浸泡腐蚀试验

引言

在众多行业中，材料的耐久性对于产品质量和安全性至关重要。浸泡腐蚀试验作为一种重要的可靠性测试手段，能够模拟材料在实际使用环境中与腐蚀介质长期接触的情况，从而评估其耐腐蚀性能。了解和掌握浸泡腐蚀试验技术对于确保材料在各种应用场景下的可靠性具有不可忽视的意义。

浸泡腐蚀试验概述

浸泡腐蚀试验相关标准

常见的浸泡腐蚀试验需要执行的标准：

1. JB/T 60731992：《金属覆盖层.实验室全浸腐蚀试验》，规定了金属覆盖层在各种腐蚀性液体介质中实验室全浸腐蚀试验方法，适用于评价金属覆盖层和化学转化膜的全浸腐蚀试验性能。该标准所得结果只能用来评价被试覆盖层在某种试验介质中的耐蚀性。

2. MHT 60592017：《飞机维护用化学品全浸泡腐蚀试验方法》，规定了飞机维护用化学品对飞机金属材料的腐蚀性测试方法，在全浸泡一段时间后，进行测试质量变化以及目测定性检查试件表面变化，适用于飞机维护用化学品对飞机金属材料腐蚀性的测定。

3. DL/T 523—2017：《化学清洗缓蚀剂应用性能评价指标及试验方法》，规定了火力发电机组和蒸汽动力设备锅炉盐酸酸洗缓蚀剂的评价指标和评价试验方法，适用于火力发电机组和蒸汽动力设备锅炉盐酸酸洗缓蚀剂应用性能的评定（如静态腐蚀速度、缓蚀效率、热稳定性、氧化性物质Fe³⁺的影响、溶解分散性等）和缓蚀机理的研究，可作为该缓蚀剂能否应用的质量验收标准。

4. ASTM G3121：《金属的实验室浸没腐蚀试验的标准指南》（美国材料与试验协会发布），涵盖并描述了影响实验室浸没腐蚀测试的因素，特别是质量损失测试，包括设备、取样、测试样本、测试条件（测试溶液成分、温度、气体喷射、流体运动、溶液更换频率等）、清洗试样的方法、结果评估和腐蚀速率的计算与报告等。

此外，还有一些其他相关标准，例如：

 GB/T 53702007：《防污漆样板浅海浸泡试验方法》。

 GB 5009.1562016：《食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》。

 BS EN ISO 11130:2018：《金属和合金的腐蚀盐溶液交替浸泡试验》（英国标准学会发布）。

浸泡腐蚀试验的分类

（一）按浸泡程度分类

• 全浸试验：试片完全浸入溶液。其优点是操作简便且重现性好，在实验室环境中，能够精确控制诸如充气状态、温度和流速等影响因素，不仅可用于模拟实际腐蚀环境，还可进行加速试验。在自然水（海水或淡水）中的全浸试验，需将试片安装在框架内，集装于吊笼中，浸入相同深度的水中，试片彼此绝缘并与框架绝缘，同时试片主平面应平行于水流方向，避免相互遮蔽。

• 半浸试验（水线腐蚀试验）：试片部分浸入溶液，且需保持试片尺寸（尤其是液面上下的面积比）恒定，使气相和液相交界的“水线”长期固定在试片表面某一位置，在“水线”附近常出现严重的局部腐蚀现象。自然水中的半浸试验通常将装有试片的框架固定在浮筒或浮筏上进行。

• 间浸试验（交替浸泡试验）：试片按照设定的循环程序，重复交替地暴露在溶液和气相中。试验过程中需严格控制环境的温度和湿度，以确保试片表面干湿变化频率的稳定性。在自然水中进行间浸试验时，需将安装有试片的框架固定在**的间浸平台或桥桩、码头的固定部位。

（二）按试验条件分类

• 动态浸泡试验：包括一般流动溶液、循环流动溶液、高速流动溶液以及转动金属试样等试验方式。以转动金属试样试验为例，其安装试样的方式（转动轴与溶液液面的相对位置分为水平和垂直）以及角速度和圆盘直径等因素均会对试验结果产生**影响。

