ASTM G71 電解液中電偶腐蝕試驗的實施與評價

ASTM G71 電解液中電偶腐蝕試驗的實施與評價

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的 ASTM G71《電解液中電偶腐蝕試驗的實施與評估標準指南》涵蓋了在低流速條件下,電解液中兩種不同金屬電接觸時,電偶腐蝕試驗的操作和評價,用於表徵其腐蝕行為。本標準適用於鍛造或鑄造金屬及合金。

ASTM G71 電解液中電偶腐蝕試驗的實施與評價

本指南涵蓋了表徵電解液中電偶行為的材料選擇、樣品製備、測試環境、暴露方法和結果評估。

本指南的目的是提供有關在電解液中電接觸金屬發生電偶腐蝕的信息,該電解液的流速不足以引起沖蝕腐蝕或空化。

ASTM G71 標準描述了設計、實施和解釋實驗室及現場試驗的建議程序,這些試驗用於評估暴露於導電電解質中的不同金屬之間的電偶腐蝕。此標準有助於工程師選擇合適的試驗方法、製備樣品、控制環境條件、測量電偶電流並解釋由此產生的腐蝕行為。

ASTM G71 標準廣泛應用於以下領域:

  • 汽車
  • 航空航天
  • 海洋工程
  • 石油和天然氣
  • 化學加工
  • 施工
  • 電子產品
  • 可再生能源

本標準中的建議在潮濕或腐蝕性環境中不同金屬混合使用的任何情況下都很有價值。

在下列情況下會發生電偶腐蝕:

  • 當兩種不同的金屬發生電連接時
  • 當兩種金屬暴露於相同的電解質(例如水、海水、濕氣或鹽溶液)時
  • 當它們之間存在電位差時

在這種情況下,

  • 活性較低的金屬則用作陽極。
  • 更惰性的金屬成為陰極。
  • 陽極金屬的腐蝕速度較快。

例如:

  • 鋁與不銹鋼黏合。
  • 鋁結構中的鋼製緊固件。
  • 銅管與鍍鋅鋼管黏合。
  • 鎂合金部件與鋼材結合。

了解電偶腐蝕至關重要,因為它常常在均勻腐蝕變得明顯之前就導致局部失效。

ASTM G71 標準可以幫助工程師解決以下問題:

  • 評價金屬的電偶相容性。
  • 比較材料組合
  • 測量電流。
  • 評估腐蝕嚴重程度。
  • 評估環境影響
  • 塗層和防護系統評估。
  • 產品開發過程中輔助材料的選擇。

ASTM G71 標準並未定義合格/不合格標準,而是提供了科學認可的、用於產生可靠腐蝕數據的途徑。該標準涵蓋以下內容:

  • 實驗室電偶腐蝕試驗
  • 現場暴露試驗
  • 電化學測量
  • 電流監測
  • 體重減輕測量
  • 腐蝕電位測量
  • 環境模擬
  • 準備測試樣品
  • Veri yorumlama

ASTM G71 標準適用於以下領域:

  • 金屬
  • 金屬塗層
  • 表面處理金屬
  • 扣件
  • 來源連結
  • 機械部件

電偶腐蝕的嚴重程度取決於幾個相互作用的因素:

  • 電極電位差:較大的電位差通常會增加電流。例如,
    • 鎂鋼:風險極高。
    • 鋁鋼:中度風險
    • 不銹鋼-鈦合金:低風險。
  • 電解液電導率:高電導率的電解液會加劇腐蝕。例如,
    • 海水
    • 道路鹽
    • 工業冷卻水

低導電性介質通常可以減少電化學腐蝕。

  • 面積比:本標準討論的最重要的概念之一是陰極-陽極面積比:
    • 大陰極+小陽極:腐蝕非常嚴重。
    • 小陰極+大陽極:腐蝕速率大大降低。

例如,

    • 鋁板上的小鋼鉚釘
    • 一塊大型不銹鋼板固定在一個小鋁製支架上。

第二個例子會帶來更大的電化學風險。

  • 溫度:溫度升高通常會導致以下情況增加:
    • 反應速率
    • 電解質電導率
    • 腐蝕電流
  • 氧氣供應:溶氧有利於陰極反應。通風不良的環境與富氧環境相比,會產生不同的腐蝕機制。

