīng)用情況：（1）用于檢查泄漏和摩擦腐蝕、腐蝕疲勞以及空泡腐蝕的可能性。（2）用于探測容器和管道的應(yīng)力腐蝕破裂和疲勞破裂。目前，還只是一種新技術(shù)，嚴(yán)格來說不是一種監(jiān)測方法。應(yīng)用不廣泛。

測量裝置：（1）儀器通常比較簡單和便宜。（2）儀器比較昂貴。

第13種

方法：零電阻電流表法

檢測原理：在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐袦y定兩不同金屬電極之間的電偶電流。

應(yīng)用情況：顯示雙金屬腐蝕的極性和腐蝕電流值，對(duì)大氣腐蝕指示露點(diǎn)條件?？勺鳛橐r里等開裂而有腐蝕劑通過的靈敏顯示器。不常使用。

測量裝置：使用零電阻電流表。采用運(yùn)算放大器可以測量微弱電流。儀器價(jià)值約200英鎊，也可以采用起碼價(jià)值差不多的小型恒電位儀。

第14種

方法：氫顯示法

檢測原理：用探氫針測定腐蝕析出的氫氣。

應(yīng)用情況：典型應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)，包括軟鋼在硫化物、******和其他“毒劑”中的腐蝕。在特殊用途中頻繁使用。& ^， f3 M。 P3 o) ^

測量裝置：探針價(jià)值約200英鎊左右，包括一個(gè)與壓力表連接的細(xì)長管。腐蝕析出的氫滲入內(nèi)部環(huán)狀空間，可給出壓力讀數(shù)。測量附件約150英鎊。

第15種

方法：警戒孔法

檢測原理：當(dāng)腐蝕裕度已經(jīng)消耗完的時(shí)候給出指示。

應(yīng)用情況：用在特殊的設(shè)備特別是磨蝕能造成無規(guī)律減薄的管道彎頭處?？梢苑乐篂?zāi)難性破壞。不常應(yīng)用。