• 控温试验：如等温试验、传热面试验、温差腐蚀试验、高温高压釜试验等。此类试验通过**控制温度条件，深入研究材料在不同温度环境下的腐蚀行为。

• 连续浸泡试验：将试片持续浸泡在腐蚀介质中，全程观察其腐蚀情况，主要用于评估材料在长时间浸泡条件下的耐腐蚀性能。

• 加速浸泡腐蚀试验：通过特定的条件设置（如提高温度、增加腐蚀介质浓度等）加快腐蚀进程，以便在较短时间内评估材料的耐腐蚀性能，广泛应用于材料研发和质量检测领域，可快速筛选出具有良好耐腐蚀性能的材料或产品。

  
  

  

  浸泡腐蚀试验的分类

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（一）试验箱主体

l材质通常为耐腐蚀的不锈钢（如 316L 不锈钢）或其他高性能合金，以确保在长期接触腐蚀介质的情况下不发生自身腐蚀，影响试验结果。试验箱的结构设计应保证良好的密封性，防止腐蚀介质泄漏，同时具备足够的强度和稳定性，能够承受一定的压力和温度变化。

（二）加热与制冷系统

l加热系统可采用电加热元件（如加热丝、加热板等），能够精确控制试验温度，满足不同试验温度范围的需求，从室温到高温（如某些情况下可达 100℃甚至更高）。制冷系统则多采用压缩机制冷技术，确保在需要低温环境的试验中能够稳定维持设定温度，并且具备快速降温能力，以提高试验效率。

（三）循环系统

l包括循环泵、管道和阀门等部件。循环泵的类型（如离心泵、磁力泵等）应根据试验介质的特性和试验要求选择，确保能够提供足够的流量和压力，使腐蚀介质在试验箱内均匀循环，避免出现局部浓度差异或温度梯度，影响试验的准确性。管道和阀门也需采用耐腐蚀材料制造，如聚四氟乙烯（PTFE）内衬管道或全氟烷氧基树脂（PFA）管道等，保证系统的长期稳定运行。

（四）测量与控制系统

l配备高精度的温度传感器（如铂电阻温度传感器 PT100）、压力传感器（用于高压试验）、液位传感器等，实时监测试验过程中的各项参数。控制系统采用先进的可编程逻辑控制器（PLC）或微处理器控制技术，能够根据预设的试验参数自动调节加热、制冷和循环系统，确保试验条件的精确控制。同时，具备数据采集和记录功能，可将试验过程中的温度、压力、时间等数据实时记录并存储，方便后续分析处理。

（五）试样夹具

l试样夹具的设计应根据试验样品的形状、尺寸和试验要求定制，确保试样在试验过程中能够稳固地固定在试验箱内的指定位置，且不影响腐蚀介质与试样表面的充分接触。夹具材料也需具备良好的耐腐蚀性，常用的有钛合金、哈氏合金等，以避免在试验过程中引入额外的腐蚀因素。

浸泡腐蚀试验的流程

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（一）试验准备

l试样制备：根据试验目的和要求，选择合适的材料并加工成标准尺寸和形状的试样。试样表面应平整、光滑，无明显缺陷和加工痕迹，以确保试验结果的准确性。在制备过程中，需注意避免试样受到污染或损伤，影响其原始性能。

l设备检查与调试：对浸泡腐蚀试验设备进行**检查，包括试验箱主体的密封性、加热与制冷系统的运行状况、循环系统的流量和压力、测量与控制系统的准确性等。确保设备各项功能正常，能够稳定运行，并根据试验要求设置好初始试验参数，如温度、压力、浸泡时间等。

l腐蚀介质配制：按照试验标准或研究需求，准确配制所需的腐蚀介质。腐蚀介质的成分、浓度和酸碱度等参数应严格控制，确保其符合试验条件。在配制过程中，需使用高精度的计量仪器（如电子天平、容量瓶等），并充分搅拌均匀，使介质中的各成分充分溶解和混合。