ASTM G71 標準涵蓋了多種測試方法:

  • 浸泡試驗:將樣品浸入下列溶液中:
    • 氯化鈉溶液
    • 人工海水
    • 工業製程流體
    • 淡水
    • 冷卻水

在暴露期間,結合的金屬始終保持電力連接。

  • 電化學測量:本標準建議以下測量:
    • 電流
    • 電流勢
    • 開路電位
    • 極化行為

這些測量結果提供了有關腐蝕活動的定量資訊。

  • 失重試驗:腐蝕速率可透過以下方法測定:
    • 清洗樣品
    • 暴露前測量質量
    • 暴露後測量質量
    • 計算材料損耗。

重量減輕是評估長期腐蝕最可靠的方法之一。

  • 現場測試:實驗室測試可能無法準確反映實際使用環境。因此,ASTM G71 標準鼓勵盡可能進行現場測試。例如,
    • 海洋結構
    • 海上平台
    • 超鏈接
    • 汽車零部件
    • 飛機部件

可靠的結果需要一致的樣品製備方法。關鍵考慮因素包括:

  • 表面處理
  • 清潔過程
  • 表面粗糙度
  • 尺寸
  • 金屬成分
  • 電氣連接品質
  • 邊緣處理

樣品製備不當會顯著影響腐蝕結果。

ASTM G71 標準建議從環境因素的角度檢視以下方面:

  • 電解質化學
  • 鹽濃度
  • pH值
  • 溫度
  • 溶解氧
  • 流量
  • 接觸時間
  • 濕度(用於大氣測試)

環境一致性提高了測試結果的可重複性和可重現性。

ASTM G71 標準下的常見測量方法包括以下幾種:

  • 電流
  • 腐蝕電位
  • 體重減輕
  • 腐蝕速率
  • 表面外觀
  • 坑深
  • 縫隙腐蝕
  • 本地攻擊
  • 腐蝕產物的形成

ASTM G71 標準強調,僅憑電偶電流無法預測使用壽命。工程師應結合以下因素評估測試結果:

  • 環境條件
  • 材料幾何形狀
  • 面積比
  • 表面狀況
  • 接觸時間
  • 腐蝕形貌
  • 機械載重
  • 保護塗層

ASTM G71 標準廣泛應用於以下領域:

  • 汽車:
    • 鋁製車身面板
    • 鋼製緊固件
    • 電池外殼
    • 電動汽車底盤
    • 冷卻系統
  • 航空航天:
    • 鋁合金
    • 鈦結構
    • 複合金屬連接
    • 起落架組件
  • 海洋:
    • 船體
    • 螺旋槳
    • 海上平台
    • 海水管道
    • 扣件
  • 建築:
    • 結構鋼
    • 屋頂系統
    • 帷幕牆
    • 錨
    • 超鏈接
  • 石油和天然氣:
    • 流水線
    • 熱交換器
    • 閥門
    • 壓力容器
    • 海上設備

ASTM G71 標準經常與其他腐蝕標準一起使用,包括:

  • ASTM G1 腐蝕試驗試樣的製備、清洗與評估。
  • ASTM G3 電化學測量技術
  • ASTM G5 動電位極化試驗
  • ASTM G31 實驗室浸泡腐蝕試驗
  • ASTM G44 含氯化物介質中金屬的替代浸泡試驗。
  • ASTM G59 極化電阻測量
  • ASTM G102 依據電化學測量計算腐蝕速率。

這些標準共同構成了一個全面的腐蝕評估架構。

多年來,憑藉我們經驗豐富的專業團隊,我們始終專注於客戶需求,提供先進的檢測服務,並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下,我們也提供符合ASTM G71標準的檢測服務。

Whatsapp