腐蝕試驗與監(jiān)測

第1章 緒論  1
1.1腐蝕 1
1.2腐蝕試驗 3
1.2.1腐蝕試驗的基本環(huán)節(jié) 3
1.2.2腐蝕試驗的目的 3
1.2.3腐蝕試驗的基本要求 4
1.2.4腐蝕試驗的主要類型 4
1.3腐蝕監(jiān)測 8
第2章 腐蝕試驗設計  10
2.1金屬試樣 10
2.1.1材料 10
2.1.2試樣形狀、尺寸和數(shù)量 11
2.1.3試樣表面制備 12
2.1.4試樣標記 13
2.2腐蝕介質(zhì) 14
2.2.1介質(zhì)的組成 14
2.2.2pH 值 14
2.2.3溶解氧 15
2.2.4離子 15
2.2.5介質(zhì)的量 15
2.2.6腐蝕產(chǎn)物 16
2.3試驗條件的控制 16
2.3.1溫度 16
2.3.2相對運動 17
2.3.3充氣和除氧 17
2.3.4試樣的支承 18
2.3.5試樣暴露程度 19
2.3.6試驗時間 19
2.4正交實驗設計 20
2.4.1正交表 21
2.4.2各因素間無交互作用的正交實驗設計 21
2.4.3各因素間有交互作用的正交實驗設計 23
2.4.4數(shù)據(jù)處理中的幾個問題 25
2.4.5方差分析法 25
2.4.6工程平均及其變動半徑 32
第3章 腐蝕試驗的評定方法  36
3.1試驗現(xiàn)象觀察與記錄 36
3.1.1試樣的變化 36
3.1.2腐蝕介質(zhì)的變化 37
3.1.3腐蝕產(chǎn)物的生成 37
3.2腐蝕形貌檢查 37
3.2.1宏觀腐蝕形貌檢查 37
3.2.2微觀腐蝕形貌檢查 37
3.2.3形貌檢查結(jié)果評定 38
3.3質(zhì)量法 38
3.3.1失重法 39
3.3.2增重法 43
3.3.3質(zhì)量法的優(yōu)點與局限 44
3.4試樣厚度及蝕孔深度測量 44
3.4.1厚度測量 44
3.4.2蝕孔深度測量 46
3.5氣體容量法 47
3.5.1基本原理 47
3.5.2析氫量的測定 47
3.5.3耗氧量的測定 48
3.5.4容量法的局限性 49
3.6力學性能損失及其評定 50
3.6.1腐蝕對力學性能的影響 50
3.6.2抗拉強度變化的含義 51
3.6.3拉伸試驗的注意事項 52
3.6.4受應力試樣的腐蝕試驗 52
3.7電阻法 52
3.7.1基本原理 52
3.7.2溫度補償 53
3.7.3電阻法測定金屬管或金屬板的壁厚變化 54
3.7.4電阻法研究金屬的高溫氧化 55
3.7.5電阻法的優(yōu)點與局限 55
3.8光學法 56
3.8.1光學法在腐蝕試驗研究中的應用 56
3.8.2測量膜厚的光學法 56
3.8.3偏振光分析法（橢圓術(shù)）  58
3.9腐蝕介質(zhì)與腐蝕產(chǎn)物分析 60
3.9.1化學分析 60
3.9.2離子選擇電極 61
3.9.3極譜分析 61
3.9.4腐蝕產(chǎn)物的檢查 63
3.10腐蝕數(shù)據(jù)處理 64
3.10.1統(tǒng)計處理 64
3.10.2回歸分析 67
第4章 實驗室常規(guī)模擬腐蝕試驗  72
4.1靜態(tài)浸泡腐蝕試驗 72
4.1.1全浸腐蝕試驗 72
4.1.2半浸腐蝕試驗 73
4.1.3間浸腐蝕試驗 73
4.2動態(tài)浸泡腐蝕試驗 74
4.2.1溶液一般流動腐蝕試驗 74
4.2.2溶液循環(huán)流動腐蝕試驗 75
4.2.3溶液高速流動腐蝕試驗 75
4.2.4轉(zhuǎn)動金屬試樣的試驗 76
4.3薄液膜腐蝕試驗 77
4.3.1薄液膜腐蝕試驗裝置 77
4.3.2薄液膜腐蝕研究方法 78
4.4氧化腐蝕試驗 79
4.4.1質(zhì)量法氧化腐蝕試驗 79
4.4.2容量法氧化腐蝕試驗 81
4.4.3壓力計法氧化腐蝕試驗 81
4.4.4電阻法氧化腐蝕試驗 82
4.4.5水蒸氣氧化腐蝕試驗 82
4.5控溫腐蝕試驗 84
4.5.1等溫腐蝕試驗 84
4.5.2傳熱面腐蝕試驗 84
4.5.3溫差腐蝕試驗 84
4.5.4高溫高壓釜腐蝕試驗 85
4.6燃氣腐蝕試驗 85
4.6.1低溫露點腐蝕試驗 85
4.6.2高溫熔融腐蝕試驗 87
第5章 實驗室常用加速腐蝕試驗  91