（二）试验操作

l将制备好的试样用试样夹具牢固地安装在试验箱内的指定位置，确保试样完全浸没或按照试验要求部分浸没于腐蚀介质中。关闭试验箱门，启动试验设备，开始进行浸泡腐蚀试验。在试验过程中，密切关注设备运行状态和试验参数的变化，如发现异常情况（如温度波动过大、压力异常升高、设备泄漏等），应及时采取措施进行处理，确保试验的顺利进行。

（三）试验后处理

l试验结束后，小心取出试样，避免对试样表面的腐蚀产物造成破坏。首先对试样进行初步清洗，去除表面附着的松散腐蚀产物，然后根据试验要求选择合适的清洗方法进行深度清洗。常用的清洗方法包括化学清洗（如使用特定的清洗剂溶解腐蚀产物）、机械清洗（如超声清洗、砂纸打磨等，但需注意避免过度损伤试样基体）等。清洗后的试样应进行干燥处理，可采用自然干燥、烘箱烘干等方式，确保试样表面完全干燥后进行后续的腐蚀程度评估。



浸泡腐蚀试验数据处理与分析方法

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（一）腐蚀程度评估指标

• 质量损失法：通过精确测量试样在浸泡腐蚀试验前后的质量变化来量化腐蚀程度。质量损失越大，表明材料遭受的腐蚀越严重。其计算公式为：



该方法简单直观，适用于均匀腐蚀情况，但对于局部腐蚀可能无法**准确地反映腐蚀的真实程度。

• 尺寸测量法：利用精密量具（如卡尺、千分尺等）测量试样在试验前后的尺寸变化（如厚度、直径等），进而计算腐蚀深度或体积损失，以此评估腐蚀程度。对于形状规则的试样，可根据相应的几何公式计算腐蚀体积，如对于圆柱体试样，腐蚀体积（为圆柱体半径，为腐蚀深度）。尺寸测量法对于局部腐蚀和均匀腐蚀均具有一定的适用性，但测量精度可能受到试样形状复杂性和测量工具分辨率的限制。

• 腐蚀形貌观察法：借助光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等先进仪器观察试样表面的腐蚀形貌，通过对腐蚀形态（如均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等）的分析，定性评估腐蚀程度。腐蚀形貌观察能够提供直观的腐蚀信息，有助于深入理解腐蚀机理，但在定量评估方面相对较为困难。

（二）数据统计与分析方法

• 平均值与标准差计算：对于多组试验数据（如多个试样在相同条件下的试验结果），计算平均值可以有效地反映材料在该试验条件下的平均腐蚀程度，而标准差则能够衡量数据的离散程度，从而评估试验结果的重复性和可靠性。平均值，标准差（其中为第个试验数据，为试验数据个数）。

• 相关性分析：深入研究不同因素（如腐蚀介质成分、温度、浸泡时间等）与腐蚀程度之间的相关性，确定主要影响因素。常用的相关性分析方法包括线性相关分析（如皮尔逊相关系数）和非线性相关分析（如多项式回归分析）等。通过相关性分析，可以建立腐蚀程度与影响因素之间的数学模型，从而预测材料在不同条件下的腐蚀行为，为材料优化和工艺改进提供理论支持。

• **性检验：在比较不同材料或试验条件下的腐蚀性能时，必须进行**性检验，以确定差异是否具有统计学意义。常用的**性检验方法有 t 检验（适用于两组数据的比较）和方差分析（适用于多组数据的比较）等。**性检验能够帮助我们避免因随机误差导致的错误结论，确保试验结果的科学性和有效性。






浸泡腐蚀试验在各行业中的广泛应用与实际案例分析

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（一）海洋工程领域

在海洋工程结构（如海上石油平台、跨海大桥、船舶等）的设计、建造和维护过程中，浸泡腐蚀试验发挥着至关重要的作用。例如，为了确保海上石油平台在恶劣的海洋环境中能够长期稳定运行，需要对其使用的各种金属材料（如高强度钢、不锈钢、铝合金等）进行严格的浸泡腐蚀试验。通过模拟不同深度的海水环境（包括温度、盐度、溶解氧、流速等因素），评估材料的耐腐蚀性能，从而选择*适合的材料，并制定合理的防腐措施（如涂层防护、阴极保护等）。以某海上石油平台为例，在平台建设前期，对多种候选钢材进行了长达数年的海水浸泡腐蚀试验。试验结果表明，一种新型合金钢材在抗海水腐蚀方面表现出色，其腐蚀速率明显低于传统钢材。基于此试验结果，该平台大量采用了这种新型钢材，有效延长了平台的使用寿命，降低了维护成本，确保了海洋石油开采作业的安全与高效。

