过程装备腐蚀与防护(闫康平)(二版) 第9章 腐蚀监控

第九章腐蚀监控§9.1工业腐蚀监控技术§9.2腐蚀检测方法的选择及微机应用§9.3腐蚀数据库简介§9.4腐蚀专家系统简介腐蚀监控的任务：诊断腐蚀；监测防腐蚀措施的效果；提供管理和操作信息；作为控制系统的一部分。§9.1工业腐蚀监测技术（一）现场表观检查法（二）挂片法（三）探针法（四）腐蚀裕量监测（五）无损检测技术检测的目的：检测设备是否遭受严重腐蚀；观察腐蚀的程度和位置；初步分析腐蚀的类型和原因；确定防腐蚀的基本措施。（一）现场表观检查法优点不同材料可以同时进行对比试验和平行试验；可以获得确切的腐蚀类型。局限性只能确定试验周期中的平均腐蚀速度；不能很好的重现局部腐蚀效应。（二）挂片法电阻探针电势探针极化电阻探针氢探针电偶探针介质分析探针（三）探针法溶液、气相原理:根据金属在腐蚀介质中，腐蚀前后电阻的变化，计算该金属在试验环境中的腐蚀速度。温度补偿（1）电阻探针:原理:由极化曲线和电势--pH图得到电势与对应的材料的腐蚀状态；活化-钝化转变体系具有特定的电势；不同的腐蚀形式有其各自的临界电势或敏感电势区间。（2）电势探针:原理:极化曲线或理论计算获得（3）极化电阻探针:二电极：相同待测金属做电极，极化电压施加在两极之间（电阻率1kΩm)三电极：工作电极、辅助电极、参比电极采用相同的金属;工作电极、辅助电极采用待测金属；参比电极采用不锈钢、Ag/AgCl。（电阻率1kΩm)。动电势扫描；极化电阻测量；再活化电势测量；循环极化测量；Tafel常数测量；自腐蚀电势~时间的关系；恒电流、恒电势测量；电偶腐蚀测量。M342-2型腐蚀测量系统（大连理工大学）原理：利用氢气的析出与金属腐蚀速度呈正比的关系来测量腐蚀（4）氢探针:测量渗氢速率的连续变化，定性的表征金属全面腐蚀的情况；确定氢损伤的相对严重程度；有效评价生产工艺和环境变化对设备氢损伤的影响。氢探针：（压力型氢探针；电化学氢探针）原理：利用电化学的电偶电池原理，采用零电阻电流计测量同一环境的偶接金属之间的电偶电流，计算电势较负的阳极性金属的腐蚀速度。（5）电偶探针:探针的材料可以与监测材料相同也可以不同；电偶电流反映磨蚀条件下、金属表面膜破坏后，金属活化与钝化差异导致的电偶效应；反映介质腐蚀性成分的变化；监测内衬是否损伤；监测大气腐蚀。原理：通过分析工艺物料或者泄漏点中的腐蚀性成分，掌握腐蚀状况（6）介质分析探针:离子选择性电极：检测腐蚀性离子；pH电极：检测物料的酸碱度；色谱、光谱等，定性定量地检测各种化学物质。（四）腐蚀裕量（警戒孔监测、孔哨）监测泄露补救：用锥形金属堵头封闭泄漏的警戒孔。（五）无损检测技术声技术光技术电磁技术放射照相技术无损检测技术γ射线超声检测声发射热敏笔红外照相、摄相热像显示记录磁粉法涡流技术Χ射线中子射线照相§9.2腐蚀监测方法的选择及微机应用（一）腐蚀监测方法的选择可以获得什么类型的数据和信息；对于腐蚀变化响应速度的快慢；每次时间间隔测量的灵敏度；探针对设备腐蚀行为的对应关系；可能监控的腐蚀类型；对检测结果解释的难易；是否需要复杂技术和先进仪器。基本判据监控的两种情况（1）新的生产系统或新的状态在前期就开展实验室的腐蚀试验；直接在生产设备上进行监测；采用多种监测技术。（2）已知的生产系统或已知的腐蚀状态参考类似的案例，结合经验；合理选择探针监测的位置；对一个设备进行多点监测。（二）腐蚀监测中的计算机应用对设备材料的腐蚀速度和状态进行自动监控和预测，指导防腐蚀措施的选择。1.腐蚀监控应用实例1冷却水沉积物腐蚀的微机监控:应用实例2地下管道腐蚀泄漏的微机检测:以“金属失重”评价埋地管道腐蚀状况；以“防腐蚀层绝缘电阻”评价防腐蚀层性能；专用软件监测数据计算机数据库量化结果通过无损检测手段直接对防腐蚀层破损点精确定位；可直接查定可燃性气体泄漏的位置。2.腐蚀预测应用实例1平均腐蚀速率的影响因素：溶解氧pH值盐度生物附着物温度局部腐蚀深度的影响因素：生物附着物温度pH值盐度溶解氧海水对金属腐蚀的分析及预测§9.3腐蚀数据库简介（1）建立腐蚀数据库的意义：方便查询和满足实际需求；显著提高效率和工作质量；为腐蚀机理研究、腐蚀失效分析、防腐蚀设计、腐蚀管理服务。（2）选定数据库数据的原则材料的种类和型号；使用环境条件；耐腐蚀性能评价。一种材料为一个组或一种环境为一个组。（3）国内外数据库简介NACE,NBS(美国）：CorrosionDataProgramNACE:COR.SUBTM;COR.SUB2TMDECHEMA（德国）：类似中国科学院金属所:材料腐蚀数据库（4）国内外腐蚀数据库的网址材料腐蚀数据库中国科学院金属所NISTMaterialsDataProgram美国国家标准研究所(NIST)材料数据库CorrosionAbstracts(CSA)材料科学文献数据库NACE预防与控制腐蚀标准美国腐蚀工程师学会(NationalAssociationofCorrosionEngineers,简称NACE)§9.4腐蚀专家系统简介（1）专家系统的组成知识库推理机数据库智能人机界面（2）专家系统的功能解释功能诊断功能监视和控制功能规划和设计功能（3）腐蚀专家系统简介海水应用材料涂料材料腐蚀监测250℃的技术和非金属材料大气腐蚀生物腐蚀阴极保护石油天然气产品中的CO2/H2S腐蚀应力腐蚀ACHILESZ.Zacharia桥梁涂层维护专家系统为不同的桥梁选择合适的涂层；确定在适当的时机进行预防性维护；最大限度的利用涂层的寿命、降低维护费用。V.L.NanBlaricum阴极保护专家系统为阴极保护设计、维护和分析运行数据方面提供帮助；最大限度地保障阴极保护系统及其保护的设备运行可靠。