5.1鹽霧加速腐蝕試驗 91
5.1.1鹽霧腐蝕試驗裝置 91
5.1.2中性鹽霧試驗 91
5.1.3乙酸鹽霧試驗 93
5.1.4銅加速乙酸鹽霧試驗 93
5.1.5其他鹽霧試驗方法 93
5.2腐蝕性氣體加速腐蝕試驗 94
5.2.1單一氣體腐蝕試驗 94
5.2.2流動混合氣體腐蝕試驗 94
5.3濕度控制加速腐蝕試驗 95
5.3.1恒溫恒濕腐蝕試驗 95
5.3.2循環(huán)濕熱腐蝕試驗 96
5.4膏泥腐蝕試驗 96
5.5電解加速腐蝕試驗 97
5.5.1電解腐蝕試驗（EC 試驗）  97
5.5.2陽極氧化膜的腐蝕試驗 98
第6章 自然環(huán)境現(xiàn)場腐蝕試驗  101
6.1大氣腐蝕試驗 101
6.1.1試驗場地 101
6.1.2材料與試樣 102
6.1.3暴露試驗 103
6.1.4結(jié)果評價 104
6.2自然水腐蝕試驗 104
6.2.1海水腐蝕試驗 105
6.2.2淡水腐蝕試驗 107
6.3土壤腐蝕試驗 107
6.3.1土壤腐蝕試驗的基本要求 107
6.3.2土壤腐蝕性特征參數(shù)測量 108
6.3.3金屬埋置試驗 109
第7章 腐蝕電化學測試技術(shù)  110
7.1腐蝕電化學測試原理 110
7.1.1腐蝕金屬電極在極化電流作用下的等效電路 110
7.1.2電化學測量的原理電路 111
7.2腐蝕電化學測試設備 112
7.2.1研究電極（試樣）  112
7.2.2輔助電極 114
7.2.3參比電極 114
7.2.4鹽橋與盧金毛細管 115
7.2.5電解池 116
7.2.6極化電源 116
7.2.7電位測量儀表 119
7.2.8恒電位儀 119
7.2.9電化學工作站 119
7.2.10掃描探針中的電化學測試單元 120
7.2.11微區(qū)掃描電化學綜合測試系統(tǒng) 121
7.3電極電位測量與分析 122
7.3.1電極電位的測量 122
7.3.2腐蝕電位- 時間曲線 122
7.4極化曲線測量與分析 124
7.4.1極化曲線的測量 124
7.4.2強極化區(qū)測量技術(shù)（Tafel 區(qū)外延技術(shù)）  129
7.4.3微極化區(qū)測量技術(shù)（線性極化技術(shù)）  131
7.4.4弱極化區(qū)測量技術(shù) 140
7.4.5微極化區(qū)與弱極化區(qū)結(jié)合 143
7.4.6計算機方法 145
7.5電化學阻抗譜技術(shù) 149
7.5.1電化學阻抗譜技術(shù)原理 149
7.5.2電化學阻抗譜測量 150
7.5.3電化學阻抗譜數(shù)據(jù)分析 154
7.5.4常見腐蝕體系的電化學阻抗譜 157
7.6充電曲線測量與分析 159
7.6.1充電曲線測量           159
7.6.2充電微分方程式 159
7.6.3恒電流充電曲線方程式 161
7.6.4方程式解析與充電曲線數(shù)據(jù)分析 166
7.7電位衰減曲線測量與分析 171
7.7.1電位衰減曲線測量 171
7.7.2電位衰減曲線分析 172
7.8電化學噪聲技術(shù) 173
7.8.1電化學噪聲的來源 173
7.8.2電化學噪聲的測量 175
7.8.3電化學噪聲數(shù)據(jù)分析 176
7.9微區(qū)電化學技術(shù) 180
7.9.1掃描電化學顯微鏡技術(shù) 180
7.9.2局部電化學阻抗譜技術(shù) 181
7.9.3掃描振動電極技術(shù) 181
7.9.4掃描開爾文探針技術(shù) 183
7.10電化學方法的優(yōu)缺點及誤差 183
7.10.1優(yōu)點 183
7.10.2電化學技術(shù)中的幾個問題 184
7.10.3電化學腐蝕試驗的誤差 187
第8章 局部腐蝕試驗  190
8.1應力腐蝕試驗 190
8.1.1概述 190
8.1.2試樣 191
8.1.3腐蝕環(huán)境 199
8.1.4試驗結(jié)果的評定 201
8.2晶間腐蝕試驗 203
8.2.1概述 203
8.2.2試樣 204
8.2.3篩選試驗與熱酸試驗 204
8.2.4電化學試驗方法 206
