金屬腐蝕試驗方法

檢測金屬抗腐蝕性能的常用方法有，化學浸泡試驗，半浸試驗，間浸試驗等。

實驗常用辦法

檢測金屬抗腐蝕性能的常用方法有：

化學浸泡試驗 把金屬材料製成特定形狀和尺寸的試片，在選定的介質中浸泡一定時間。取出後，通過稱重、表觀檢查、測量蝕孔深度、考察力學性能或分析溶液成分等方法，評定金屬材料的腐蝕行為。這種試驗又稱掛片試驗。根據試片與溶液的相對位置，分為全浸試驗、半浸試驗和間浸試驗三種(圖1)。

全浸試驗 試片完全浸入溶液。此法操作簡便，重現性好。在實驗室試驗時，可以嚴格控制各種影響因素（如充氣狀態、溫度和流速等），可作模擬試驗和加速試驗。試驗時懸掛於溶液中不同深度的孤立小試片的腐蝕效應與延伸於不同深度的長尺度試片的腐蝕效應是不同的，因為後者由於充氣差異而形成巨觀腐蝕電池效應。在自然水（海水或淡水）中的全浸試驗是把試片安裝在框架中,集裝於吊籠內（圖2），浸入相同深度的水中。試片彼此之間絕緣，並與框架絕緣。試片主平面應平行於水流方向，互不遮蔽。

半浸試驗 又稱水線腐蝕試驗。試片的一部分浸入溶液，而且使試片的尺寸(尤其是液面上下的面積比)保持恆定，使氣相和液相交界的“水線”長期保持在試片表面的固定位置上，在“水線”附近可以觀察到嚴重局部腐蝕。自然水中的半浸試驗往往把裝有試片的框架固定在浮筒或浮筏上。

間浸試驗 使試片按照設定的循環程式，重複交替地暴露在溶液和氣相中，又稱交替浸泡試驗。試驗時需嚴格控制環境的溫度和濕度，以保證試片表面的乾濕變化頻率。自然水中的間浸試驗則是把安裝有試片的框架固定在專用的間浸平台上（圖3），或安裝在橋樁、碼頭的固定部位。

實驗作用

化學浸泡試驗既可用於評定全面腐蝕行為，也可用於評定局部腐蝕行為。如果是評定局部腐蝕，可用點腐蝕試樣、縫隙腐蝕試樣或恆變形載入的應力腐蝕試樣進行浸泡試驗。

鹽霧試驗 這是一種用噴霧加速腐蝕的試驗。在特製的鹽霧箱中(圖4)將飽和空氣的鹽水溶液連續或間斷地以霧狀噴出，鹽霧沉降在試樣上，形成極薄的液膜，由於不斷有新的鹽霧落到試樣上而加速了試樣的腐蝕過程。試樣支承或懸掛的位置應使試樣的主要表面與垂直面成15°～30°角，或與霧流主方向平行。試樣的位置還應使鹽霧能自由沉降到所有試樣上，並使在一個試樣上凝聚的液滴不會再落到其他試樣上。溶液一般含氯化鈉0.5～20%；常用的含氯化鈉4～6%,pH為6.5～7.2(35℃)，即所謂中性鹽霧試驗溶液。在這種溶液中加入冰醋酸0.1～0.3%，pH達到3.1～3.3，即成為醋酸鹽霧試驗溶液。如再加入CuCl2·2H2O0.26g/L,即成為銅加速的醋酸鹽霧試驗溶液。鹽霧試驗主要用於產品質量檢驗和分類評級。

大氣暴露試驗 了解金屬和非金屬材料以及塗料和電鍍層抗大氣腐蝕性能的試驗。主要試驗設備是大氣曝曬架(圖5)，試片平面朝南,在海岸暴露時往往面向海洋。試片與垂直面成30°～45°角，大尺寸試片有時也垂直懸掛。一般通過稱重、表面觀察檢查、力學性能分析等確定試驗結果。

電化學測試 電位測量 通過測量金屬試樣與參比電極組成的原電池的電動勢確定金屬的穩態自然腐蝕電位、極化電位以及各種臨界電位。由此可以了解金屬腐蝕的狀態及其變化。

極化曲線測量 測量技術可分為兩類：①恆電流法（即控制電流法）。測定金屬的電極電位隨電流變化的函式關係，也包括在恆定電流條件下測定金屬的電極電位隨時間變化的充電曲線法。②恆電位法（即控制電位法）。測定流過金屬的電流隨金屬電極電位變化的函式關係，也包括在恆定電位條件下測定電流隨時間變化的試驗。通過極化曲線測量可以確定金屬腐蝕速度和研究腐蝕機理。

線性極化技術 20世紀50年代以來，發展出了著名的線性極化技術，它可以快速、簡便而靈敏地測定金屬的瞬時腐蝕速度。線性極化方程式（即Stern－Geary方程式為）：

式中Rp=(ΔE/ΔI)為極化電阻，ba和bc分別為陽極和陰極的塔菲爾常數。通常要求在金屬腐蝕電位附近的微小電位區間(如±10mV)中測定電位變化ΔE與電流變化ΔI的線性關係，由其斜率確定Rp，結合已知的或測定的常數ba和bc或B<值可求得腐蝕電流IK。進而通過法拉第定律可從腐蝕電流確定腐蝕速度。

參考書目

W. H. Ailor ed., Handbook on Corrosion Testing and Evaluation,John Wiley & Sons,New York,1971.

L.L. Shreir ed., Corrosion,Vol.Ⅰ～Ⅱ, 2nd ed.,Newnes Butterworths,London,1976.

ASTM, 1981 Annual Book of ASTM Standards,Part 10,1981.