1、1金属材料腐蚀检测常用方法概述摘要： 当前我国金属材料应用范围极其广泛，但金属材料的腐蚀一直是金属材料使用中的一大常见问题。在实际的生产实践中应根据具体情况，依据可靠性和适用性的原则选择合适的方法，从而达到高效、准确的检验目的。 关键词：金属腐蚀 检测 无损检测 电化学 1、腐蚀检测 腐蚀检测是对设备和构件的腐蚀状态、速度以及某些与腐蚀相关的参数进行测量。其主要目的是： 1）确定系统的腐蚀状况，给出明确的腐蚀诊断信息。 2）通过检测结果制定维护和维修策略、调节生产操作参数，从而控制腐蚀的发生与发展，使设备处于良性运行状态。 2、腐蚀检测的常用方法 腐蚀检测的方法主要有机械法、无损检测法以及电化
2、学法。随着现代检测技术的不断发展，各种新型的检测技术在腐蚀检测领域中的应用越来越广泛。 2.1 机械方法 机械方法主要包括表观检查、挂片法和警戒孔监视法等手段。 表观检查是最基本的腐蚀检查方法，一般是指用肉眼或低倍放大镜观察设备或试样的表面形态、环境介质的变化情况和腐蚀产物的状态；2挂片法是将装有试片的支架固定在设备内，在生产过程中经过一定时间的腐蚀后，取出支架和试片，进行表观检查和测定失重；警戒孔监视法是在设备或管道的腐蚀敏感部位的外壁上钻出一些精确深度的小孔，其深度使得剩余壁厚等于腐蚀裕量，或为腐蚀裕量的一部分，由于腐蚀或冲蚀的作用，使剩余壁厚逐渐减少，直至警戒孔处产生小的泄漏。此外还可用
3、“分级”警戒孔测量实际腐蚀速度。 2.2 无损检测方法检测现状 金属材料无损伤检测是通过利用声、光、热、电、磁等由于金属材料内部结构的形态以及变化所做出的反应进行检测，从而查明材料内部是否存在异常或者缺陷。以下就对几种常用无损伤检测方法的应用现状进行分析： 激光无损伤检测技术是指由于激光本身所具有的性能，通过给被测材料增加加使其产生形变，材料内部存在异常或者缺陷部位的形变量与正常部位存在差异，而此时激光可以将通过对检测材料施加荷载作用前后所形成的信息图像的叠加来反映其内部结构是否存在缺陷。但是激光无损伤检测技术的成本较高、安全性差，仍处于发展完善的阶段。目前激光无损伤检测主要应用于高温条件、不
4、易接近的样品以及超薄超细的样品检测下。例如热钢材的无损伤线检测、放射性样品的检测等。而且由于激光束可入射到检测材料的任何部位，可以用来检测金属材料形状不规则的样品。 渗透检测是利用毛细现象进行检测的一种无损检测方法，适用于各种金属和非金属材料，不受材质的限制，对材料表面的开口式缺陷（如3裂纹等）能进行有效检查，但是对于表面粗糙以及疏松多孔性材料，应用受到了一定的限制。 射线无损伤检测技术是通过利用 X 射线、射线以及中子射线等穿过检测材料时产生的强度衰减变化进行检测的方法。由于穿过检测材料的射线强度不同，可以反映出检测材料内部结构是否存在异常或者缺陷，一旦材料中存在缺陷就会破坏射线的连续性，而
5、这种不连续的射线在 X射线胶片上的感光程度也存在差异，然后呈现出不连续的图像信息。近年来射线无损伤检测技术的应用主要体现在对小型、复杂或者精密的金属铸件以及锻件，进行无损伤检验和尺寸测量，航空工业复合型型材料的检测以及金属组件结构的无损伤检测等。 红外检测主要是检测工件表面上由于缺陷处材料温度的变化。与腐蚀有关的现象如设备泄漏，传热设备结垢等都可以提供红外测量讯号。红外检测方法易受环境温度、局部空气扰动等条件的影响，一般只适用于检测蚀斑的分布，不适用于腐蚀发展速度的检测。 2.3 电化学方法 绝大多数腐蚀过程的本质是电化学性质的，在腐蚀机理研究、腐蚀试验及工业腐蚀监控中，广泛利用金属/电解质溶
