第六章金属腐蚀试验方法.ppt

1、2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，1，第六章金属腐蚀试验方法第一节金属腐蚀试验任务和分类1，金属腐蚀试验任务任一项腐蚀研究和控制施工，不论最终目的，必须包括腐蚀试验、检验和监视。 总结表明，金属腐蚀试验主要有以下目的： 2020/7/23，西南石油学院贮藏研究所，2，1 .作为管理生产技术、控制产品品质的检验性试验。 例如不锈钢的晶间腐蚀试验。 2 .从现有金属和合金中选择适合在指定腐蚀介质下使用的材料。 3 .为指定的金属/介质系统选择适当的铟比特尔和最佳用量。 4 .对确定的金属/介质系统，估算金属的寿命。 5 .确定金属腐蚀造成介质污染的可能性和污染程度。 2020/7/23，

2、西南石油学院储藏研究所，3，6 .发生腐蚀事故时，调查原因，寻找解决问题的方法。 7 .选择有效的防腐措施，估计其效果。 8、开发发展新型耐腐蚀合金。 9 .间歇或连续监测站设备、石油气预处理车间设备的腐蚀状态，控制腐蚀的发生和发展。 10 .进行腐蚀反应历程和腐蚀规律的研究。 2020/7/23、西南石油学院储藏研究所，4、金属耐腐蚀性受材料要素和介质要素两方面的影响。 此外，还受到温度、系统几何形状和尺寸、金属与介质的相对运动、力学因素等的影响。 这些个元素的组合和变化构成了复杂的金属腐蚀条件和表达形式。 现实的腐蚀和腐蚀控制的课题相当复杂。 因此，不能将通用万能的试验方法和仪器用于所有的

3、试验目的。 只能根据腐蚀试验的具体目的和客观条件的可能性，选择现有或新的腐蚀试验方法、试验技术以及相应的仪器设备。 2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，5，2，试验方法分类依据各种金属材料和复杂多样的环境条件，使试验方法和仪器装置显得相对复杂。 通过分类，可以得到更明确的认识。 根据金属试样与环境介质的相互关系，可分为实验室试验、现场试验和实物试验3种。 根据试验方法的性质，可分为物理、化学、电化学三种。 根据试验结果，可分为定性和定量测定。 根据研究内容、试验手段或腐蚀类型，还可以进行其他各种分类。2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、6、第二节线路土壤腐食性调查1、土壤调查内

4、容1 .沿线土壤理化性质的调查主要项目有含水量、氧含量、PH值、氧化还原电势及土壤电阻率测定等。 2、调查沿线主要地形的主要内容包括丘陵、平地、沼泽地、河滩、池塘、水田、低地带及两种不同土壤边界地辖区和地形急剧变化的场所。 调查了2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、7，3 .管道附近其他金属构筑物电缆、水和气体管线、地下铁等金属构筑物的分布状况。 4 .调查沿线可能产生噪声影响的电源有轨及无轨电力动车组线路、高压输电线路及电站等“电源状况”，描述与线路相交的状况及平行段的长度、运行电压、最大负载电流等残奥仪表。 5 .阴极可以保护的电源的情况。 2020/7/23，西南石油学院贮藏研究

5、所，8，2，土壤埋藏性质实验室测定主要为含水量、氯元素络离子含量、硫酸根、水溶性总盐量、氧化还原电势、PH值、电极极化曲线、阴极极化曲线及罐管电解法等。 l .含水量的测定是一般的干燥法。 土壤中含有的水分在1052可以去除，有机质在这个温度下不会分解。 因此，通过在该温度下使土壤干燥，可以计算土壤的含水量。2020/7/23、西南石油学院贮藏研究所，9，2 .氧化还原电势测定土壤氧化还原电势，常以甘汞电极为参比电极，以铂电极为指示电极。参照图6l，两电极插入土时，在铂电极和介质的界面上存在电子转移，形成电位差，该差表示氧化还原系统收发电子的倾向，氧化还原电势是该倾向的定量指标。2020/7/

