2025 不锈钢缝隙腐蚀电化学试验方法

GB/T13671—2025

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

原理

4………………………2

试验仪器

5…………………2

试样制备

6…………………2

试验条件

7…………………3

试验步骤

8…………………3

试验报告

9…………………6

附录资料性人工缝隙夹具

A()…………7

Ⅰ

GB/T13671—2025

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件代替不锈钢缝隙腐蚀电化学试验方法与相比

GB/T13671—1992《》,GB/T13671—1992,

除结构调整和编辑性改动外主要技术变化如下

,:

更改了适用范围见第章年版的第章

a)(1,19921);

增加了点蚀电位预选钝化电位诱发缝隙腐蚀电位缝隙腐蚀再钝化电位的术语和定义

b)“”“”“”“”

见

(3.1~3.4);

更改了试验方法的原理见第章年版的第章

c)(4,19923);

更改了试验仪器的技术要求见第章年版的第章

d)(5,19924);

更改了试样尺寸的要求见年版的更改了试样的导线连接方式见年

e)(6.1,19925.1),(6.6,1992

版的

5.6);

增加了可以根据客户要求使用其他浓度和温度的试验溶液的规定见

f)(7.1);

增加了点蚀电位的测量见

g)(8.1);

增加了装配缝隙试样旋紧夹具的扭矩力的数值见

h)(8.3);

更改了诱发缝隙腐蚀电位的选择标准诱发缝隙腐蚀描述电流密度时间曲线和图见

i)、、-4(8.5,

年版的

19927.5);

更改了关于缝隙腐蚀试样再钝化的描述和电流密度时间曲线见年版的

j)-(8.6,19927.6);

更改了重新诱发缝隙腐蚀的电位选择标准见年版的

k)(8.7,19927.7);

更改了预选钝化电位的选择标准见年版的

l)(8.8,19927.8);

更改了试验报告内容中关于试样信息的记录增加了试验报告内容中关于试验条件和点蚀电

m),

位的记录见第章年版的第章

(9,19928)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国海洋船标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC12)。

本文件起草单位洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所中国船级社武汉

:()、

分社

。

本文件主要起草人张慧霞刘雪辉罗兴郝福耀陈晨胡宏伟隋永强李相波侯健许立坤

:、、、、、、、、、、

邢少华郑国华

、。

本文件于年首次发布本次为第一次修订

1992,。

Ⅲ

GB/T13671—2025

不锈钢缝隙腐蚀电化学试验方法

1范围

本文件描述了不锈钢缝隙腐蚀电化学试验方法的原理规定了试验仪器试样制备试验条件试验

,、、、

步骤和试验报告内容

。

本文件适用于评价不锈钢在氯化物环境中的抗缝隙腐蚀性能特别适用于不同牌号或不同表面状

,

态的不锈钢比较本文件还适用于评价人体外科植入不锈钢及其他钝性金属材料的抗缝隙腐蚀性能

。。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

化学试剂硝酸

GB/T626

化学试剂氯化钠

GB/T1266

金属和合金的腐蚀术语

GB/T10123

金属和合金的腐蚀不锈钢在氯化钠溶液中点蚀电位的动电位测量方法

GB/T17899—2023

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T10123。

31

.

点蚀电位pittingpotential

E

b100

在不锈钢表面上能引起点蚀电流密度为2时的电极电位值

、100μA/cm。

32

.

预选钝化电位presetpassivationpotential

Ei

不锈钢能够发生钝化的预设电极电位值

。

注i为自然数

:。

33

.

诱发缝隙腐蚀电位inducedcrevicecorrosionpotential

E

icc

能够诱发不锈钢发生缝隙腐蚀的电极电位

。

注诱发缝隙腐蚀电位不负于点蚀电位

:。

34

.

