腐蝕試驗(yàn)與監(jiān)測

第1章 緒論  1
1.1腐蝕 1
1.2腐蝕試驗(yàn) 3
1.2.1腐蝕試驗(yàn)的基本環(huán)節(jié) 3
1.2.2腐蝕試驗(yàn)的目的 3
1.2.3腐蝕試驗(yàn)的基本要求 4
1.2.4腐蝕試驗(yàn)的主要類型 4
1.3腐蝕監(jiān)測 8
第2章 腐蝕試驗(yàn)設(shè)計(jì)  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(biāo)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(yàn)條件的控制 16
2.3.1溫度 16
2.3.2相對運(yùn)動(dòng) 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(yàn)時(shí)間 19
2.4正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 20
2.4.1正交表 21
2.4.2各因素間無交互作用的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 21
2.4.3各因素間有交互作用的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 23
2.4.4數(shù)據(jù)處理中的幾個(gè)問題 25
2.4.5方差分析法 25
2.4.6工程平均及其變動(dòng)半徑 32
第3章 腐蝕試驗(yàn)的評定方法  36
3.1試驗(yàn)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(diǎn)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(xué)性能損失及其評定 50
3.6.1腐蝕對力學(xué)性能的影響 50
3.6.2抗拉強(qiáng)度變化的含義 51
3.6.3拉伸試驗(yàn)的注意事項(xiàng) 52
3.6.4受應(yīng)力試樣的腐蝕試驗(yàn) 52
3.7電阻法 52
3.7.1基本原理 52
3.7.2溫度補(bǔ)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(diǎn)與局限 55
3.8光學(xué)法 56
3.8.1光學(xué)法在腐蝕試驗(yàn)研究中的應(yīng)用 56
3.8.2測量膜厚的光學(xué)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(xué)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(jì)處理 64
3.10.2回歸分析 67
第4章 實(shí)驗(yàn)室常規(guī)模擬腐蝕試驗(yàn)  72
4.1靜態(tài)浸泡腐蝕試驗(yàn) 72
4.1.1全浸腐蝕試驗(yàn) 72
4.1.2半浸腐蝕試驗(yàn) 73
4.1.3間浸腐蝕試驗(yàn) 73
4.2動(dòng)態(tài)浸泡腐蝕試驗(yàn) 74
4.2.1溶液一般流動(dòng)腐蝕試驗(yàn) 74
4.2.2溶液循環(huán)流動(dòng)腐蝕試驗(yàn) 75
4.2.3溶液高速流動(dòng)腐蝕試驗(yàn) 75
4.2.4轉(zhuǎn)動(dòng)金屬試樣的試驗(yàn) 76
4.3薄液膜腐蝕試驗(yàn) 77
4.3.1薄液膜腐蝕試驗(yàn)裝置 77
4.3.2薄液膜腐蝕研究方法 78
4.4氧化腐蝕試驗(yàn) 79
4.4.1質(zhì)量法氧化腐蝕試驗(yàn) 79
4.4.2容量法氧化腐蝕試驗(yàn) 81
4.4.3壓力計(jì)法氧化腐蝕試驗(yàn) 81
4.4.4電阻法氧化腐蝕試驗(yàn) 82
4.4.5水蒸氣氧化腐蝕試驗(yàn) 82
4.5控溫腐蝕試驗(yàn) 84
4.5.1等溫腐蝕試驗(yàn) 84
4.5.2傳熱面腐蝕試驗(yàn) 84
4.5.3溫差腐蝕試驗(yàn) 84
4.5.4高溫高壓釜腐蝕試驗(yàn) 85
4.6燃?xì)飧g試驗(yàn) 85
4.6.1低溫露點(diǎn)腐蝕試驗(yàn) 85
4.6.2高溫熔融腐蝕試驗(yàn) 87
第5章 實(shí)驗(yàn)室常用加速腐蝕試驗(yàn)  91
5.1鹽霧加速腐蝕試驗(yàn) 91
5.1.1鹽霧腐蝕試驗(yàn)裝置 91
5.1.2中性鹽霧試驗(yàn) 91
5.1.3乙酸鹽霧試驗(yàn) 93
5.1.4銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn) 93
5.1.5其他鹽霧試驗(yàn)方法 93
5.2腐蝕性氣體加速腐蝕試驗(yàn) 94
5.2.1單一氣體腐蝕試驗(yàn) 94
5.2.2流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn) 94
5.3濕度控制加速腐蝕試驗(yàn) 95
5.3.1恒溫恒濕腐蝕試驗(yàn) 95
5.3.2循環(huán)濕熱腐蝕試驗(yàn) 96
5.4膏泥腐蝕試驗(yàn) 96
5.5電解加速腐蝕試驗(yàn) 97
5.5.1電解腐蝕試驗(yàn)（EC 試驗(yàn)）  97
5.5.2陽極氧化膜的腐蝕試驗(yàn) 98
第6章 自然環(huán)境現(xiàn)場腐蝕試驗(yàn)  101
6.1大氣腐蝕試驗(yàn) 101
6.1.1試驗(yàn)場地 101
6.1.2材料與試樣 102
6.1.3暴露試驗(yàn) 103
6.1.4結(jié)果評價(jià) 104
6.2自然水腐蝕試驗(yàn) 104
6.2.1海水腐蝕試驗(yàn) 105
6.2.2淡水腐蝕試驗(yàn) 107
6.3土壤腐蝕試驗(yàn) 107
