腐蚀速度的计算公式
实验-金属腐蚀速度的测量分析
金属腐蚀速度的测量分析一、金属腐蚀速度的测量方法 1、重量法重量法是根据腐蚀前后试件质量的变化来测定金属腐蚀速度的，分为失重法和增重法两种。
当金属表面上的腐蚀产物容易除净且不至于损坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物完全牢靠地附着在试件表面时，则采用增重法。
对于失重法可由下式计算腐蚀速度：式中 V 失——金属的腐蚀速度，g·m-2·h-1； m 0——试件腐蚀前的质量，g ； m 1——试件腐蚀后的质量，g ； S ——试件的面积，m 2； t ——试件腐蚀时间，h 。
对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在上面，或者腐蚀产物脱落下来可以全部收集起来时，可用下式计算腐蚀速度：式中 V 增——金属的腐蚀速度，g·m-2·h-1； m 2——带有腐蚀产物的试件质量，g ；对于密度相同的金属，可以用上述方法比较其耐腐蚀性能，对于密度不同的金属，尽管单位表面上的质量变化相同，其腐蚀深度却不一样，对此，应用腐蚀深度来表示更为合适。
应当指出，重量法也有其局限和不足。
首先，它只考虑均匀腐蚀的情况，而没有考虑局部腐蚀的情况。
其次，对于失重法很难将腐蚀产物完全除去，如果用重量法测定其腐蚀速度，肯定不能说明实际情况。
另外，失重法的实验周期较长，短则几小时，多则数年乃至数十年，对于重量法要想做出腐蚀速度(V 增)－时间（t ）曲线需要大量的样品和冗长的时间。
2、容量法对于伴随析氢或吸氧的腐蚀过程，通过测定一定时间内的析氢量或吸氧量来计算金属的腐蚀速度的方法即为容量法。
Stm m V 10-＝失Stm m V 02-＝增许多金属在酸性溶液中，某些电负性较强的金属在中性甚至于碱性溶液中都会发生氢去极化作用而遭到腐蚀，其中：阳极过程M→Mn++ne 阴极过程nH+ +ne→(n/2)H2↑在阳极上金属不断失去电子而溶解的同时，溶液中的氢离子与阴极上过剩的电子结合而析出氢气。
金属溶解的量和析氢出的量相当。
腐蚀速度
最大腐蚀速度计算公式为vmax =h/t。
(1)式中, vmax为最大腐蚀速度; h 为最大腐蚀孔深度; t 为埋藏年限。
采用深度计测量接地体上h ,精确到0101 mm。
为了测量试件上最大深度,至少要测量5 个最深的孔,每一腐蚀坑测量3 次,取其平均值,然后利用式(1) 计算接地体的vmax 。
接地体原始重量则根据接地体的体积和密度进行计算,原始重量与除锈后的称重之差即为接地体的腐蚀失重。
对于金属全面腐蚀的程度的判定包括腐蚀前后重量变化和厚度(深度) 变化表示的腐蚀率。
金属局部腐蚀表现为孔蚀,孔蚀在小孔部位反映出腐蚀深度的变化,其他部位基本没有变化,金属损失很小,而引起破坏事故的往往是最深的孔[14 ] ,所以用最大腐蚀速度判定局部腐蚀。
以腐蚀重量变化表示的腐蚀率是单位时间内被腐蚀物的单位面积上因腐蚀引起的重量变化,称为平均腐蚀率。
其计算公式为Ra =Δm/A t。
式中, Ra 为平均腐蚀率; A 为试件曝露面积;Δm 为质量损失。
以腐蚀深度表示的腐蚀率是在单位时间内被腐蚀金属的厚度变化,称为深度腐蚀率。
其计算公式为Rh =Δm/dA t。
式中, Rh 为深度腐蚀率; d 为材料密度。
采用孔蚀因素α评价接地体的腐蚀不均匀程度, α越大,腐蚀的不均匀性愈高。
其中α= vmax / Rh 。
[ 1 ] 谢广润. 电力系统接地技术[M] . 北京:中国电力出版社,1991. [ 2 ] 刘健,王树奇,李志忠,等. 接地网腐蚀故障诊断的可测性研究[J ] . 高电压技术,2008 ,34 (1) :64269.[ 3 ] DL/ T 62121997 交流电气装置的接地[ S] ,1997.[ 4 ] 胡毅. 关于变电站接地网的腐蚀及解决措施[J ] . 高电压技术,1987 ,13 (2) :62263.[ 5 ] 杨道武,朱志平,李宇春,等. 电化学与电力设备的腐蚀与防护[M] . 北京:中国电力出版社,2004.[ 6 ] 黄小华,邵玉学. 变电站接地网的腐蚀与防护[J ] . 全面腐蚀控制,2007 ,21 (5) :22225.