腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)給國民經(jing)濟(ji)帶來的巨大經(jing)濟(ji)損失已(yi)經(jing)引起人(ren)們的重(zhong)視，腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)防護(hu)成為現(xian)代科學(xue)技術研究的重(zhong)要領域之一。金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率和機(ji)理是研究腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)防護(hu)的主要內容，腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)監檢(jian)測技術又(you)是研究金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率和機(ji)理的重(zhong)要手段。所以腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)檢(jian)測技術的重(zhong)要性突出(chu)地顯現(xian)出(chu)來。

1 較成熟的腐(fu)蝕檢測方法

1 電阻法

電阻(zu)(zu)法(fa)測定金(jin)屬腐(fu)蝕(shi)速度，是根據金(jin)屬試(shi)樣(yang)由于(yu)腐(fu)蝕(shi)作(zuo)用(yong)(yong)使橫截面積減小，從而導致(zhi)電阻(zu)(zu)增大的(de)原理。利用(yong)(yong)該原理已經研制出較多的(de)電阻(zu)(zu)探針用(yong)(yong)于(yu)監(jian)測設備的(de)腐(fu)蝕(shi)情況，是研究設備腐(fu)蝕(shi)的(de)一種有效工具。

圖1 電阻法(fa)測量

2 線性極化法

線(xian)性極(ji)化(hua)(hua)法對腐蝕情(qing)況變(bian)(bian)化(hua)(hua)響應快，能獲得瞬間腐蝕速率，比較靈敏，可以及時地反映設(she)備操(cao)作條件的變(bian)(bian)化(hua)(hua)，是一種非常(chang)適用于監測的方(fang)法。

圖2 線性(xing)極化曲(qu)線

3 電位法

作為一種腐蝕監測(ce)技術，電位監測(ce)有其明顯(xian)優點(dian)：可以(yi)在不改變金屬表面狀態、不擾亂(luan)生產(chan)體系的(de)條件下從生產(chan)裝置本(ben)身得到快速響應，但它也(ye)能用來測(ce)量插(cha)入生產(chan)裝置的(de)試樣(yang)。

圖3 電位法檢(jian)測

4 超(chao)聲波(bo)測厚(hou)法

超聲(sheng)波測厚(hou)法是利用(yong)壓電換能器產(chan)生(sheng)的(de)(de)高頻聲(sheng)波穿過材料，測量回(hui)聲(sheng)返回(hui)探(tan)頭(tou)的(de)(de)時間(jian)或(huo)記錄產(chan)生(sheng)共鳴時聲(sheng)波的(de)(de)振幅作(zuo)為訊號(hao)，來檢測缺(que)陷或(huo)測量壁厚(hou)。一般采用(yong)示波器或(huo)曲線記錄儀顯(xian)示接(jie)受(shou)到的(de)(de)訊號(hao)，比較先進的(de)(de)儀器則可以直(zhi)接(jie)顯(xian)示缺(que)陷，或(huo)給出厚(hou)度的(de)(de)數值。

圖(tu)4 超聲波(bo)側厚

2 迅速(su)成長的(de)腐蝕(shi)監測方法

1 電化(hua)學阻抗譜

電(dian)化(hua)學阻抗譜（EIS）優于其(qi)它暫態(tai)技術的(de)(de)一個(ge)特點是(shi)，只需對處于穩(wen)態(tai)的(de)(de)體系施加(jia)一個(ge)無(wu)限小的(de)(de)正弦波擾(rao)動，這對于研(yan)究電(dian)極上的(de)(de)薄膜，如修飾電(dian)極和電(dian)化(hua)學沉積膜的(de)(de)現(xian)場研(yan)究十分重要(yao)，因(yin)為這種(zhong)測量不會導致膜結構發生大的(de)(de)變化(hua)。

a）最(zui)簡單(dan)的(de)電化學界(jie)面（b）具(ju)有持續擴散和一個(ge)時(shi)間常數（c）具(ju)有兩個(ge)時(shi)間常數（d）孔蝕(shi)過程的(de)阻抗