6、液界面（双电层）的电性质。因此电化学测试技术己成为重要的腐蚀研究方法。 2.3.1 与电化学有关的探针技术 与电化学反应有关的探针技术主要包括电位探针、线性极化探针、电偶探针和电阻探针等技术。 电位探针技术是基于金属或合金的腐蚀电位与它们的腐蚀状态之间4存在着某种对应的特殊关系。由极化曲线或电位-pH 图可以得到电位监测结果所对应的材料的腐蚀状态。其优点是：可以在不改变金属表面状态、不扰乱生产体系的条件下从生产装置本身得到快速响应。电位法已在阴极保护系统监测中应用多年，并被用于确定局部腐蚀发生的条件，但它不能反映腐蚀速率。 电偶探针是利用零阻电流表测量浸于同一环境中的偶接金属之间流过的电偶电流
7、。利用电偶腐蚀探针可以灵敏地显示阳极金属的腐蚀速度。薄片状金属作为探头的电偶探针己用于混凝土腐蚀的监测。电偶探针除了测量双金属腐蚀外，还有其他更为广泛的应用如监测钝化膜的破坏情况、定性指示氧含量、缓蚀剂浓度或水质等影响材料腐蚀状态的参量。 电阻探针技术的适用范围较广，在气相、液相、导电和不导电的介质中均可应用，通过周期性地精确测量探针电阻的增加，就可以计算出金属的腐蚀速率。具有制作简单，成本低廉，适用性强等优点。但是在实际应用中只有当腐蚀量积累到一定程度，金属试片的电阻变化增大到了仪器测量的灵敏度，仪表或记录系统才会作出响应，因而反应时间长，不适用于监测局部腐蚀的情况。 2.3.2 场图像技术
8、 场图像技术（FSM）也被称为“电指纹法” 。它是将所有测量的电位同监测的初始值相比较，这些初始值代表了部件最初的形态，可以将它看成被测对象的“指纹” 。通过在给定范围进行相应次数的电位测量，可对局部现象进行监测和定位。与传统的腐蚀监测方法（探针法）相比， FSM 在操作上没有元件暴露在腐蚀、磨蚀、高温和高压环境中，没有将杂5物引入管道的危险，不存在监测部件损耗问题，在进行装配或发生误操作时没有泄漏的危险。其敏感性和灵活性要比大多数非破坏性试验好。此外还可以对不能触及部位进行腐蚀监测，例如对具有辐射危害的核能发电厂设备的危险区域裂纹的监测等。 2.3.3 电化学噪声（EN）技术 近年来电化学噪
9、声技术作为一门新兴的实验手段在腐蚀与防护科学领域得到了长足的发展。研究表明电化学腐蚀活性越高，则噪声水平也就越高的在 0.5mol/LNa2SO4+510-3mol/LH2SO4 溶液中，研究了 AISI。此外，电化学噪声水平还与材料的破坏形式和变形阶段有关，据试验结果显示拉伸条件下的钢的低频显示为白噪声，电位的波动幅值与试样的拉伸程度有关。随着拉伸程度的增加，噪声的能谱密度（PSD）增加。在钢的弹性阶段的噪声水平很低，随着拉伸，噪声水平增加。 电化学噪声技术是一种原位的监测技术，在测量过程中无须对被测电极施加可能改变电极腐蚀过程的外界扰动。还可以监测诸如均匀腐蚀、孔蚀、裂蚀、应力腐蚀开裂多种类型的腐蚀，并且能够判断金属腐蚀的类型。但目前对这项技术的通用性仍存在较多的异义，并且数据的解析相对比较复杂，需要丰富的专业知识来解释原始噪声记录。 3、结语 综上所述，金属材料由于其广泛的用途，其结构性能也越来越受到人们的关注，只有在确保材料完整结构稳固的情况下才能够发挥其最大的功用。而无损伤检测方法是利用声、光、热、磁等对检测材料内部结构的反应变化、查明材料是否存在缺陷，近年来随着对无损伤检测技术6的研究，微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步，这些新的技术将极大的推动金属材料无损检测技术的发展。