缝隙腐蚀再钝化电位repassivationpotentialforcrevicecorrosion

E

rpc

不锈钢发生缝隙腐蚀后再钝化的最正电位

。

1

GB/T13671—2025

4原理

用规定的人工缝隙夹具将2的不锈钢试验面与尼龙网构成人工缝隙在恒温的测试溶液中用

1cm,,

恒电位法使其极化到诱发缝隙腐蚀电位诱发不锈钢缝隙腐蚀试样诱发缝隙腐蚀后立即将电位降至

,。,

某一预选钝化电位如果在该电位下不锈钢对缝隙腐蚀敏感腐蚀将继续发生反之试样将再钝化以

,,;,。

缝隙腐蚀表面能够再钝化的最正电位为判据评价材料的抗缝隙腐蚀性能

,。

5试验仪器

51宜使用的电化学工作站能够将电极电位控制在给定值范围内1114数量级的

.:±1mV,10Ω~10Ω

高输入阻抗能够检测出的电位变化电流测量的最大误差值在范围内

;1.0mV;±0.5%。

52人工缝隙夹具包括夹具和压盖垫片尼龙网和玻璃珠见附录

.,、、,A。

53电解池应选择在规定试验条件下耐腐蚀性能稳定的绝缘材料如玻璃电解池有机玻璃或

.、,、(PMMA)

聚四氟乙烯电解池等

(PTPE)。

54恒温水浴装置温度应能控制在给定值

.,±1℃。

55辅助电极应为导电良好的惰性材料宜使用铂电极辅助电极面积应不小于工作电极面积

.,,。

56参比电极应放置在电解池外部处于环境温度下通过鲁金毛细管盐桥与电解池相连推荐使

.,,()。

用饱和甘汞电极或饱和银氯化银电极

(SCE)/(sat.SSCE)。

6试样制备

61试样尺寸工作面积为2宜选用尺寸直径为的圆柱试样厚度为

.:1.0cm,11.3mm,2mm~10mm;

也可根据客户要求采用其他适宜尺寸

。

62试验坯料化学成分热处理工艺及性能等应与使用状态一致

.、。

63试样采用机械加工线切割等方式制备平行试样应不少于个

.、。3。

64试验面及与其毗邻的周面用砂纸由粗到细逐级打磨最后用目粒度为的砂

.,,600(10m~14m)

纸打磨并脱脂μμ

。

65用符合的分析纯硝酸配制质量分数为的硝酸溶液将试样浸入的硝

.GB/T62620%~30%,60℃

酸溶液中钝化

1h。

66用锡焊点焊或螺钉连接等方式在试验面的反面连接测量导线并应在连接完导线后进行电导通

.、,

测量使试样测试表面和导线的导通良好

,。

67用环氧树脂或其他绝缘树脂镶嵌试样暴露2的试验面见图

.,1.0cm(1)。

标引序号说明

:

试样塑料管

1———;3———;

绝缘树脂导线

2———;4———。

图1镶嵌试样

2

GB/T13671—2025

68最后用目粒度为或以上的砂纸打磨试验面并依次用无水乙醇和丙酮清洗

.600(10μm~14μm),。

试样打磨应在试验进行前内完成试验前应采取措施防止试样表面污染

1h。,。

7试验条件

71试验溶液为的氯化钠溶液用符合规定的分析纯氯化钠溶于的蒸

.3.5%,GB/T126635g965mL

馏水或去离子水中配制而成试验在标准大气压下进行试验温度为也可根据客户要求

。,30℃±1℃。

使用其他浓度和温度的试验溶液

。

72外科植入不锈钢的试验溶液为的氯化钠溶液试验温度为

.9g/L,37℃±1℃。

8试验步骤

81按的规定确定试验材料在测试体系中的点蚀电位E试验过程中无需对溶

.GB/T17899—2023b100,

液进行除氧处理

。

82控制恒温水浴装置使试验溶液的温度恒定在试验条件要求的温度

.,。

83装配缝隙试样装配前先将尼龙网和垫片在试验溶液中浸润然后将试样放入夹具内同时将浸润

.:,,

过的尼龙网和垫片依次压在试验面上再放入玻璃珠最后用扭矩扳手旋紧夹具压盖见图扭矩力

,,(2),

为

20N·m。

标引序号说明

:

夹具压盖

1———;

夹具座

2———;

玻璃珠

3———;

垫片

4———;

尼龙网

5———;

