不同材质在混合气体环境下的腐蚀测试

在现代工业环境中，设备长期暴露于复杂混合气体环境中（如含硫化氢、二氧化硫、氯气、氮氧化物等的混合气体），这些气体对设备材料的腐蚀作用远超单一气体环境。混合气体腐蚀不仅导致设备性能下降、寿命缩短，还可能引发安全事故，造成重大经济损失。据统计，全球因腐蚀导致的直接经济损失高达GDP的3-4%，而混合气体环境下的腐蚀问题占比超过40%。因此，系统性地评估不同材质在混合气体环境下的腐蚀行为，对工业设备选材、防腐蚀设计和维护策略制定具有决定性意义。

测试标准与依据

不同材质在混合气体环境下的腐蚀测试主要依据以下标准：

ISO 9227《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》（适用于含水分的混合气体环境）

ASTM G102-09《腐蚀测试的环境条件和暴露方法》

GB/T 10125《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》（中国国家标准）

ASTM B117《标准盐雾试验方法》

IEC 60068-2-52《环境试验 第2-52部分：试验 试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）》

ISO 14699《金属材料 腐蚀试验 混合气体环境下的加速腐蚀试验方法》

测试条件要求：

混合气体组成：可调范围（如H₂S 0.1-50 ppm，SO₂ 0.5-100 ppm，Cl₂ 0.1-20 ppm）

温度：25±2℃（标准测试条件）

湿度：75±5% RH

暴露时间：168小时（7天）为基准周期

测试方法与流程

1. 测试设备与系统

混合气体发生系统：精确控制各气体浓度的气体混合器

腐蚀试验箱：耐腐蚀材质（如PP、PVC）制成，带气体循环系统

气体传感器：实时监测各气体浓度

数据采集系统：记录温度、湿度、腐蚀速率等参数

试样架：可调节角度，模拟不同安装姿态

2. 测试步骤

试样准备：

选取标准尺寸试样（如50×50×2 mm）

表面清洁处理（超声波清洗+丙酮脱脂）

初始质量测量（精度±0.1 mg）

气体混合与条件设定：

设定混合气体组成（如H₂S 5 ppm + SO₂ 20 ppm + Cl₂ 5 ppm）

设置温度25℃，湿度75% RH

气体流速：0.5 L/min

暴露测试：

试样置于试验箱内，暴露于混合气体中

每24小时记录一次试样状态

7天后停止测试

腐蚀评估：

质量损失计算：Δm = m₀ - m₇

腐蚀速率：v = Δm/(A×t)（单位：mg/cm²·d）

形貌观察：SEM、EDS分析腐蚀产物