常用金屬腐蝕監(jiān)測技術介紹

腐蝕監(jiān)測被認為是實現現代工業(yè)文明生產的重要手段。腐蝕監(jiān)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(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用情況和控制效果。傳統的腐蝕監(jiān)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(jiān)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(huán)境前后重量的變化來計算金屬表面的平均失重量。它的優(yōu)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(jiān)測實踐經驗大部分來自化學、石油化學、煉油、動力等工業(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、射線技術及各種探針技術。近年來出現的新的監(jiān)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(yōu)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(jiān)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(yè)探頭一般約200英鎊，包括電纜及其他附件。可以制成實質上穩(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(wěn)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(jiān)測法

檢測原理：測量被監(jiān)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(qū)的特征說明生產裝置的腐蝕狀態(tài)（比如是活態(tài)、鈍態(tài)、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(wěn)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(jiān)測方法?？烧f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(jiān)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(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。

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(tài)。

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(fā)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(fā)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(jiān)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(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(huán)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(guī)律減薄的管道彎頭處?？梢苑乐篂碾y性破壞。不常應用。