（二）化工行业应用

化工生产涉及众多腐蚀性介质，如强酸、强碱、强氧化剂等，对设备材料的腐蚀性极强。浸泡腐蚀试验成为筛选耐腐蚀材料、优化工艺参数以及评估设备安全性的重要手段。在化工管道系统中，不同材质的管道在输送各种腐蚀性化学品时的表现差异巨大。通过浸泡腐蚀试验，可以模拟管道内的实际工况（包括介质成分、温度、压力、流速等），对比不同材质管道（如碳钢、不锈钢、塑料等）的腐蚀速率和腐蚀形态。例如，某化工企业在生产过程中需要输送高浓度的盐酸溶液，通过浸泡腐蚀试验发现，一种特殊的氟塑料管道在该工况下具有优异的耐腐蚀性能，几乎无明显腐蚀迹象。于是，该企业将原有的金属管道逐步更换为氟塑料管道，不仅解决了频繁更换管道的问题，还提高了生产效率，减少了因管道泄漏导致的安全隐患和环境污染。

（三）汽车制造行业的应用与创新

汽车零部件在使用过程中会接触到各种腐蚀性物质，如道路上的融雪剂、雨水、酸性或碱性气体等。制动系统部件（如刹车盘、刹车管路）、底盘部件（如悬挂系统、车架）、发动机部件（如冷却系统、进气系统）等都需要具备良好的耐腐蚀性能。浸泡腐蚀试验模拟汽车零部件在实际使用环境中的腐蚀条件，评估不同材料（如铸铁、铝合金、镀锌钢板等）和表面处理工艺（如电镀、涂装、磷化等）的耐腐蚀效果。例如，通过试验优化刹车盘的材料配方和表面涂层工艺，提高其在潮湿和盐分环境下的耐磨性和耐腐蚀性，确保汽车制动系统的安全可靠。

汽车电子元件的可靠性也与腐蚀密切相关。电路板、连接器、传感器等电子部件在汽车运行过程中可能会受到潮湿、灰尘、化学物质等因素的影响而发生腐蚀失效。浸泡腐蚀试验帮助汽车电子制造商选择合适的电子材料（如耐蚀性好的电路板基材、连接器镀层材料等），并改进电子元件的封装和防护技术，提高汽车电子系统的稳定性和耐久性，减少因电子元件腐蚀导致的故障和维修成本。

（四）电子电器行业的重要性与挑战

随着电子电器产品的小型化、高性能化和多功能化发展，其对材料的耐腐蚀性能要求越来越高。在电子电器行业，浸泡腐蚀试验主要关注电子元件、电路板、连接器等部件在潮湿、化学污染等环境下的可靠性。例如，电子电路板在使用过程中可能会接触到灰尘、湿气、汗液等污染物，如果材料耐腐蚀性能不足，可能会导致电路短路、元件失效等问题。通过浸泡腐蚀试验，可以评估电路板涂层、焊料、金属引脚等材料的耐腐蚀性。同时，对于一些户外使用的电子电器设备（如太阳能电池板、通信基站设备等），还需要考虑紫外线辐射、酸雨等因素对材料的综合影响。例如，太阳能电池板的边框材料需要经受长期的户外暴露，浸泡腐蚀试验结合户外老化试验，帮助筛选出了耐候性和耐腐蚀性俱佳的铝合金边框材料，确保了太阳能电池板在复杂环境下的长期稳定发电性能。

结语

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上海柏毅专注环境模拟试验设备研发制造，我们的浸泡腐蚀试验设备性能**。**模拟各类腐蚀环境，控温**、循环稳定，能为您提供可靠数据。期待与您携手，共推行业发展！