6、23、西南石油学院储藏研究所、10、图6l氧化还原电势测定装置l -个人手持式电话系统- 29a酸订2-铂电极； 3-饱和油汞电极4-“读取”开关5-“零点”电位器，2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，11，设备测得的两极间的电位差换算后才能得到氧化还原电势Eh。 修正公式为：式中的Eh7-PH=7时土壤的氧化还原电势、mv； Ep被测定的两极间的电位差、mv； Er饱和汞电极相对于标准氢电极的电位如表6-l所示的EPH比较方便，一般换算为PH=7时的电位值Eh。 PH值小于或大于7时，变化的1PH单位减少或增加60mv。2020/7/23、西南石油学院贮藏研究所、12、表6-l饱和汞

7、电极在不同温度下的电位值为标准氢电极、2020/7/23、西南石油学院贮藏研究所、13，3 .土壤容积重的测定和空隙率的补正算土壤容积重和土壤容积越大，空隙率越小，其结构越牢固表6-2土壤松弛与容积重、空隙率的关系、2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、14，a .土壤容积重按下式修正：式中rS土壤容积重、g/cm3； W1容积除土器内湿土质量，g； v容积取土器的容积，cm3； W2土壤含水量，%。 b .土壤空隙率的修正计算：式中的s土壤密度一般设定为S=2.65g/cm3。 2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、15、4 .电极极化曲线测定装置如图62所示。 在需要试验的土壤

8、中放入形状和大小相同、材质相同的管材作为2枚电极，其上10厘米2的面积用0号砂纸发光，其他部分和接头首先用漆酚蜡复盖，然后用残奥翅片和松香(l:1 )复盖。 两电极间距离为5mm，沿着管道每隔2Km左右插入地下1020cm的土壤中进行测量。 测定方法通过可变电阻调节施加电流的大小，测定腐蚀电池在不同的施加电流密度下，电极极化有稳定倾向时的两极间的电位差，曲线如图63所示。2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、16、图62尺极化曲线装置示意图、2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、17、图63不同土壤中的电极极化曲线、2020/7/23土壤含水量为20%。 电位差为500mV，电流密

9、度超过0.3mA/cm2时，腐食性变得严重。在同样的条件下，电流密度不足0.05mA/cm2时，腐食性弱。 5 .阴极极化曲线测定该方法也是电极根据不同的电流密度值判断土壤腐食性，不考虑阳极，只反映腐蚀电池的阴极过程。 2020/7/23，西南石油学院贮藏研究所，19，实验用辅助阳极为铂电极，参比电极为汞电极，试验材料为管材用钢，用o号砂纸进行光照的试验面积为10cm2。 试验土样从管道沿线采集，每隔510km采样一次，约2kg。 加入蒸馏水直至饱和，在室温条件下进行测定，测定阴极的电极电位为-0.85V对硫酸用电极)时的阴极电流密度。 测试装置如图64所示。2020/7/23、西南石油学院储

10、藏研究所、20、图6-4阴极化曲线试验装置a饱和水银极b一试验阴极c-辅助阳极； p-UT-9直流高电阻电位差修正，2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，21，6 .管罐电解法取自沿管路的土壤，放入铁元素罐，试验用管用酸洗除锈，水洗，干燥，平衡重，插入罐内的土中钢管连接6伏电池的正极取出钢管，除锈，称量。 补正重量减少，根据重量减少量判断土壤的腐食性。通过使用上述各测定结果进行综合分析可以区分土壤腐食性等级，其综合标准如表63所示。2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、22、图6-5管电缆电解法试验装置l-0.5升白铁元素罐2-研究的土壤3-C19的使用管道度如4-peel5- 6

11、伏特电以外，2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、23、表6-4 综合评价指标是综合考虑对金属腐蚀影响较大的土壤理化性质的评价指标。 目前国内外经常引用的是w贝克曼和w施温克(W.Bae ckman，WSchwenk )介绍的综合评估价值指标。 该指标评价方法首先评价土壤相关因素的细目，给出评价指数，然后累计这些个的评价指数，给出腐食性评价水平。 见表6-4和表6-5。2020/7/23、西南石油学院存储研究所、25、表64土壤腐食性评价、2020/7/23、西南石油学院存储研究所、26、表65土壤对铁元素钢鹰油的影响因素和评价价格发生扭曲，2020/7/判断悬浮电流的来源、方向、大小的