[ 7 ] 胡学文,许崇武,王钦. 接地网防蚀材料性能试验[J ] . 高电压技术,2002 ,28 (5) :21223.[ 8 ] 詹约章. 变电站接地网的腐蚀及防护[J ] . 高电压技术,1990 ,16 (2) :82285.[ 9 ] 肖新华,刘华,陈先禄,等. 接地网腐蚀和断点的诊断理论分析[J ] . 重庆大学学报(自然科学版) ,2001 ,24 (3) :72275.[ 10 ] 蔡崇积. 我国依国外标准设计电力交流接地网运行状况调研电力设备[J ] . 电力设备,2005 ,6 (5) :21225.[ 11 ] IEEE Std 8022000 IEEE guide for safety of AC substation grounding[ S] , 2000.[ 12 ] 刘秀晨,安成强. 金属腐蚀学[M] . 北京,国防工业出版社,2002. [ 13 ] GB/ T 1654521996 金属和合金的腐蚀2腐蚀试样上腐蚀产物的清除[ S] ,1996.[ 14 ] 中国腐蚀与防护学会. 金属的局部腐蚀[M] . 北京:化学工业出版社,1995.[15 ] 国家科学技术委员会国家自然科学基金委员会全国土壤腐蚀试验网站. 材料土壤腐蚀试验方法[M] . 北京:科学出版社,1990.[ 16 ] SY 000721999 钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范[ S] ,220kV水贝变电站地网腐蚀原因分析及改进措施2009-05-06 14:43:30来源: 网上搜集作者:佚名摘要：通过对水贝变电站地网开挖检查，发现地网腐蚀很严重，其原因主要是电化学腐蚀的作用，它与变电站地网的土壤结构和施工质量有关，并针对地网的电缆沟内接地带、接地引下线、水平地网的腐蚀原因进行了分析，提出了防止腐蚀的办法，如增大导体的截面积、改用铜材敷设、改善施工工艺、及时开挖检查等措施。
腐蚀速率换算
腐蚀速率换算
腐蚀速率是指金属在某种环境中受腐蚀的速度。
腐蚀速率的单位通常是mm/a（毫米/年），但在不同国家和行业中，可能会使用不同的单位。
因此，在进行跨国或跨行业交流时，需要进行腐蚀速率的单位换算。
对于腐蚀速率的换算，可以使用下面的公式：
腐蚀速率（mm/a）= 腐蚀深度（mm）/ 使用时间（年）
例如，某金属在一种环境中使用了5年后，发现腐蚀深度为3mm，则腐蚀速率为0.6mm/a。
在实际工程中，需要根据不同的应用环境和不同的金属材料，选择合适的腐蚀速率单位和相应的防腐措施，以延长金属材料的使用寿命。
同时，要注意腐蚀速率的测量方法和精度，以确保数据的准确性和可靠性。
- 1 -。
腐蚀速率计算公式
腐蚀速率计算公式
腐蚀速率是指金属在一定环境条件下受到腐蚀作用时，单位时间内失去质量的变化量。
腐蚀速率的计算公式主要有电池实验法和质量损失法。
1.电池实验法
电池实验法是通过制备一个由待测金属（阳极）和另一个可控制电流的电极（阴极）构成的电池，通过测量电池的电流和时间，计算出腐蚀速率。
腐蚀速率（mg/cm²·d）= I / (A × T × ρ)
其中，I为电流强度（A），A为阳极表面积（cm²），T为实验时间（d），ρ为金属密度（g/cm³）。
2.质量损失法
质量损失法是最直接的计算腐蚀速率的方法。
根据实验前后金属质量的变化，计算单位时间内的质量变化量，即可得到腐蚀速率。
腐蚀速率（mg/cm²·d）= Δm / (A × T)
其中，Δm为金属的质量损失（mg），A为金属暴露面积（cm²），T 为实验时间（d）。
3.体积损失法
体积损失法是根据实验前后金属体积的变化来计算腐蚀速率。
腐蚀速率（cm³/cm²·d）= ΔV / (A × T)
其中，ΔV为金属的体积损失（cm³），A为金属暴露面积（cm²），T 为实验时间（d）。
需要注意的是，在使用以上公式计算腐蚀速率时，需要保持实验条件的稳定，如温度、溶液浓度、氧化剂浓度等。
同时，还需要根据实际情况选择合适的实验时间，以确保获得准确的腐蚀速率数据。
此外，还有其他一些衍生的公式，如单位长度的线腐蚀速率，单位体积的体腐蚀速率等，根据实际需求使用相应的公式进行计算。
腐蚀速率如何计算
