ASTM G71 电解液中电偶腐蚀试验的实施与评价

ASTM G71 电解液中电偶腐蚀试验的实施与评价

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的 ASTM G71《电解液中电偶腐蚀试验的实施与评价标准指南》涵盖了在低流速条件下,电解液中两种不同金属电接触时,电偶腐蚀试验的操作和评价,用于表征其腐蚀行为。该标准适用于锻造或铸造金属及合金。

ASTM G71 电解液中电偶腐蚀试验的实施与评价

本指南涵盖了表征电解液中电偶行为的材料选择、样品制备、测试环境、暴露方法和结果评估。

本指南的目的是提供有关在电解液中电接触金属发生电偶腐蚀的信息,该电解液的流速不足以引起冲蚀腐蚀或空化。

ASTM G71 标准描述了设计、实施和解释实验室及现场试验的推荐程序,这些试验用于评估暴露于导电电解质中的不同金属之间的电偶腐蚀。该标准有助于工程师选择合适的试验方法、制备样品、控制环境条件、测量电偶电流并解释由此产生的腐蚀行为。

ASTM G71 标准广泛应用于以下领域:

  • 汽车
  • 航空航天
  • 海洋工程
  • 石油和天然气
  • 化学加工
  • 施工
  • 电子产品
  • 可再生能源

本标准中的建议在潮湿或腐蚀性环境中不同金属混合使用的任何情况下都很有价值。

在以下情况下会发生电偶腐蚀:

  • 当两种不同的金属发生电连接时
  • 当两种金属暴露于相同的电解质(例如水、海水、湿气或盐溶液)中时
  • 当它们之间存在电势差时

在这种情况下,

  • 活性较低的金属则用作阳极。
  • 更惰性的金属成为阴极。
  • 阳极金属的腐蚀速度更快。

例如:

  • 铝与不锈钢粘合。
  • 铝结构中的钢制紧固件。
  • 铜管与镀锌钢管粘合。
  • 镁合金部件与钢材结合。

了解电偶腐蚀至关重要,因为它常常在均匀腐蚀变得明显之前就导致局部失效。

ASTM G71 标准可以帮助工程师解决以下问题:

  • 评价金属的电偶相容性。
  • 比较材料组合
  • 测量电流。
  • 评估腐蚀严重程度。
  • 评估环境影响
  • 涂层和防护系统评估。
  • 产品开发过程中辅助材料的选择。

ASTM G71 标准并未定义合格/不合格标准,而是提供了科学认可的、用于生成可靠腐蚀数据的途径。该标准涵盖以下内容:

  • 实验室电偶腐蚀试验
  • 现场暴露试验
  • 电化学测量
  • 电流监测
  • 体重减轻测量
  • 腐蚀电位测量
  • 环境模拟
  • 准备测试样品
  • 数据解读

ASTM G71 标准适用于以下领域:

  • 金属
  • 金属涂层
  • 表面处理金属
  • 紧固件
  • 来源链接
  • 机械部件

电偶腐蚀的严重程度取决于几个相互作用的因素:

  • 电极电位差:较大的电位差通常会增加电流。例如,
    • 镁钢:风险极高。
    • 铝钢:中等风险
    • 不锈钢-钛合金:低风险。
  • 电解液电导率:高电导率的电解液会加剧腐蚀。例如,
    • 海水
    • 道路盐
    • 工业冷却水

低导电性介质通常可以减少电化学腐蚀。

  • 面积比:本标准讨论的最重要的概念之一是阴极-阳极面积比:
    • 大阴极+小阳极:腐蚀非常严重。
    • 小阴极+大阳极:腐蚀速率大大降低。

例如,

    • 铝板上的小钢铆钉
    • 一块大型不锈钢板固定在一个小铝制支架上。

第二个例子会带来更大的电化学风险。

  • 温度:温度升高通常会导致以下情况增加:
    • 反应速率
    • 电解质电导率
    • 腐蚀电流
  • 氧气供应:溶解氧有利于阴极反应。通风不良的环境与富氧环境相比,会产生不同的腐蚀机制。

ASTM G71 标准涵盖了多种测试方法:

  • 浸泡试验:将样品浸入以下溶液中:
    • 氯化钠溶液
    • 人工海水
    • 工业过程流体
    • 淡水
    • 冷却水

在整个暴露期间,粘合的金属始终保持电连接。

  • 电化学测量:本标准建议进行以下测量:
    • 电流
    • 电流势
    • 开路电位
    • 极化行为

这些测量结果提供了有关腐蚀活动的定量信息。

  • 失重试验:腐蚀速率可通过以下方法测定:
    • 清洗样品
    • 暴露前测量质量
    • 暴露后测量质量
    • 计算材料损耗。

重量减轻是评估长期腐蚀最可靠的方法之一。

  • 现场测试:实验室测试可能无法准确反映实际使用环境。因此,ASTM G71 标准鼓励尽可能进行现场测试。例如,
    • 海洋结构
    • 海上平台
    • 超链接
    • 汽车零部件
    • 飞机部件

可靠的结果需要一致的样品制备方法。关键考虑因素包括:

  • 表面处理
  • 清洁过程
  • 表面粗糙度
  • 外形尺寸
  • 金属成分
  • 电气连接质量
  • 边缘处理

样品制备不当会显著影响腐蚀结果。

ASTM G71 标准建议从环境因素的角度检查以下方面:

  • 电解质化学
  • 盐浓度
  • pH值
  • 温度
  • 溶解氧
  • 流量
  • 接触时间
  • 湿度(用于大气测试)

环境一致性提高了测试结果的可重复性和可再现性。

ASTM G71 标准下的常见测量方法包括以下几种:

  • 电流
  • 腐蚀电位
  • 体重减轻
  • 腐蚀速率
  • 表面外观
  • 坑深
  • 缝隙腐蚀
  • 本地攻击
  • 腐蚀产物的形成

ASTM G71 标准强调,仅凭电偶电流无法预测使用寿命。工程师应结合以下因素评估测试结果:

  • 环境条件
  • 材料几何形状
  • 面积比
  • 表面状况
  • 接触时间
  • 腐蚀形貌
  • 机械载荷
  • 保护涂层

ASTM G71 标准广泛应用于以下领域:

  • 汽车:
    • 铝制车身面板
    • 钢制紧固件
    • 电池外壳
    • 电动汽车底盘
    • 冷却系统
  • 航空航天:
    • 铝合金
    • 钛结构
    • 复合金属连接
    • 起落架组件
  • 海洋:
    • 船体
    • 螺旋桨
    • 海上平台
    • 海水管道
    • 紧固件
  • 建筑:
    • 结构钢
    • 屋顶系统
    • 幕墙
    • 锚
    • 超链接
  • 石油和天然气:
    • 流水线
    • 热交换器
    • Vanalar
    • 压力容器
    • 海上设备

ASTM G71 标准经常与其他腐蚀标准一起使用,包括:

  • ASTM G1 腐蚀试验试样的制备、清洗和评价。
  • ASTM G3 电化学测量技术
  • ASTM G5 动电位极化试验
  • ASTM G31 实验室浸泡腐蚀试验
  • ASTM G44 含氯化物介质中金属的替代浸泡试验。
  • ASTM G59 极化电阻测量
  • ASTM G102 根​​据电化学测量计算腐蚀速率。

这些标准共同构成了一个全面的腐蚀评估框架。

多年来,凭借我们经验丰富的专业团队,我们始终关注客户需求,提供先进的测试服务,并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下,我们也提供符合ASTM G71标准的测试服务。

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