12、涂层另一方面，测量管地电位差测量管地电位差的常用仪器有高内阻的晶体管伏安法或20000/V的万用表，量程范围为02.OV。 测定方法如图66所示。2020/7/23、西南石油学院存储研究所、28、图6-6输油管道电位测定图像、2020/7/23、西南石油学院存储研究所、29、土壤介质测定一般以饱和硫酸铜电极为参比电极。 在测量管地电位时，饱和硫酸铜电极置于与金属管垂直的地面上，以降低土壤压降引起的误差。 为了使接触良好，请在设置电极之前使土壤湿润。 及时更换饱和硫酸铜电极，避免影响测量的精准性。 二、管路保护电流密度测量现场测量管路保护电流，比较简单的方法参照图6-7，在管路沿线取a、b、c、

13、d四点，根据钢的电阻率、管径、AB和CD的距离、管麦厚度修正AB管段和CD管段的电阻RAB和RCD，2020/7/23，西南石油学院6-7输油管道电流密度测定示意图，2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，31，以及取的测量4点管地电位VA、VB、VC的BC段的平均电流电，2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，32、3，测量绝缘层电阻的绝缘层电阻测量有两种方法擦拭法是沿着金属输油管道每隔一定距离测量约1米2的绝缘层面积的导电性，其计量资料只表示管上某一点的绝缘层电阻率。 在临时阴极保护站测定的绝缘层电阻率是测定某管道的电流和管道地电位差，进行间接换算，表示某管道的绝缘阻抗率的平均值。

14、 2020/7/23，西南石油学院贮藏研究所，33，1 .试布法测定方法参照图68，在事先用水冲洗的绝缘层表面涂上高岭土，然后在高岭土上预先浸泡过盐溶液的法兰绒擦拭布2、3圈，在擦拭布上加入特殊的压板，制成林布与配管根据测量的电流电压值，可以计算出涂抹高岭土膏的该防用绝缘层的电阻及单位面积的电阻率。、2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、34、图68用擦拭法测定绝缘层导电性图像、2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、35、图69用临时阴极保护站测定绝缘层的电区、2 .用临时阴极保护站法临时设置、2020 36、由于绝缘层的绝缘状况一般用电导表示，所以也可以用上述的配管电流测定方法测

15、定B.C处的电流IB和IC以及管地电位EB和IC以及管地电位EB和EC。 IB-IC侧是从BC段内的土壤经由绝缘层流入管路的电流，如果将BC段管路的平均电位设为(EB EC)/2，则BC的绝缘层电阻为2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，37，4，排流保护残奥计的测定是为了测定排流保护的500A的电流校正和电压校正实验装置投入后，测量了排流回路的电流值和排流点的管地电位差。 一般每隔1020分钟进行一次测量，将电流校正和电压校正的指示值记录在云同步中，测量一昼夜连续进行。2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、38、第四节技术装备腐蚀监测方法旨在掌握设备生产过程中的腐蚀规律，测定腐蚀

16、速率，估计寿命，预防事故的发生。 及时调整每个操作残奥表以降低腐蚀速率。 一、现场腐蚀试验方法腐蚀试验方法多，表66显示了一些常用的方法。2020/7/23、西南石油学院存储研究所、39、表66腐蚀测试方法、2020/7/23、西南石油学院存储研究所、40、2、生产装置腐蚀监测方法常用监测方法为工业硅片、电阻探针、氢探针1 .电阻探针电阻探头测量时无需去除试验片表面的腐蚀产物，无需取出试验片的介质，因此在生产中可连续测量指定部位的腐蚀率，直接从修正器读取腐蚀速率。 2020/7/23，西南石油学院贮藏研究所，41，灵敏度高，经过5小时可以测定0.1mm/a这样微小的腐蚀速率。 为了使来自电阻的

17、腐蚀率的补正变得容易，一般使用厚度0.1mm、宽度1.15mm的钢带和直径0.lmm的钢丝等带状的试验片。 电阻探针结构的示意图610。图6-10电阻探针结构的示意图1-露出测定电极2-电极密封件3-受保护的参比电极4-探针密封件5-表盘的指示6-放大器、2020/7/23、西南石油学院储藏研究所、42、均匀腐蚀的情况下，腐蚀深度h可以用下式修正。 带状试验片：(69 )、式中的h腐蚀深度、mm； a、b试验片的原始宽度和厚度，mm； RO试验片的初始电阻值Rx试验片腐蚀后的电阻值。 2020/7/23，西南石油学院储藏研究所，43，钢丝试件：式中rx试件腐蚀后电阻值，mm。 上2式中腐蚀深度换算成年腐蚀率：式中的c腐蚀速率、mm