常用金屬腐蝕監測技術介紹

腐蝕監測被認為是實現現代工業文明生產的重要手段。腐蝕監測技術是由實驗室腐蝕試驗方法和設備的無損檢測技術發展而來的，其目的在于揭示腐蝕過程以及了解腐蝕控制的應用情況和控制效果。傳統的腐蝕監測主要是在停車檢修期間安裝和取出掛片進行檢測達到監測目的，檢測方法如失重法。失重試驗是古老的腐蝕試驗方法。它通過稱取試驗片暴露在測試環境前后重量的變化來計算金屬表面的平均失重量。它的優點是可以提供如：腐蝕率、腐蝕類型、腐蝕產物的情況以及焊接腐蝕和應力腐蝕等較多的信息，但缺點是需破壞材料的結構，試驗時間長，而且得到的結果往往是整個試驗周期中產生腐蝕的總和，不適于現場使用。因此長期以來失重法只用于實驗室或者暴露場的暴露試驗。

現代的腐蝕監測實踐經驗大部分來自化學、石油化學、煉油、動力等工業，在這些工業中，腐蝕行為可以通過各種方法監測如超聲波法、聲發射法、電位法、電阻法、線性極化法、電偶法、電位監測法、射線技術及各種探針技術。近年來出現的新的監測技術有交流阻抗技術、恒電量技術、電化學噪聲技術和超聲波測量技術等。

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

常用金屬腐蝕監測技術：

第1種

方法：極化阻力法

檢測原理：用兩電極或三電極探頭，通過電化學極化阻力法測定腐蝕速度。

應用情況：在有適當電導的工藝物料中對大多數工程金屬和合金適用。經常使用。

測量裝置：Magna，Petrolite和Waverley提供各種型號儀表。手提式儀器價值在300-700英磅之間，可帶價值2000英磅以上較復雜的自動及記錄裝置。工業探頭一般約200英鎊，包括電纜及其他附件?？梢灾瞥蓪嵸|上穩定可靠的組件。

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金屬損失進行累積測量?？梢杂嬎愠龈g速度。

應用情況：適用于液相和蒸汽相中的大多數工程金屬和合金。其測量與工藝物料的導電性無關。經常使用。

測量裝置：Nalfloc制造儀表及探頭。儀表由BASEEFA證明穩定可靠。商標牌號為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，可處理12個探頭，可帶價值約9000英鎊的記錄裝置。探頭價值一般為100-300英鎊。

第3種

方法：電位監測法

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

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

測量裝置：可用一個輸入阻抗約10MΩ、滿刻度量程0。5-2V的簡單電壓表進行測量。典型的電壓表價格為260英鎊和260英鎊以上。金屬電極可以單獨設計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：腐蝕掛片試驗法

檢測原理：經過一已知的曝露期后，根據試樣失重或增重測量平均腐蝕速度。

應用情況：當腐蝕是以穩定的速度進行時非常滿意。在禁用電氣儀表的危險地帶有用處。是一種費用中等的腐蝕監測方法。可說明腐蝕的類型。使用非常頻繁。

測量裝置：放入管路和容器內的腐蝕短管和金屬試樣容易安裝。此法勞動強度大。加工試樣的費用視材料而變化。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。

應用情況：可用來逐一鑒別正在腐蝕的設備。只有中等程度的用途。

測量裝置：需要范圍廣泛的分析化學方法，但是對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：測量工藝介質的pH值

應用情況：監測諸如廢液pH的變化。廢液的酸性可引起嚴重腐蝕。應用非常頻繁。

測量裝置：從科學儀器供應商店很容易買到各種標準的pH計，價格100英鎊和100英鎊以上。耐用的電極如銻、白金、鎢常常優于通常的玻璃電極。固體的Ag/AgCl參比電極在某些混雜體系中也具有類似的優點。

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。

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

測量裝置：X射線設備價值約5000英鎊。r射線源在500-2000英鎊之間。但需要專門的知識并需小心處理。簡單的工作可以包出去，當底片數量合理時，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。

應用情況：普通用作金屬厚度或裂紋顯示的檢查工具、廣泛應用。

測量裝置：簡單的基本設備價值1000英鎊，或帶較復雜的、價值達4000英鎊的儀器。簡單的工作可承包出去，當工作量適中且路費等較少時，每小時約5英鎊。

第10種

方法：渦流法

檢測原理：用一個電磁探頭對表面進行掃描。

應用情況：探測表面缺陷，如裂紋和坑。廣泛應用。

測量裝置：基本設備約500英鎊，但較為多用途的儀器價值達30000英鎊。

第11種

方法：經外成像（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。

應用情況：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。應用不廣泛。

測量裝置：帶有快響應時間的靈敏紅外探測器，價值約18000英鎊。需要專門的技巧。設備可以租借。

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第12種

方法：聲發射法

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

應用情況：（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力腐蝕破裂和疲勞破裂。目前，還只是一種新技術，嚴格來說不是一種監測方法。應用不廣泛。

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：在適當的電解液中測定兩不同金屬電極之間的電偶電流。

應用情況：顯示雙金屬腐蝕的極性和腐蝕電流值，對大氣腐蝕指示露點條件?？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。采用運算放大器可以測量微弱電流。儀器價值約200英鎊，也可以采用起碼價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。

應用情況：典型應用于石油化學工業，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：探針價值約200英鎊左右，包括一個與壓力表連接的細長管。腐蝕析出的氫滲入內部環狀空間，可給出壓力讀數。測量附件約150英鎊。

第15種

方法：警戒孔法

檢測原理：當腐蝕裕度已經消耗完的時候給出指示。

應用情況：用在特殊的設備特別是磨蝕能造成無規律減薄的管道彎頭處?？梢苑乐篂碾y性破壞。不常應用。