圖5 解釋腐(fu)蝕系統EIS結果而提出的等效電路(lu)模(mo)型

2 電化學噪聲技術

電(dian)化(hua)學噪聲（Electrochemical noise，簡稱EN）是指電(dian)化(hua)學動力系統(tong)中(zhong)， 其(qi)電(dian)化(hua)學狀態參量（如：電(dian)極電(dian)位、外(wai)測電(dian)流密(mi)度(du)等）的(de)隨(sui)機(ji)非(fei)平衡波動現象。這種(zhong)噪聲產生于(yu)電(dian)化(hua)學系統(tong)的(de)本身，而不是來源于(yu)控制(zhi)儀(yi)器(qi)的(de)噪音或是其(qi)它的(de)外(wai)來干(gan)擾(rao)。

圖6 某企業電化學檢(jian)測界(jie)面及圖像

3 薄層活化技術

當難以(yi)接(jie)觸到被測(ce)(ce)(ce)表面或被測(ce)(ce)(ce)表面被重疊結構(gou)遮蓋時，帶(dai)電粒子活化(hua)(hua)(hua)或中子活化(hua)(hua)(hua)等核(he)反應(ying)方(fang)法(fa)就成為監測(ce)(ce)(ce)磨(mo)(mo)損腐蝕的(de)(de)(de)(de)強有力(li)的(de)(de)(de)(de)工具。薄(bo)層活化(hua)(hua)(hua)方(fang)法(fa)（TLA）是(shi)一(yi)種先(xian)進的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損測(ce)(ce)(ce)量(liang)技術，在(zai)現(xian)代工業(ye)中的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)越來越廣。同常規的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損測(ce)(ce)(ce)量(liang)方(fang)法(fa)相比(bi)，薄(bo)層活化(hua)(hua)(hua)法(fa)是(shi)非(fei)接(jie)觸式(shi)無損遠程監測(ce)(ce)(ce)磨(mo)(mo)損、腐蝕和沖蝕等材料表面的(de)(de)(de)(de)剝蝕，不(bu)需拆卸零件(jian)，可(ke)在(zai)線進行磨(mo)(mo)損測(ce)(ce)(ce)量(liang)；可(ke)以(yi)同時測(ce)(ce)(ce)量(liang)一(yi)個機器(qi)中幾個零部件(jian)表面的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損量(liang)；該(gai)方(fang)法(fa)靈敏度高(gao)，用(yong)(yong)濃度測(ce)(ce)(ce)量(liang)法(fa)可(ke)達(da)10-6g，薄(bo)層示差法(fa)可(ke)達(da)±015ìm；活化(hua)(hua)(hua)面積小，活化(hua)(hua)(hua)深度一(yi)般不(bu)超過200ìm，放射性活度很(hen)低，在(zai)使用(yong)(yong)時低于國(guo)家規定的(de)(de)(de)(de)安全(quan)值(zhi)；此外(wai)該(gai)方(fang)法(fa)比(bi)常規方(fang)法(fa)所耗(hao)的(de)(de)(de)(de)費用(yong)(yong)更低，試驗時間明顯縮短，費效比(bi)更合理。

4 場圖像技術

場圖像技術（FSM）也有(you)譯成(cheng)“電(dian)(dian)指紋法”。通過在給定(ding)范圍進行相(xiang)應次數的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)測(ce)量，可(ke)對局(ju)部(bu)現象進行監測(ce)和定(ding)位(wei)。FSM的(de)(de)獨特之(zhi)處在于將所有(you)測(ce)量的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)同(tong)監測(ce)的(de)(de)初始值(zhi)相(xiang)比較，這些(xie)初始值(zhi)代表(biao)了部(bu)件最初的(de)(de)幾何形狀，可(ke)以(yi)將它看成(cheng)部(bu)件的(de)(de)“指紋”，電(dian)(dian)指紋法名稱即得(de)名于此。

