材料及制品(腐蚀试验)检测
材料及制品在服役过程中常面临各种环境(如大气、海水、工业介质、土壤等)的侵蚀作用,腐蚀是其失效的主要形式之一,直接影响产品的安全性、可靠性和使用寿命。腐蚀试验检测是通过模拟或加速材料在实际环境中可能遭遇的腐蚀条件,系统评估其耐腐蚀性能、预测服役寿命、筛选防护工艺及质量控制的关键手段。该检测对于航空航天、海洋工程、石油化工、汽车制造、电力设施、医疗器械等众多工业领域至关重要,是保障材料选型合理、产品设计优化、延长使用寿命的核心环节。
主要检测项目
腐蚀试验检测涵盖广泛的评价维度,主要包括:
- 均匀腐蚀速率测定:评估材料整体表面在腐蚀介质中的平均失重或增重速率。
- 局部腐蚀评价:包括点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂(SCC)、腐蚀疲劳、氢脆等的敏感性测试及形貌分析。
- 电化学性能测试:如开路电位(OCP)、极化曲线(动电位扫描)、电化学阻抗谱(EIS)、恒电位/恒电流测试等,用于研究腐蚀机理和动力学参数。
- 环境适应性试验:如盐雾试验(NSS, AASS, CASS)、湿热试验、二氧化硫(SO₂)试验、循环腐蚀试验(CCT)、模拟海水/土壤浸泡试验等,模拟特定严酷环境。
- 涂层/镀层耐蚀性评估:评价防护层(如油漆、电镀层、转化膜、热喷涂涂层)的附着力、耐盐雾性、耐候性、耐化学品性等。
关键检测仪器
腐蚀试验的准确性与可靠性高度依赖于先进的检测设备:
- 盐雾试验箱:用于进行中性盐雾(NSS)、醋酸盐雾(AASS)、铜加速醋酸盐雾(CASS)等加速腐蚀试验。
- 恒温恒湿箱/湿热试验箱:模拟高温高湿环境,评估材料及涂层的耐湿热老化性能。
- 气体腐蚀试验箱:用于含SO₂、H₂S、Cl₂、NOx等腐蚀性气体的环境模拟试验。
- 电化学工作站:核心设备,用于测量电位、电流、阻抗等电化学参数,进行极化曲线、EIS、腐蚀速率计算等测试。
- 浸泡试验装置:用于材料在特定溶液(酸、碱、盐、模拟海水/土壤溶液等)中长期浸泡试验。
- 应力腐蚀开裂(SCC)试验机:如恒载荷试验机、U型弯、C型环试验装置等,评价材料在应力和腐蚀介质共同作用下的开裂敏感性。
- 显微镜(光学/电子显微):用于观察腐蚀形貌、点蚀深度、裂纹扩展、晶间腐蚀特征等。
- 表面分析仪器:如X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微镜等,用于腐蚀产物成分分析、微观结构表征和三维形貌测量。
常用检测方法
依据评价目的和标准要求,采用不同的检测方法:
- 失重/增重法:最经典、直观的方法,通过测量试样腐蚀前后的质量变化计算平均腐蚀速率。
- 电化学测试法:
- 极化曲线法:通过施加变化的电位测量电流响应,得到腐蚀电流密度(Icorr)、Tafel斜率,计算腐蚀速率,判断腐蚀类型。
- 电化学阻抗谱(EIS):施加小幅交流信号,测量阻抗随频率的变化,用于研究腐蚀界面过程、涂层防护性能、缓蚀剂效率等,提供丰富界面信息。
- 加速环境试验法:
- 盐雾试验:(如NSS, AASS, CASS)是最广泛使用的加速腐蚀试验方法之一。
- 循环腐蚀试验(CCT):模拟真实环境中的干/湿交替、温度变化、污染物沉积等多因素协同作用,结果更接近实际。
- 湿热试验:评估材料在潮湿高温环境下的耐蚀性和涂层附着力。
- 局部腐蚀评价方法:
- 点蚀评价:测量点蚀深度、密度,计算点蚀因子。
- 晶间腐蚀评价:如草酸电解侵蚀试验(奥氏体不锈钢)、硫酸-硫酸铜试验(铜合金)、硝酸试验等,结合金相观察。
- 应力腐蚀开裂(SCC)评价:采用慢应变速率试验(SSRT)、恒载荷/恒变形试验、U型弯曲试验等。
依据的检测标准
腐蚀试验需严格遵循国内外相关标准,确保测试结果的可比性和权威性。常用标准体系包括:
- 国际标准(ISO):
- ISO 9227: 人造气氛腐蚀试验 - 盐雾试验
- ISO 16701: 金属和合金的腐蚀 - 人工大气中的腐蚀 - 加速腐蚀试验,涉及循环暴露于盐雾、“干燥”和“湿润”条件
- ISO 11845: 金属和合金的腐蚀 - 腐蚀试验的一般原则
- ISO 11130: 金属和合金的腐蚀 - 交替浸入试验
- ISO 17475: 电化学测试方法 恒电位和动电位极化测量导则
- 美国材料与试验协会标准(ASTM):
- ASTM B117: 操作盐雾(雾)装置的标准实施规程
- ASTM G31: 金属实验室浸没腐蚀试验的标准指南
- ASTM G5: 动电位阳极极化测量的标准参考方法
- ASTM G59: 用于进行动电位极化电阻测量的标准试验方法
- ASTM G61: 测量循环动电位极化曲线以确定局部腐蚀敏感性的标准试验方法
- ASTM G102: 根据电化学测量计算腐蚀速率和相关信息的标准实施规程
- ASTM G34: 2XXX和7XXX系铝合金剥落腐蚀敏感性的标准试验方法(EXCO试验)
- ASTM G48: 不锈钢和相关合金使用三氯化铁溶液测定点蚀和缝隙腐蚀抗力
- ASTM G36: 奥氏体不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀开裂的标准试验方法
- 中国国家标准(GB/T):
- GB/T 10125: 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验
- GB/T 6461: 金属基体上金属和其他无机覆盖层 经腐蚀试验后的试样和试件的评级
- GB/T 24195: 金属和合金的腐蚀 酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验
- GB/T 15970: 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验
- GB/T 18590: 金属和合金的腐蚀 点蚀评定方法
- GB/T 4334: 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法系列
- GB/T 24196: 金属和合金的腐蚀 电化学试验方法
通过科学严谨的腐蚀试验检测,结合项目需求选择合适的仪器、方法和标准,能够为材料研发、产品设计、工艺优化、质量控制和失效分析提供坚实可靠的数据支撑,有效提升材料和制品在复杂腐蚀环境中的服役性能和安全性。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日