腐蚀速率如何计算金属材料的腐蚀速度常用金属腐蚀速度的重要指标、深度指标和电流指标表示。
金属腐蚀速度表示法是在要评价的土壤中埋设金属材料试样，经过一定时间后，测试出试样的重量变化或深度变化或电流变化，以此来评价土壤腐蚀性。
重量指标就是把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位金属面积与单位时间内的重量变化的数值。
它又分为失重法和增重法两种。
用公式表示为：式中v-—失重时的腐蚀速度，克/米2.小时；v+—增重时的腐蚀速度，克/米2.小时；Wo-—金属的初始重量，克；W1—消除了腐蚀产物后金属的重量，克；W2—带有腐蚀产物的金属的重量，克；S—金属的面积，米2；T—腐蚀进行的时间，小时。
金属腐蚀速度的深度指标是把金属的厚度因腐蚀而减少的量，以线量单位表示，并换算成相当于单位时间的数值。
用公式表示为：式中vL—腐蚀的xx指标，毫米/年；p—金属的密度，克/厘米3。
金属腐蚀速度的电流指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度的程度。
可由法拉第（Faraday）定律把电流指标和重量指标联系起来。
可用公式表示为：式中ia—腐蚀的电流指标，即阳极电流密度，安培/厘米2；A——原子量；N——化合价；列举几个常用的腐蚀速率计算方法：1、失重法失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量，其过程为：对预先制备的试样测量尺寸，净准确称重后置于腐蚀介质中，实验结束后取出，清除产物后清洗、干燥、再称重。
试样的失重直接表征材料的腐蚀程度。
其腐蚀速率的计算方法：通常采用单位时间内单位面积上的重量变化表征平均腐蚀速率g*(m^-2)*(h^-1)。
v=(w0-w1)/(At)；其中，W0：试样原始重量（g）；w1：试样清除产物后的重量（g）；A：试样面积（m^2);t:试验周期（h）但是这种表征方式仍然不能表示出浮士德损耗深度，为此可将腐蚀速度换算成单位时间内的平均腐蚀深度（如：mm/a)，其换算关系为：B=(1/ρ)*v*[(365*24*10)/(100*100)]=8.76*v/ρ=8.76*(w0-w1)/(ρ*A*t)B:腐蚀速率（mm/a)v:按重量计算的腐蚀失重速度（g*(m^-2)*(h^-1)。
第2章 金属腐蚀速
式中：v深为以腐蚀深度表示的腐蚀速度mm/a； v失为失重腐蚀速度，单位为g/m2h； ρ为金属的密度，单位为g/cm3； 8.76为单位换算系数。 根据金属年腐蚀深度不同，可将其耐蚀性 按十级标准（表1）和三级标准表（2）分类。
表1-2金属耐蚀性十级标准
耐蚀性分类
Ⅰ Ⅱ 完全耐蚀 很耐蚀
耐蚀性等级
以no、nZn分别表示氧和锌的物质的量（mol）。
那么，根据腐蚀产物ZnO的分子式，其
no/nZn=1/1。因此可排出下列比例式：
m0 m1 nZn AZn v失 St St
m2 m0 nO AO v增 St St
两式联立即得
v增 AZn v失 AO
当金属的腐蚀产物是MxOy时 ，其关系式为：
耐蚀
耐蚀性等级
1
腐蚀速度/(mm/a)
＜0.1
可用
不可用
2
3
0.1~1.0
＞1.0
2.3以电流密度表示腐蚀速度
电化学腐蚀中，阳极溶解导致金属腐蚀。 根据法拉第定律，每通过1法拉第（96500 C） 的电量，阳极溶解的金属的量为1/nmol。若电 流强度为I，通电时间为t，则通过的电量为It。 阳极所溶解的金属量m应为：
m0 m1 v失 St
式中：ν失为腐蚀速度（g/m2h）； m0为试样腐蚀前的质量（g）； m1为试样清除腐蚀产物后的质量； S为试样表面积（m2）； t为腐蚀时间（h）。 这种方法适用于均匀腐蚀，而且腐蚀产物 完全脱落或很容易从试样表面清除掉的情况。
当腐蚀后试样质量增加且腐蚀产物完全牢固
局部腐蚀速度及其耐蚀性的评定比较
复杂，一般不能用上述方法表示腐蚀速度。
地附着在试样表面时，可用增重法，用下列公式
腐蚀速率如何计算
腐蚀速率如何计算腐蚀速率如何计算金属材料的腐蚀速度常用金属腐蚀速度的重要指标、深度指标和电流指标表示。
金属腐蚀速度表示法是在要评价的土壤中埋设金属材料试样，经过一定时间后，测试出试样的重量变化或深度变化或电流变化，以此来评价土壤腐蚀性。
