金屬腐蝕是一個(gè)“隱形殺手”,無時(shí)無刻不在威脅著金屬材料的壽命和安全。簡(jiǎn)單來說就是金屬材料在周圍介質(zhì)的作用下逐漸損壞的過程。腐蝕過程中,金屬原子失去電子變?yōu)殡x子,發(fā)生氧化反應(yīng),導(dǎo)致金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能顯著下降,甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。
常見的金屬腐蝕形式
01 均勻腐蝕
金屬表面均勻受到腐蝕,如鐵制品生銹。這種腐蝕形式雖然失重較大,但一般不會(huì)對(duì)設(shè)備造成突發(fā)性破壞。
02 點(diǎn)蝕
又稱坑蝕或小孔腐蝕,常見于表面有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上。點(diǎn)蝕雖然失重不大,但由于陽極面積很小,腐蝕速率很快,嚴(yán)重時(shí)可能造成設(shè)備穿孔,引發(fā)油、水、氣泄漏。
03 縫隙腐蝕
發(fā)生在金屬部件縫隙中的腐蝕,容易在縫隙處積聚腐蝕介質(zhì),加速腐蝕過程。
04 應(yīng)力腐蝕開裂
金屬材料在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下發(fā)生的開裂現(xiàn)象,對(duì)金屬材料的強(qiáng)度和韌性造成嚴(yán)重影響。
05 腐蝕疲勞
金屬在腐蝕介質(zhì)和循環(huán)應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的破壞。腐蝕疲勞可能在很低的應(yīng)力條件下就發(fā)生破壞,因此它是一種非常危險(xiǎn)的現(xiàn)象。
06 晶間腐蝕
金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿晶粒間界受到腐蝕的現(xiàn)象。這種腐蝕會(huì)導(dǎo)致晶粒之間喪失結(jié)合力,即使從外觀上看金屬仍然完好,實(shí)際上已經(jīng)失去了大部分強(qiáng)度,是一種潛在的破壞形式。
評(píng)估金屬材料耐腐蝕性
為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制金屬腐蝕,我們需要采用一系列有效的測(cè)試方法。以下是幾種常見的金屬腐蝕測(cè)試方法:
01 目視檢測(cè)法
通過裸眼觀察金屬表面的顏色、形狀、光滑度等變化,初步判斷金屬是否發(fā)生腐蝕。這種方法簡(jiǎn)單直觀,但對(duì)細(xì)微的腐蝕情況往往不夠準(zhǔn)確。
02 化學(xué)分析法
將金屬試樣溶解在特定的腐蝕溶液中,通過化學(xué)分析的方法檢測(cè)金屬試樣中的腐蝕產(chǎn)物,從而判斷金屬是否發(fā)生腐蝕。這種方法可以定量分析腐蝕程度,但需要專業(yè)的化學(xué)知識(shí)和設(shè)備。
03 化學(xué)浸泡試驗(yàn)
將金屬材料制成特定形狀和尺寸的試片,在選定的介質(zhì)中浸泡一定時(shí)間,通過稱重、表觀檢查、測(cè)量蝕孔深度等方法評(píng)定金屬材料的腐蝕行為。這種方法可以模擬實(shí)際腐蝕環(huán)境,評(píng)估金屬材料的抗腐蝕性能。
04 鹽霧試驗(yàn)
在特制的鹽霧箱中將飽和空氣的鹽水溶液連續(xù)或間斷地以霧狀噴出,鹽霧沉降在試樣上形成極薄的液膜,加速試樣的腐蝕過程。這種方法可以快速評(píng)估金屬材料在鹽霧環(huán)境下的腐蝕性能。
05 電化學(xué)測(cè)試法
利用電化學(xué)工作站,通過測(cè)量金屬在電解質(zhì)溶液中的電位和電流響應(yīng),來評(píng)估其腐蝕行為。電化學(xué)測(cè)試法包括極化曲線測(cè)試、電化學(xué)阻抗譜(EIS)等。極化曲線可以揭示腐蝕速率和腐蝕機(jī)理,而EIS則能提供腐蝕過程的動(dòng)力學(xué)信息。
此外,還有半浸試驗(yàn)、間浸試驗(yàn)、超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等多種無損檢測(cè)方法,可以根據(jù)具體需求選擇合適的測(cè)試方法。
左圖:鹽霧試驗(yàn)、
依次晶間腐蝕、浸泡測(cè)試
總結(jié)
金屬腐蝕是金屬材料面臨的嚴(yán)重問題之一,它不僅會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命,還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。因此,我們需要采取有效的測(cè)試方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制金屬腐蝕,為金屬材料的保護(hù)提供有力武器。通過了解和掌握金屬腐蝕的形式及相關(guān)測(cè)試方法,我們可以更好地保護(hù)金屬材料,延長(zhǎng)其使用壽命,為各行各業(yè)的發(fā)展提供有力保障!