点腐蚀检测方法和防护

均匀腐蚀在⽔下区域占主导地位；潮汐区由于干湿循环作⽤，腐蚀速率较高；而在⻜溅区，点蚀是主要腐蚀机理，表现为试片表⾯出现⿊色⼩点
点蚀与缝隙腐蚀：主要区别
点蚀有一个“同谋”——缝隙腐蚀。两者都会因钝化层破坏和保护性氧化膜破裂而造成局部损伤。这两种腐蚀在卤化物浓度高、pH值低的盐溶液中尤为活跃。
然而，点蚀和缝隙腐蚀之间存在显著差异：
•    位置：点蚀发生在裸露或涂层不良的金属表面。缝隙腐蚀发生在受遮蔽区域和部件之间的缝隙中，例如垫片、螺纹、搭接接头和夹具。
•    损伤形态：点蚀表现为贯穿金属表面的深而窄的凹坑。缝隙腐蚀的形态可能与点蚀类似，也可能表现为均匀腐蚀或晶间腐蚀。
•    损伤机制：点蚀形成于表面细微缺陷和夹杂物附近，当外部因素导致局部区域氧化时，就会发生点蚀。缝隙腐蚀发生在缺氧的空腔和接触区域，这会增加氯浓度，降低局部pH值，从而引发氧化反应。
•    温度：缝隙腐蚀的发生温度低于点蚀。通常，对于同一种合金，临界点蚀温度 (CPT) 高于临界缝隙腐蚀温度 (CCCT)
点蚀和缝隙腐蚀的标准试验方法
ASTM G48 — 氯化铁的点蚀和缝隙腐蚀
ASTM G48 是目前应用最广泛的用于评定不锈钢和镍合金抗点蚀和缝隙腐蚀性能的标准。氯化铁试验采用高氧化性酸性氯化物环境，能够根据材料抵抗局部腐蚀萌生的能力快速区分不同材料。
方法 A（点蚀试验）——将扁平试样浸入 6% FeCl₃ 溶液中，温度为 22°C 或 50°C，浸泡 72 小时；试验后测量质量损失并进行目视检查，以确定点蚀的起始情况。
方法 B（缝隙法）——将施加多重缝隙组件（MCA）的试样浸入相同条件下；缝隙侵蚀表现为缝隙区域的变色和质量损失。
方法 C/D/E/F——通过在逐渐升高的温度下进行试验直至局部腐蚀发生，来确定临界点蚀温度和缝隙温度；CPT 和 CCT 可提供材料等级数据，用于特定合金的选择。
另请阅读——腐蚀测试技术及工业应用：完整指南
ASTM G61 — 循环动电位极化 (CPP)
根据 ASTM G61 标准进行的 CPP 测试采用电化学池来测量合金的完整点蚀和再钝化行为：
•    以阳极方式扫描电位，直至出现点蚀（表现为电流快速增加）。
•    扫描方向反转并继续进行，直到凹坑重新钝化（电流恢复到钝化水平）。
•    从所得磁滞回线中提取点蚀电位 (E_pit) 和保护电位 (E_prot)。
E_pit >> E_corr 的材料具有很高的抗点蚀能力；E_pit ≈ E_corr 的材料则容易发生点蚀。E_pit 和 E_prot 之间的差距表明了钝化活性点蚀的难度。
ISO 15158 — 人工海水缝隙腐蚀试验
ISO 15158 评估人工海水中的缝隙腐蚀抵抗力（ASTM D1141 公式）——这对于金属和海洋工业尤为重要，因为海水是海上结构、船舶硬件和海底设备的主要腐蚀介质。
将多个缝隙组件（MCA）应用于浸入充氧人工海水中的试样，并在特定温度（20°C、30°C、40°C）下进行30天的暴露试验。缝隙侵蚀程度通过目测评级、深度测量和质量损失进行量化。
NACE TM0169 / ISO 11463 — 不锈钢缝隙腐蚀试验
专门针对模拟工艺环境中的不锈钢缝隙腐蚀问题——能够在代表实际使用条件的温度、氯化物浓度和 pH 值下进行测试，而不是采用标准化的加速测试方案。
抗点蚀当量数 (PREN)
对于不锈钢和镍合金，点蚀当量数（PREN）提供了一个成分指标，用于估算其抗点蚀性能：
PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N
PREN值越高，表示抗点蚀性能越好。合金系列分类如下：
•    304/316不锈钢：PREN 18–26（一般腐蚀环境）
•    317L、904L：PREN 30–36（提高耐氯性）
•    6-Mo 超级奥氏体钢（AL-6XN，254 SMO）：PREN 42–47（严苛海洋环境）
•    镍合金（625、C-276）：PREN 50–70+（最苛刻的应用）
PREN 指导初始合金选择——但需要进行实际的点蚀和缝隙测试来验证其在特定使用环境中的性能。
如何防止点蚀
通过在设计、安装、运行和维护过程中采取一些关键措施，可以预防点蚀。首先，必须选择不易发生点蚀的材料。此外，应使用耐用涂层和定期维护措施，使设备远离腐蚀性环境。最后，可以考虑增加阴极保护。
优先选择高PREN值的材料
在设计或采购新资产时，应选择点蚀当量值（PREN）高的合金。虽然PREN只是一个理论值，但它可以根据不锈钢的合金成分（铬、钼和氮）来大致反映其抗点蚀性能。
一般来说，PREN值越高，耐点蚀性能越好。然而，外部因素也会影响其性能。例如，不锈钢的PREN值至少需要达到40才能抵抗在充氧海水中发生的点蚀。符合此要求的不锈钢牌号包括奥氏体不锈钢（如Sanicro 28、254SMO、1925hMo和4565S）和双相不锈钢（如SAF 2507、Zeron 100和Ferrinox 255）。
定期进行表面处理
涂层能够保护设备免受腐蚀性物质和环境损害，从而防止点蚀。通常，涂层应具备最佳的环境密封性和与表面的良好附着力。表面处理对于涂层的良好附着至关重要，包括机械清洗、脱脂、润湿、化学处理和打磨。
能有效防止点蚀的表面涂层包括：
•    油漆、环氧树脂
•    阳极氧化或喷锌金属化处理可防止铝点蚀。
•    用于镁基合金的冷喷涂纯钛涂层
•    采用蒸汽涂层技术在铝镁硅合金表面形成防腐膜
然而，涂层会随着时间的推移而磨损。因此，定期进行干膜厚度测量至关重要。我们搭载于无人机上的干膜厚度测量载荷可帮助您及早发现损伤并及时修复保护层。它分别采用磁感应和涡流模式，提供 0-1.5 毫米/0-60 密耳和 0-0.7 毫米/0-30 密耳的精确涂层测量。该探头甚至可以测量新涂覆的表面，从而减少设备停机时间。
实施阴极保护
阴极保护系统通过将金属表面转化为电化学电池来防止腐蚀。简单来说，就是将两种具有不同电极电位的金属接触。带正电的金属（称为阳极）会发生氧化反应，从而承受全部腐蚀。这样，就牺牲了一种材料来保护基体材料。
实际上，阴极保护是指在基体金属表面涂覆一层阳极氧化程度更高的金属（例如，在不锈钢表面镀锌）。这种方法主要用于水下和埋地工业设施，例如海上石油钻井平台或地下储罐和管道。
一项研究探讨了阴极保护对碳钢的影响。研究发现，电极间距为1厘米时，试样的保护效果最佳。在氯化钠溶液中浸泡10天后，试样的腐蚀速率仅为0.694 mpy，保护效率为81.8%。