工业大气腐蚀检测：方法与关键项目解析

引言

一、工业大气腐蚀的影响因素

1. 环境参数
   • 相对湿度（RH>60%时腐蚀加剧）
   • 污染物浓度（Cl⁻、SO₂等）
   • 温度波动（冷凝-蒸发循环）
   • 日照（紫外线加速涂层老化）
2. 材料特性
   • 金属种类（如碳钢、不锈钢、铝合金）
   • 表面处理（镀层、涂层、钝化）
3. 结构差异
   • 插合部位：缝隙腐蚀、电偶腐蚀风险高
   • 未插合表面：均匀腐蚀、点蚀为主

二、核心检测项目与实施方法

1. 目视检查与微观形貌分析

• 检测目标：初步判定腐蚀类型（均匀/局部）、表面破坏程度。
• 方法：
  • 宏观观察（腐蚀产物颜色、分布）；
  • 扫描电子显微镜（SEM）分析插合缝隙内的微观腐蚀形貌。
• 标准参考：ASTM G1（试样制备）、ISO 8565（大气腐蚀评级）。

2. 腐蚀产物成分分析

• 检测目标：识别腐蚀产物的化学成分，追溯腐蚀机理。
• 方法：
  • X射线衍射（XRD）分析晶体结构（如Fe₂O₃、FeOOH）；
  • 能谱分析（EDS）测定Cl⁻、S元素富集情况（插合部位易富集）。
• 适用样本：插合界面刮取物、未插合表面腐蚀层。

3. 腐蚀速率定量测定

• 检测目标：评估材料在特定环境中的腐蚀速度。
• 方法：
  • 失重法（ASTM G50）：暴露前后质量差计算年均腐蚀速率；
  • 电化学极化法（Tafel曲线，ASTM G59）：快速测定瞬时腐蚀速率，区分插合/未插合区的活性差异；
  • 电阻探针法（ASTM G96）：在线监测腐蚀速率变化。

4. 电化学阻抗谱（EIS）与缝隙腐蚀测试

• 检测目标：评估插合部位缝隙腐蚀敏感性。
• 方法：
  • 模拟插合缝隙（ASTM G78），测量腐蚀电流与阻抗谱；
  • 通过Nyquist图分析界面钝化膜稳定性。

5. 力学性能退化检测

• 检测目标：量化腐蚀对材料强度的影响。
• 方法：
  • 拉伸试验（插合接头抗拉强度损失率）；
  • 硬度测试（表面硬化或软化趋势）。

6. 环境模拟加速试验

• 检测目标：预测长期腐蚀行为。
• 方法：
  • 盐雾试验（NSS、CASS，ASTM B117）；
  • 循环腐蚀试验（湿热-SO₂-Cl⁻交替，ISO 16701）。

三、插合与未插合部件的检测差异化策略

四、检测方案制定要点

1. 样本选择：插合/未插合比例需符合实际工况（如1:1）。
2. 环境参数记录：实时监测温湿度、污染物浓度以关联腐蚀数据。
3. 数据对比分析：区分插合界面与自由表面的腐蚀速率差异。
4. 防护措施验证：对比涂层、缓蚀剂在两类结构上的防护效果。

五、应用案例

• 结果：螺栓缝隙内Cl⁻富集导致局部腐蚀速率达0.5mm/年（高于外壁的0.1mm/年）；
• 措施：改用氟碳涂层+惰性垫片，缝隙腐蚀降低70%。

六、与展望

• 智能传感器实时监测插合界面腐蚀；
• 大数据建模预测寿命与维护周期。