6.3.1土壤腐蝕試驗(yàn)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(yàn) 109
第7章 腐蝕電化學(xué)測試技術(shù)  110
7.1腐蝕電化學(xué)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(xué)測量的原理電路 111
7.2腐蝕電化學(xué)測試設(shè)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(xì)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(xué)工作站 119
7.2.10掃描探針中的電化學(xué)測試單元 120
7.2.11微區(qū)掃描電化學(xué)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(shí)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(qiáng)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(jì)算機(jī)方法 145
7.5電化學(xué)阻抗譜技術(shù) 149
7.5.1電化學(xué)阻抗譜技術(shù)原理 149
7.5.2電化學(xué)阻抗譜測量 150
7.5.3電化學(xué)阻抗譜數(shù)據(jù)分析 154
7.5.4常見腐蝕體系的電化學(xué)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(xué)噪聲技術(shù) 173
7.8.1電化學(xué)噪聲的來源 173
7.8.2電化學(xué)噪聲的測量 175
7.8.3電化學(xué)噪聲數(shù)據(jù)分析 176
7.9微區(qū)電化學(xué)技術(shù) 180
7.9.1掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù) 180
7.9.2局部電化學(xué)阻抗譜技術(shù) 181
7.9.3掃描振動(dòng)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(xué)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及誤差 183
7.10.1優(yōu)點(diǎn) 183
7.10.2電化學(xué)技術(shù)中的幾個(gè)問題 184
7.10.3電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)的誤差 187
第8章 局部腐蝕試驗(yàn)  190
8.1應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 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(yàn)結(jié)果的評定 201
8.2晶間腐蝕試驗(yàn) 203
8.2.1概述 203
8.2.2試樣 204
8.2.3篩選試驗(yàn)與熱酸試驗(yàn) 204
8.2.4電化學(xué)試驗(yàn)方法 206
8.3小孔腐蝕試驗(yàn) 208
8.3.1概述 208
8.3.2化學(xué)浸泡法 208
8.3.3電化學(xué)試驗(yàn)方法 210
8.3.4其他研究方法 216
8.4縫隙腐蝕試驗(yàn) 218
8.4.1概述 218
8.4.2化學(xué)浸泡法 219
8.4.3電化學(xué)試驗(yàn)方法 221
8.5電偶腐蝕試驗(yàn) 227
8.5.1概述 227
8.5.2試樣 228
8.5.3電化學(xué)試驗(yàn)方法 230
8.6磨損腐蝕試驗(yàn) 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(dòng)腐蝕試驗(yàn) 236
8.6.5試驗(yàn)結(jié)果評定 238
第9章 工業(yè)設(shè)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(dǎo)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(hù)檢測技術(shù)  263
10.1概述 263
10.1.1陰極保護(hù)檢測的任務(wù) 263
10.1.2陰極保護(hù)檢測的基本要求 263
10.1.3常用設(shè)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(biāo)定法 274
10.4.3保護(hù)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(hào)檢測法 289
10.10陰極保護(hù)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(hù)系統(tǒng)有效性測試 291
10.11陰極保護(hù)系統(tǒng)日常維護(hù)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(xiàn)  295
附錄 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)  296
附表1有關(guān)腐蝕試驗(yàn)的中國國家標(biāo)準(zhǔn)及重要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
附表2有關(guān)腐蝕試驗(yàn)的ASTM 標(biāo)準(zhǔn)
附表3有關(guān)腐蝕試驗(yàn)的ISO 標(biāo)準(zhǔn)
附表4有關(guān)腐蝕試驗(yàn)的NACE 標(biāo)準(zhǔn)