實驗室浸泡試驗和電化學試驗時研究縫隙腐蝕的重要方法。對于浸泡試驗法,設計型式多樣的人造縫隙,采用多種腐蝕介質,一般以腐蝕質量或腐蝕深度評定試驗結果;電化學測試方法是以某些電化學參數作為判據,來比較金屬材料對縫隙腐蝕的相對敏感性,一般來說,電化學測試方式可縮短縫隙腐蝕的誘導期而達到加速腐蝕試驗的目的。浸泡試驗法包括三氯化鐵實驗、縫隙腐蝕的加速試驗方法、多縫隙腐蝕試驗、MTI試驗、臨界縫隙腐蝕溫度法等;電化學測試方法包括ASTM標準試驗方法、恒電位試驗、動電位極化試驗法、遠距離縫隙裝置試驗等。
總體概況
實驗室浸泡試驗和電化學試驗時研究縫隙腐蝕的重要方法。對于浸泡試驗法,設計型式多樣的人造縫隙,采用多種腐蝕介質,一般以腐蝕質量或腐蝕深度評定試驗結果;電化學測試方法是以某些電化學參數作為判據,來比較金屬材料對縫隙腐蝕的相對敏感性,一般來說,電化學測試方式可縮短縫隙腐蝕的誘導期而達到加速腐蝕試驗的目的。浸泡試驗法包括三氯化鐵實驗、縫隙腐蝕的加速試驗方法、多縫隙腐蝕試驗、MTI試驗、臨界縫隙腐蝕溫度法等;電化學測試方法包括ASTM標準試驗方法、恒電位試驗、動電位極化試驗法、遠距離縫隙裝置試驗等。
三氯化鐵試驗
三氯化鐵試驗方法用于確定不銹鋼、含鉻鎳基合金等在含氯離子的氧化性環境中的耐縫隙腐蝕性能,也可以用于確定合金元素、熱處理制度及表面狀態等因素對合金縫隙腐蝕敏感性的影響。經過三氯化鐵浸泡后,可通過目檢、對表面腐蝕狀況拍照和稱量質量結果評定合金耐縫隙腐蝕性能,也可進一步測定縫隙腐蝕深度。
縫隙腐蝕的加速試驗方法
縫隙腐蝕的加速試驗方法的試驗溶液為3%NaCl +0.05mol/L Na2SO4+活性炭。試驗溫度為30℃或60℃。試驗容器為帶有回流冷凝器的廣口瓶,將試樣放入瓶中,然后注入混有活性炭的試樣溶液,液面須超過試樣。在瓶側或冷凝器上端插入玻璃管,玻璃管前端裝有多孔膜,其引出端與氧氣管接通。將準備好的廣口瓶置于恒溫槽中,按規定溫度保持恒溫。實驗過程中連續通入氧氣。試驗開始后每隔一定時間取出試樣觀察,直到出現腐蝕痕跡為止。
多縫隙腐蝕試驗
縫隙腐蝕試驗結果的分散度較大,其原因之一是試驗時不能重現縫隙的幾何形狀。多縫隙腐蝕試驗板狀試樣兩側分別有一個非金屬槽形螺母通過其中心的非金屬螺栓與試樣相接觸。槽形螺母開槽20條,因此每一個突出的齒狀部分即與試樣構成了一個縫隙,一片試樣兩側總共有40個縫隙;若平行試驗取三個試樣,則有120個縫隙可供試驗后觀測。根據試樣上發生縫隙腐蝕的數目和深度,繪制在算術概率坐標上,可確定和比較不同合金發生縫隙腐蝕的概率以及腐蝕達到某個給定深度的概率,以此評定材料對縫隙腐蝕的相對敏感性。
MTI試驗
MTI方法中,利用兩個鋸齒形的聚四氟乙烯墊圈形成縫隙,其中每個墊圈有12個齒,即可能發生腐蝕的接觸位置。試樣兩側的墊圈以0.28N.m的轉矩將其上緊。在0~100℃范圍內,以每個周期升高2.5℃的步階升高FeCl3的溫度,并找出在24h的試驗周期中在深度方向發生腐蝕的溫度,即為臨界縫隙腐蝕溫度。除了指出縫隙腐蝕發生的溫度外,還應給出發生這種程度的腐蝕的位置數。MTI-4方法提出了分析腐蝕臨界氯離子濃度的概念。MTI方法已被用作篩選試驗方法,并用于發展新合金等用途。
臨界縫隙腐蝕溫度法
Brigham等在6.1%NaOCl+3.5%NaCl,10%FeCl3和5%K3Fe(CN)6+3.5%NaCl三種溶液中研究溫度對發生縫隙腐蝕的影響,并據此提出了臨界點蝕溫度和臨界縫隙腐蝕溫度。將不銹鋼縫隙試樣暴露在10% FeCl3溶液中,恒溫保持24小時,每個試驗周期結束,取出試樣檢查。如無任何形式的腐蝕,即認為在該溫度下不腐蝕,將溫度提高2.5℃繼續進行24h試驗。如此重復繼續試驗,直至看到任何類型的腐蝕破壞,即認為是臨界縫隙腐蝕溫度。
動電位極化試驗方法
動電位極化試驗方法采用無縫隙的電極,試驗介質是腐蝕性以此增高的一系列模擬縫隙溶液。該方法已被用于相對比較合金的耐蝕性,其判據與陽極峰值電流密度有關,以陽極峰值電流密度的對數對pH值作圖,可以用以說明某些鑄造合金防止局部腐蝕擴展的能力;根據lgi/pH圖的斜率,可以相對比較合金局部腐蝕的擴展行為。
遠距離縫隙裝置試驗
在遠距離縫隙裝置試驗中,一個小的縫隙部件和一個較大的部件是分離的,但彼此處于電連接狀態。二者均暴露在本體介質環境中。用零阻電流計監測兩個部件間流過的電流。這項技術能夠相當準確地區分縫隙腐蝕開始發生和隨后擴展的時間。

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