[分享] 如何进行与腐蚀相关的失效分析

原作者：史蒂文·布拉德利 ( Steven Bradley)

图片:corrosion-analysis.jpg

进行根本原因分析以确定腐蚀失效的确切原因并确定适当的补救措施以防止将来再次发生需要进行彻底和详细的失效分析。故障分析专家可以参与产品生命周期的任何阶段，包括设计、制造、服务期间，以及最终出现零件故障时。出于本文的目的，我们将只关注腐蚀或与环境相关的故障，包括应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、侵蚀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、沉积物下腐蚀,微生物影响的腐蚀、氢脆和丝状腐蚀。

腐蚀失效分析的关键步骤
故障分析的步骤通常包括：

信息收集
初步目视检查和文件
非破坏性测试
通过机械、化学和热测试表征材料特性
为后续分析选择样本
断裂面、二次裂纹和表面状态的宏观检查
显微镜检查
横截面的选择、准备和检查
识别故障机制
测试模拟故障
数据审查、结论的制定和报告
信息收集阶段
对于与腐蚀相关的故障，信息收集对于确定服务参数非常关键，可能包括检查过程数据和日志以及操作程序。这些信息对于开发分析方法以及根本原因确定的核心部分非常有帮助。所需资料包括：

故障件的应用、用途及作用
指定的材料和（如果是焊接的）指定的焊接耗材以及应用的焊接程序
故障部件的使用寿命历史和寿命
以前是否有过故障（包括故障类型和频率）。
维护检查记录
工作温度，包括温度偏移和工作压力
停机次数，包括紧急停机及其持续时间
铺设程序（湿式或干式）（​​如果指定用于停电）
启动和关闭程序
服务环境，包括内部和外部
设计和维修变更
周边冶金
设计温度和压力

欢迎大家补充

国外的资料讲究的是严谨，他们有很多辅助设备可以利用，而且生产管理都是档案化，这为腐蚀原因的分析提供了很大的帮助。但在国内无论是辅助设备还是生产管理，目前还达不到国外的水平。腐蚀原因的分析判断大部分依赖经验。我在实际工作中就腐蚀原因的分析大概有以下几点经验：
如果材料选择正确，施工没有问题，影响防腐效果最大的其实就是一个字“变”！在稳态环境，腐蚀不易发生，在“变”化区域腐蚀会加速发生，比如海洋防腐，水下、水上都容易做到防腐，但浪汐区因干湿交替频繁、氧浓度变化大等影响最容易出现问题。所以，第一思路就是分析腐蚀发生的设备的“稳”、“变”。
1.了解设备所处的使用环境，包括温度、湿度、大气污染情况、周边设备干扰（震动、传热、事故状态下可能出现的影响）等；
2.了解设备的用途和工作机理，包括表面温度、接触介质、可变因素及变化规律（温度、浓度、湿度、关停机）等，当然还要看设备外形是否存在天生缺陷如变径、异形、冷凝面、穴状结构等；
3.观察腐蚀区域，主要看是否有规律性。有规律，则可基本排出材料在大部分区域的适用性问题，根据规律观察腐蚀区域所处位置，分析结构带来的影响如：应力集中点、冷凝半干区、窝风窝液区、压力骤变区、骤然风冷区、等等；
4.观察腐蚀产物的性状，包括颜色、物理外形、含湿量、堆砌形态等；通过基材材质、腐蚀介质颜色等大致可分析腐蚀产物的种类，特别是铁基的，颜色区分很简单；
5.观察腐蚀失效区域所采用的防腐措施的外观（涂层外观），是脱落还是起泡？是内长锈鼓起还是层片状撕裂、涂层是脆化还是软化等等。这些可有助于了解防腐涂层失效的原因，可以大致分辨是材料还是施工的问题。
6.了解失效防腐层的材料及施工过程，了解该设备的防腐及腐蚀历史，如果该设备建立有《腐蚀档案》，可以按图索骥的去寻找共性及差异性，从而佐证眼前腐蚀失效的判断结果。
7.综合、梳理所有了解到的信息，用微观化思维去推演或反推自己的判断，在推演中如有缺失的关键因素，则针对性的再次细节化梳理以上信息，确实不存在则重新作出判断。如推演、反推成立，则可基本确定原因，由该原因发散思考其影响因素扩大思维面寻找因素根源，并思考如何克服，这样即有了问题分析报告又有了后续解决方案。

这是我多年来一直采用的弊病分析思维，以上步骤并不是必须全部有，也不是必须按照这样的顺序，当让更不是分析问题的全部思考（有种叫做经验的东西是无法用言语描述的，比如你问老司机，刚才你踩离合了吗？可能他根本不知道是否踩了，因为技能已经变成了无法描述的本能）。
抛砖引玉吧，虽然敲字很累，但作为在涂料研发和技术支持岗位摸爬滚打近30年的老同志，我还是乐意与大家分享我的经验的。

睿饮一壶春:国外的资料讲究的是严谨，他们有很多辅助设备可以利用，而且生产管理都是档案化，这为腐蚀原因的分析提供了很大的帮助。但在国内无论是辅助设备还是生产管理，目前还达不到国外的水平。腐蚀原因的分析判断大部分依赖经验。我在实际工作中就腐蚀原因的分析大概有以下几点经验：
如 .. (2023-02-22 17:25) 

《腐蚀档案》，这个观念特别新颖。

欢迎大家补充

感谢分享

感谢各位大师分享

失效分析涉及的专业太多，工艺、操作、焊接、材料等等，本人所在公司的失效分析目前还停留在由管检验的人来做，对人的水平和经验要求很高。搞检验的已经呼吁很多次采用小组讨论方式邀请涉及专业共同理出腐蚀机理，但在生产做唯一主导的情况下，实现难度太大

这是个系统工程，不简单啊

学习提高！

学习了，非常不错