圖7 FSM電場示(shi)意圖

5 恒電量(liang)技術

據前(qian)人研(yan)究工作，恒電量技術作為一種研(yan)究和評價(jia)鋼(gang)筋腐(fu)蝕的(de)(de)方(fang)法(fa)，在(zai)某些方(fang)面比傳統的(de)(de)方(fang)法(fa)具有(you)優(you)勢，它有(you)著快速、擾動小、無損(sun)檢測和結(jie)果定(ding)量等優(you)點，而且通過拉普(pu)拉斯(si)或富立葉變換等時(shi)(shi)-頻變換技術從恒電量激勵下衰(shuai)減信號的(de)(de)暫(zan)態(tai)響(xiang)應曲線得到電極系(xi)統的(de)(de)阻抗頻譜(pu)，可以實現(xian)實時(shi)(shi)在(zai)線測量，因此是一種極具應用潛力的(de)(de)腐(fu)蝕監測方(fang)法(fa)。

圖(tu)8 恒(heng)電量腐蝕檢測(ce)工(gong)作原理圖(tu)

3 基礎研究中的(de)腐蝕檢測技術

1 光電化學方法技術

光(guang)電(dian)化(hua)學方法是一(yi)種(zhong)原(yuan)位研(yan)究方法，對于(yu)表征(zheng)鈍化(hua)膜的(de)(de)(de)光(guang)學和電(dian)子(zi)性質、分析金(jin)屬(shu)相合金(jin)表面層(ceng)的(de)(de)(de)組成和結構以及研(yan)究金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕過程均有很好(hao)的(de)(de)(de)效果。作為一(yi)種(zhong)在微米(mi)及納(na)米(mi)尺度(du)(du)范圍內研(yan)究光(guang)電(dian)活性材料及光(guang)誘導局部光(guang)電(dian)化(hua)學的(de)(de)(de)新技術，激光(guang)掃描光(guang)電(dian)化(hua)學顯微技術的(de)(de)(de)研(yan)究不(bu)僅豐富了人們從較微觀的(de)(de)(de)角度(du)(du)對金(jin)屬(shu)氧化(hua)膜電(dian)極、半導體(ti)電(dian)極表面修飾及腐(fu)蝕過程等的(de)(de)(de)認識，而且也促(cu)進了光(guang)電(dian)化(hua)學理(li)論的(de)(de)(de)發展與完善，預期今后該技術將在金(jin)屬(shu)鈍化(hua)膜的(de)(de)(de)孔蝕及其破壞過程研(yan)究中有廣闊(kuo)的(de)(de)(de)應用前景(jing)。

2 拉曼光(guang)譜

激(ji)光(guang)拉曼(man)(man)光(guang)譜在過去(qu)的(de)(de)近二十年中越(yue)(yue)來越(yue)(yue)廣(guang)泛地在金屬腐蝕(shi)研(yan)(yan)究領域被運用(yong)，主要(yao)包括用(yong)電(dian)化(hua)學(xue)調(diao)制(zhi)(zhi)的(de)(de)原位(wei)表(biao)面增強(qiang)拉曼(man)(man)散射（SERS）對一些重(zhong)要(yao)的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑體(ti)系的(de)(de)研(yan)(yan)究和用(yong)電(dian)化(hua)學(xue)調(diao)制(zhi)(zhi)的(de)(de)SERS、普通拉曼(man)(man)光(guang)譜以(yi)及其它的(de)(de)原位(wei)或準原位(wei)拉曼(man)(man)光(guang)譜應用(yong)形式對一些氧化(hua)或鈍(dun)化(hua)膜進行表(biao)征和研(yan)(yan)究。

圖(tu)9 拉曼光(guang)譜(pu)原理圖(tu)

4 結論(lun)與展望(wang)

腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)監測發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)方向是(shi)(shi)各種腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)監測技(ji)術(shu)優勢互補，共同(tong)推進腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)防(fang)護研(yan)究快(kuai)速發(fa)展(zhan)。腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)監測技(ji)術(shu)和(he)計算機(ji)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)結合(he)是(shi)(shi)目前研(yan)究腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)監測儀(yi)器的(de)(de)(de)主(zhu)要方向，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)監測儀(yi)器的(de)(de)(de)智能化是(shi)(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)防(fang)護發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)主(zhu)流趨勢。