重量指标就是把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位金属面积与单位时间内的重量变化的数值。
它又分为失重法和增重法两种。
用公式表示为：式中v-—失重时的腐蚀速度，克/米2.小时；v+—增重时的腐蚀速度，克/米2.小时；Wo-—金属的初始重量，克；W1—消除了腐蚀产物后金属的重量，克；W2—带有腐蚀产物的金属的重量，克；S—金属的面积，米2；T—腐蚀进行的时间，小时。
金属腐蚀速度的深度指标是把金属的厚度因腐蚀而减少的量，以线量单位表示，并换算成相当于单位时间的数值。
用公式表示为：式中vL—腐蚀的深度指标，毫米/年；p—金属的密度，克/厘米3。
金属腐蚀速度的电流指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度的程度。
可由法拉第（Faraday）定律把电流指标和重量指标联系起来。
可用公式表示为：式中ia—腐蚀的电流指标，即阳极电流密度，安培/厘米2；A——原子量；N——化合价；列举几个常用的腐蚀速率计算方法：1、失重法失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量，其过程为：对预先制备的试样测量尺寸，净准确称重后置于腐蚀介质中，实验结束后取出，清除产物后清洗、干燥、再称重。
试样的失重直接表征材料的腐蚀程度。
其腐蚀速率的计算方法：通常采用单位时间内单位面积上的重量变化表征平均腐蚀速率g*(m^-2)*(h^-1)。
v=(w0-w1)/(At)；其中，W0：试样原始重量（g）；w1：试样清除产物后的重量（g）；A：试样面积（m^2);t:试验周期（h）但是这种表征方式仍然不能表示出浮士德损耗深度，为此可将腐蚀速度换算成单位时间内的平均腐蚀深度（如：mm/a)，其换算关系为：B=(1/ρ)*v*[(365*24*10)/(100*100)]=8.76*v/ρ=8.76*(w0-w1)/(ρ*A*t)B:腐蚀速率（mm/a)v:按重量计算的腐蚀失重速度（g*(m^-2)*(h^-1)。
腐蚀速度
失重挂片腐蚀速率计算为了计算失重挂片的腐蚀速率，请使用下述公式：22,300 X 失重(克)腐蚀速率(mpy) = ------------------------------------------------------------------------------------金属密度(克/立方厘米) X 挂片面积(平方英寸) X 时间(天)这里，“失重”是指挂片因腐蚀而损失的重量，且由挂片的初始重量减去清洗后的重量而获得；“金属密度”是指挂片金属或合金的密度，可从“合金特征表”中获得（见附录）；“挂片面积”指挂片暴露在腐蚀介质中的表面积；而“时间”是指挂片从安装到拆卸之间以天数计算的时间区段。
当挂片面积以英寸为单位且腐蚀时间以天数来计算时，上述公式可以按mpy（密尔/年）来计算腐蚀速率。
如果公式中使用其它测量单位，则要用其它常量来替换上述公式中的22,300。
下面列出了不同测量单位用的一些替换常量。
测量单位替换22,300的常量腐蚀速率(毫米/年) 566腐蚀速率(密尔/年)，挂片面积(平方厘米) 143,700腐蚀速率(毫米/年)，挂片面积(平方厘米) 3,650例如：一种重为10.9265克，且暴露面积为2.96平方英寸的低碳钢挂片在8月27日被装入工艺过程。
78天后的11月13日，该挂片从工艺过程中卸下，清洗后再次称重为10.5560克。
从“合金特征表”中查得低碳钢的密度为7.86克/立方厘米。
