JB/T 7901-2001检测机构，金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验

JB/T 7901-2001《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》是针对金属材料在实验室条件下进行均匀腐蚀全浸试验的规范性标准，主要用于评估金属材料在特定腐蚀介质中的耐均匀腐蚀性能。以下是对该标准的详细解读：

标准概述

• 目的：通过模拟金属材料在特定腐蚀介质中的全浸环境，测定其均匀腐蚀速率，为材料选型、工艺优化及耐腐蚀性能评价提供依据。

• 适用范围：适用于金属材料（如碳钢、不锈钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金等）在实验室条件下的均匀腐蚀全浸试验。

• 试验类型：全浸试验，即试样完全浸入腐蚀介质中，模拟材料在实际使用中可能遇到的全面腐蚀环境。

试验原理

• 腐蚀机制：金属材料在腐蚀介质中发生化学或电化学反应，表面逐渐溶解或形成腐蚀产物，导致质量损失或尺寸变化。

• 试验方法：通过测量试验前后试样的质量变化、尺寸变化或腐蚀产物量，计算金属材料的均匀腐蚀速率。

试验设备与材料

1. 试验容器：

• 材质：应选用耐腐蚀材料制成，如玻璃、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯（PE）或内衬耐腐蚀材料的金属容器。

• 容量：根据试样尺寸和数量选择，确保溶液体积与试样总表面积之比满足标准要求（通常≥20mL/cm²），以保证腐蚀介质浓度稳定。

• 密封性：容器应具有良好的密封性，防止腐蚀介质挥发或外界杂质进入。

2. 加热与控温装置：

• 加热方式：可采用水浴、油浴或电加热装置，确保试验温度均匀且可控。

• 控温精度：温度控制精度应满足试验要求，通常为±1℃或更高精度。

3. 腐蚀介质：

• 成分：根据试验要求配制，如酸、碱、盐溶液或特定模拟介质。

• 浓度：应准确配制，并在试验过程中保持稳定。

• 温度：根据材料使用环境和试验目的设定，如常温、高温或低温。

4. 试样：

• 尺寸：试样尺寸应根据试验容器大小和试验要求确定，通常表面积≥10cm²，厚度≥3mm，以保证试验结果的代表性。

• 形状：可为方形、圆形或其他规则形状，便于计算表面积。

• 数量：每组试验至少应包含3个平行试样，以提高试验结果的可靠性。

• 表面状态：试样表面应平整、无缺陷，机加工后需经打磨、抛光至规定粗糙度（如Ra≤0.8μm），并去除油污、氧化皮等杂质。

5. 其他设备：

• 天平：精度应满足试验要求，通常为0.1mg或更高精度，用于称量试样质量。

• 游标卡尺或千分尺：用于测量试样尺寸，计算表面积。

• 清洗设备：如超声波清洗器、刷子等，用于清洗试样表面腐蚀产物。

试验步骤

1. 试样准备：

• 测量试样初始尺寸（长、宽、厚），计算表面积（S）。

• 用或酒精清洗试样，去除油污和杂质，干燥后置于干燥器中冷却至室温。

• 称重（m₀），记录初始质量。

2. 溶液配制：

• 根据试验要求准确配制腐蚀介质，确保浓度和温度符合标准。

• 将溶液倒入试验容器中，并记录初始体积。

3. 试验实施：

• 将试样完全浸入腐蚀介质中，确保试样间无接触，且试样与容器壁保持一定距离。

• 密封试验容器，防止溶液挥发或外界杂质进入。

• 将试验容器置于加热装置中，升温至指定温度并保持恒定。

• 记录试验开始时间，并定期检查溶液温度和浓度，确保试验条件稳定。

4. 试验后处理：

• 达到预定试验时间后，取出试样。

• 用流水冲洗试样表面，去除残留腐蚀介质。

• 根据需要，用酸洗液或碱洗液去除试样表面腐蚀产物（若需保留腐蚀产物进行分析，则跳过此步骤）。

• 用流水冲洗试样，再用酒精清洗，干燥后称重（m₁）。

• 若需测量尺寸变化，用游标卡尺或千分尺测量试样试验后尺寸。

结果计算与评定

1. 质量损失法：

• m₀：初始质量（g）

• m₁：试验后质量（g）

• S：试样表面积（m²）

• t：试验时间（h）

• 腐蚀速率（g/(m²·h)）=（m₀ - m₁）/（S × t）

2. 厚度减薄法（若需）：

• 测量试验前后试样厚度，计算平均减薄量（Δh）。

• 腐蚀速率（mm/a）=（Δh × 1000）/（试验时间 × 365 × 24）

3. 评定标准：

• 根据材料类型和使用要求，制定腐蚀速率限值。

• 对比平行试样结果，计算相对偏差（通常≤10%），确保数据可靠性。

• 若试验结果不符合要求，需分析原因并重新试验。

注意事项

1. 安全操作：

• 腐蚀介质可能具有毒性、腐蚀性或易燃性，操作时需佩戴防护眼镜、手套及实验服。

• 试验应在通风橱中进行，避免吸入有害气体或蒸气。

2. 试样处理：

• 试样表面状态对结果影响显著，需严格控制打磨、抛光工艺。

• 酸洗液或碱洗液需根据材料类型调整，避免过度腐蚀基体。

3. 溶液控制：

• 试验期间需定期检查溶液浓度和温度，及时补充蒸发损失的水分或调整浓度。

• 溶液使用次数不宜过多，避免杂质积累影响结果。

4. 数据记录：

• 详细记录试验条件（温度、时间、溶液浓度）、试样尺寸及质量变化。

• 保留原始数据，便于复核与追溯。

应用实例

实例：某海洋平台用碳钢耐海水腐蚀性能评估

1. 试样制备：切割为50mm×50mm×5mm方形试样，表面抛光至Ra≤0.4μm。

2. 试验条件：3.5% NaCl溶液（模拟海水），温度35℃，试验时间72h。

3. 结果：

• 初始质量：50.2345g

• 试验后质量：50.1876g

• 表面积：0.005m²

• 腐蚀速率=（50.2345-50.1876）/（0.005×72）=0.130g/(m²·h)≈0.28mm/a

4. 评定：腐蚀速率高于设计要求（0.2mm/a），需考虑采用防腐涂层或更换耐腐蚀材料。

标准更新与扩展

• 国际对比：与ASTM G31《Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals》等内容相似，但JB/T 7901-2001更侧重于金属材料均匀腐蚀全浸试验的具体操作步骤和结果评定。

• 扩展应用：可结合电化学方法（如极化曲线、电化学阻抗谱）分析腐蚀机制，为材料改进提供依据。