腐蚀潜在绘图是一种精密的无损测试技术,它使工程师、维修专业人员和资产管理者能够识别金属结构中存在较高腐蚀风险的地区。 通过系统测量和分析金属表面的电化学潜力,这种方法提供了关键洞察力,为检查重点、维护调度和修复策略提供了依据。 能够发现腐蚀活动,在可见损坏发生之前,使腐蚀潜在绘图成为延长基础设施寿命、预防灾难性故障和优化各种工业应用的维护预算的宝贵工具。

了解腐蚀潜在绘图的基本原理

腐蚀潜在绘图涉及测量电化学潜力(半细胞潜力),以从质量上表明结构中的钢腐蚀程度,从而深入了解腐蚀的被动或主动状态。 这种方法具有无损性,有助于确定无临界和阴极位置,尽管它需要与其他技术进行综合结构分析。

技术以基本的电化学原理为基础,金属腐蚀时,它会发生电化学反应,造成表面电潜力的差异。钢的腐蚀是一种电化学过程,钢的特性是测量其半细胞潜力。腐蚀发生的风险越大。通过系统测量这些潜在的差异相对于稳定的参照电极,技术人员可以绘制详细的地图,显示腐蚀发生的可能性最大的地方或有利于其发展的条件。

腐蚀潜在测量包括记录腐蚀潜力,即安装材料与由焦糖、氯化银/硅或铜/硫酸铜等材料制成的参考电极之间的潜在差异。 这一测量提供了金属在特定地点的电化学状态的快照,在编译整个结构时,揭示了腐蚀活动的规律。

电化学潜力测量背后的科学

要充分理解腐蚀潜在映射,必须了解金属腐蚀过程中发生的电化学过程. 腐蚀从根本上来说是一种涉及电子转移的电化学反应. 钢或其他金属腐蚀时,氧化发生于金属原子失去电子并溶解为离子的空穴点. 同时,电子消耗的阴极点,主要是氧气或水分子发生还原反应.

这些同时发生的反应在金属表面造成电源潜在差异,与被动或阴极区域相比,正发生腐蚀的区域(无源区域)通常表现出更多的负潜力。 通过系统地测量这些潜在差异,腐蚀潜在绘图可以确定腐蚀在何处积极发生,甚至在表面出现锈蚀或裂缝等明显迹象之前。

腐蚀评价最常用的三种参数是:腐蚀潜在Ecor,混凝土抗性 × , 以及从极化阻力 Rp 计算出的腐蚀率 Icorr. 在真实结构中,测量三种腐蚀参数可以识别损害风险高的区域,虽然腐蚀潜在绘图主要侧重于潜在的测量,但往往与其他电化学技术结合,以便进行更完整的评估.

半成品潜力测试:混凝土结构的主要方法

半细胞潜在测试是ASTM C876 — 15:无粘合钢在混凝土中的腐蚀潜能标准测试方法中唯一标准化的腐蚀监测技术。 它用于确定钢筋结构中钢筋复管内腐蚀概率。 这一标准化方法已成为评估全世界钢筋混凝土基础设施腐蚀的行业基准。

混凝土半细胞潜在试验是一种标准化的腐蚀监测技术,用于评估混凝土结构钢筋内腐蚀的可能性。这种无损试验涉及测量钢筋与混凝土表面的参照电极之间的电源潜在差异。通过评估这些潜在差异,可以预测混凝土内有腐蚀风险的区域,从而能够主动进行维护干预。

这种方法被用于桥面甲板检查、停车场、钢筋混凝土梁、钢筋架和码头的腐蚀监测。 这种方法在所有这些应用中的广泛采用,显示了它在各种结构背景下的多功能性和可靠性。

参考电极及其作用

选址使用的参考电极是氯化钾溶液中的银/硅氯化物,尽管硫酸铜/铜的硫酸电极仍然被广泛使用,参考电极的选择至关重要,因为它提供了稳定,已知的潜能,可以据此测量金属表面潜力,不同的参考电极具有不同的标准潜能,因此解释标准必须作相应的调整.

这样做的方法是使用便携式半细胞(通常为铜或硫酸铜)作为标准参考电极,将负端连接到电压计,并将正端连接到加固钢. 铜/铜硫酸盐电极(CSE)因其坚固性,场内条件稳定,以及建立通俗解释标准的悠久使用历史,仍然很受欢迎.

解释半环读取潜力

ASTM C876提供了如何进行这一测量的指南,以及测量的潜在值和腐蚀概率之间的关系。 对结果的解释是定性的,并以硫酸铜电极(CSE)为基础。 表1显示了ASTM提出的一般解释指南,其中测量的潜在范围分为三类;90%以上的机会,不到10%的机会或不确定的腐蚀机会。

当半细胞潜在测量值大于 -350 mV( CSE 电极) 时, 活性腐蚀的可能性超过90%。 当测量值大于 - 200 mV 时, 活性腐蚀的可能性低于10%。 对于- 200 mV 和 - 350 mV 之间的潜在值, 解释测试结果时存在不确定性。 这个中间区需要额外的调查或补充测试方法, 才能确切评估腐蚀状况 。

需要注意的是,这些阈值是概率值而不是绝对值。 根据测量到的半个细胞腐蚀潜力,确定活性腐蚀的概率。 环境因素、混凝土特性和结构条件都能够影响读数,这就是为什么经验丰富的解释和考虑具体地点的条件至关重要。

进行腐蚀潜在绘图的综合逐步程序

成功的腐蚀潜在绘图需要精心规划、适当的设备、系统的数据收集和深思熟虑的分析。 以下各节详细介绍了这一过程的每个阶段,以确保准确和可靠的结果。

调查前规划和准备

在开始实地测量之前,必须进行彻底的准备,可视地检查结构,以查明潜在的腐蚀地区,并根据结构几何和预期的腐蚀地区决定测量网格间隔,这一初步评估有助于优化测试网格,并确保资源集中用于最关键的地区。

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