镶嵌试样

6———。

图2人工缝隙试样装配图

84将装配好的试样辅助电极及参比电极放入电解池试验溶液中使用如图所示的鲁金毛细管

.、。3

盐桥鲁金毛细管尖端定位在距离测试电极表面最近位置连接测量导线测量接线方式见图

(),。(3)。

后测量并记录试样的自腐蚀电位

1h。

3

GB/T13671—2025

标引序号说明

:

鲁金毛细管盐桥

1———();

辅助电极

2———;

电解池

3———;

参比电极

4———;

电化学工作站

5———;

试样

6———。

图3测量接线示意图

85诱发缝隙腐蚀在诱发缝隙腐蚀电位E下进行恒电位极化监测试样在E下的电流密度时间

.:icc,icc-

曲线电流密度随时间增加表示缝隙腐蚀发生见图中曲线曲线具体步骤如下

。,4a~d,。

电流密度达到2见图中曲线立即将电位降至第一个预选钝化电位E即自

a)500μA/cm(4a),1(

腐蚀电位

)。

电流密度未达到2但电流密度随时间增加见图中曲线或电流密度迅速减

b)500μA/cm,(4b),

小然后增加或维持在大于2的某电流密度值见图中曲线和曲线持续

4μA/cm(4cd),20s

后将电位降至E

1。

电流密度在开始内很小小于2或随时间减小见图中曲线延长诱发缝隙

c)20s(4μA/cm)(4e),

腐蚀时间在延长期内发生缝隙腐蚀分别按步骤或的规定进行如延续至仍不

。,a)b);15min

发生缝隙腐蚀则终止试验

,。

标引序号说明

:

发生缝隙腐蚀曲线

a、b、c、d———;

未发生缝隙腐蚀曲线

e———。

图4诱发缝隙腐蚀的电流密度-时间曲线

4

GB/T13671—2025

86缝隙腐蚀试样再钝化诱发缝隙腐蚀成功的试样电位降到第一个预选钝化电位E后监测电流

.:,1,

密度时间曲线确定试样是否钝化再钝化的标志是电流密度随时间减小或电流密度很小不

-15min,。(

大于2见图反之如果电流密度随时间增加大于2见图中曲线和曲线

2μA/cm,5);,(2μA/cm,6ab)

或电流密度很大大于2见图中曲线表示没有钝化缝隙腐蚀在继续发生随后步骤

(4μA/cm,6c),,。

如下

:

如果试样发生钝化则重新将电位升至E诱发缝隙腐蚀

a),icc,;

如果试样未钝化缝隙腐蚀继续发展即在E不能再钝化则终止试验

b),,1,。

图5缝隙腐蚀试样再钝化的电流密度-时间曲线

图6缝隙腐蚀试样未钝化的电流密度-时间曲线

87重诱发缝隙腐蚀按操作后再将电位负移至第个预选钝化电位E预选钝化E的选取

.(8.5),22。2

推荐使用二分法E与E的中间值即为第个预选钝化电位E

,icc122。

88在第个预选电位E重复步骤如果发生钝化则缝隙腐蚀再钝化电位E大于E二分

.22,8.6。,rpc2,

法向正的方向进行如果未发生钝化E小于E二分法向负的方向进行当两个预选电位的逼近区

;,rpc2,。

5

GB/T13671—2025

间小于且较正的电位预选电位Ei下未发生钝化较负的Ei下钝化则终止试验记录较负的

10mV,,,,

Ei即为缝隙腐蚀再钝化电位E

rpc。

89采用电化学工作站分别在诱发缝隙腐蚀电位E和预选钝化电位Ei下进行恒电位极化实现试

.icc,

样的缝隙腐蚀诱发或再钝化

。

810缝隙腐蚀再钝化电位确定后终止试验从测试溶液中取出试样用蒸馏水或去离子水冲洗再依

.,,,

次用无水乙醇和丙酮清洗然后在空气中晾干或冷风吹干在放大倍数不小于倍的显微镜下观察试

,。20

验面有无腐蚀记录试样表面形貌

,。

9试验报告

试验报告应包括以下内容

:

试样的牌号或名称表面状态测试溶液溶液溶氧量值和温度等

a)、、、、pH