8.3小孔腐蝕試驗 208
8.3.1概述 208
8.3.2化學浸泡法 208
8.3.3電化學試驗方法 210
8.3.4其他研究方法 216
8.4縫隙腐蝕試驗 218
8.4.1概述 218
8.4.2化學浸泡法 219
8.4.3電化學試驗方法 221
8.5電偶腐蝕試驗 227
8.5.1概述 227
8.5.2試樣 228
8.5.3電化學試驗方法 230
8.6磨損腐蝕試驗 233
8.6.1概述 233
8.6.2沖刷條件的產(chǎn)生 234
8.6.3空化條件的產(chǎn)生 235
8.6.4微動腐蝕試驗 236
8.6.5試驗結(jié)果評定 238
第9章 工業(yè)設備腐蝕監(jiān)測  242
9.1概述 242
9.1.1腐蝕監(jiān)測的目的 242
9.1.2腐蝕監(jiān)測技術(shù)的主要類型 243
9.1.3腐蝕監(jiān)測技術(shù)的選用 245
9.2使用試樣的監(jiān)測技術(shù) 246
9.2.1掛片法 246
9.2.2線性極化腐蝕探針 248
9.2.3電阻型腐蝕探針 251
9.3無損探傷技術(shù) 253
9.3.1超聲波探傷 253
9.3.2射線照相探傷 254
9.3.3磁粉探傷 256
9.3.4液體滲透探傷 257
9.3.5渦流探傷 257
9.3.6導波探傷 258
9.4其他技術(shù) 259
9.4.1陽極激發(fā)技術(shù) 259
9.4.2諧波分析技術(shù) 260
9.4.3激光法測定氧化膜厚度 260
9.4.4放射激活技術(shù) 260
第10章 陰極保護檢測技術(shù)  263
10.1概述 263
10.1.1陰極保護檢測的任務 263
10.1.2陰極保護檢測的基本要求 263
10.1.3常用設備 264
10.2土壤電阻率測試 267
10.2.1原位測試法 267
10.2.2土壤箱法 268
10.3管地電位測試 269
10.3.1自然電位的測量 269
10.3.2通電電位的測量 270
10.3.3斷電電位的測量 270
10.3.4密間隔電位的測量 271
10.3.5電位測量中電壓降及其消除 272
10.4管內(nèi)電流測試 274
10.4.1電壓降法 274
10.4.2標定法 274
10.4.3保護電流密度的測定 275
10.5陽極接地電阻測試 275  
10.5.1輔助陽極接地電阻測試 275
10.5.2犧牲陽極接地電阻測試 276
10.6犧牲陽極性能測試 276
10.6.1犧牲陽極輸出電流測試 276
10.6.2犧牲陽極開路電位測試 278
10.6.3犧牲陽極閉路電位測試 278
10.7絕緣法蘭絕緣性能測試 278
10.7.1兆歐表法 278
10.7.2電位法 278
10.7.3漏電電阻法 279
10.7.4PCM 漏電率測量法 280
10.7.5接地電阻測量儀法 281
10.8管道外防腐層電阻率測試 282
10.8.1電火花檢測法 282
10.8.2外加電流檢測法 282
10.8.3間歇電流檢測法 283
10.8.4Pearson 法 284
10.8.5CIPS 和DCVG 聯(lián)合檢測法 285
10.9埋地管道外防腐層地面檢漏與定位 286
10.9.1交流電流衰減法 286
10.9.2交流地電位梯度法 287
10.9.3直流地電位梯度法 287
10.9.4音頻檢漏法 289
10.9.5內(nèi)部信號檢測法 289
10.10陰極保護系統(tǒng)竣工測試 290
10.10.1防腐層完整性測試 290
10.10.2陰極保護系統(tǒng)有效性測試 291
10.11陰極保護系統(tǒng)日常維護檢測 292
10.11.1主要檢測內(nèi)容 292
10.11.2日常電位測試位置 292
10.11.3測量結(jié)果分析 293
10.12雜散電流干擾測試 293
參考文獻  295
附錄 相關(guān)標準  296
附表1有關(guān)腐蝕試驗的中國國家標準及重要行業(yè)標準
附表2有關(guān)腐蝕試驗的ASTM 標準
附表3有關(guān)腐蝕試驗的ISO 標準
附表4有關(guān)腐蝕試驗的NACE 標準