所以，腐蚀速率可由以下公式算出：22,300 X ( 10.9265 -- 10.5560 )----------------------------------------------------- = 4.56 mpy7.86 X 2.96 X 78天标准的挂片面积3英寸条状COSASCO®高压挂片 5.2平方英寸 COSASCO®多盘状挂片 2.3平方英寸6英寸条状COSASCO®高压挂片 11.4平方英寸3英寸条状COSASCO®多孔挂片 5.25平方英寸2英寸COSASCO®梯式挂片 3.4平方英寸3英寸条状6210型挂片(可伸缩式) 3.4平方英寸COSASCO®平面盘状挂片 2.5平方英寸附录：合金特征表/密度(g/cm3) Corrater Alloy / 合金 UNS_Code/编号 Density校正系数Aluminum,1100 / 1100 铝 A91100 2.71 0.94Aluminum,2024 / 2024 铝 A92024 2.78 0.86Brass,Arsenical Admiralty / 黄铜 C44300 8.52 1.67Brass,Aluminum Arsenical / 黄铜 C68700 8.33 1.62Brass,Phosphorized Admiralty /黄铜 C44500 8.52 1.68K03005 7.85 1.00Carbon Steel,Pipe Grade / 管道级碳钢Carbon Steel,1010 / 1010 碳钢 G10100 7.86 1.00Carbon Steel,1018 / 1018 碳钢 G10180 7.86 1.00Carpenter 20-Cb3 / 20-Cb3 卡喷特 N08020 8.08 0.98Cast Iron,Gray / 灰口铸铁 F12801 7.19 1.002.008.91Copper / 铜 C11000Copper-Nickel,90/10 铜镍合金 C70610 8.94 1.80Copper-Nickel,70/30 铜镍合金 C71500 8.94 1.50Inconel 600 / 600因科内尔合金 N06600 8.51 0.95Incoloy 800 / 800因科镍铬铁合金 N08800 7.94 0.89Incoloy 825 / 825因科镍铬铁合金 N08825 8.14 0.882.5711.34Lead / 铅 L50045Monel 400 / 400 蒙乃尔铜-镍合金 N04400 8.84 1.13N05500 8.47 1.04Monel K-500 / K-500蒙乃尔铜-镍合金Nickel 200 / 200 镍 N02200 8.89 0.93 Stainless Steel,304 / 304 不锈钢 S30400 8.02 0.89Stainless Steel,304L / 304L不锈钢 S30403 8.02 0.89Stainless Steel,316 / 316 不锈钢 S31600 8.02 0.90Stainless Steel,316L / 316L 不锈钢 S31603 8.02 0.90S31803 7.80 0.89Stainless Steel,2205 Duplex /2205双相不锈钢Titanium,Gr.2&4 / Gr.2&4 钛 R50400 4.54 0.751.29 Zinc / 锌 Z170017.13。
腐蚀速度
最大腐蚀速度计算公式为vmax =h/t。
(1)式中, vmax为最大腐蚀速度; h 为最大腐蚀孔深度; t 为埋藏年限。
采用深度计测量接地体上h ,精确到0101 mm。
为了测量试件上最大深度,至少要测量5 个最深的孔,每一腐蚀坑测量3 次,取其平均值,然后利用式(1) 计算接地体的vmax 。
接地体原始重量则根据接地体的体积和密度进行计算,原始重量与除锈后的称重之差即为接地体的腐蚀失重。
对于金属全面腐蚀的程度的判定包括腐蚀前后重量变化和厚度(深度) 变化表示的腐蚀率。
金属局部腐蚀表现为孔蚀,孔蚀在小孔部位反映出腐蚀深度的变化,其他部位基本没有变化,金属损失很小,而引起破坏事故的往往是最深的孔[14 ] ,所以用最大腐蚀速度判定局部腐蚀。
以腐蚀重量变化表示的腐蚀率是单位时间内被腐蚀物的单位面积上因腐蚀引起的重量变化,称为平均腐蚀率。
其计算公式为Ra =Δm/A t。
式中, Ra 为平均腐蚀率; A 为试件曝露面积;Δm 为质量损失。
以腐蚀深度表示的腐蚀率是在单位时间内被腐蚀金属的厚度变化,称为深度腐蚀率。
其计算公式为Rh =Δm/dA t。
式中, Rh 为深度腐蚀率; d 为材料密度。
采用孔蚀因素α评价接地体的腐蚀不均匀程度, α越大,腐蚀的不均匀性愈高。
其中α= vmax / Rh 。
[ 1 ] 谢广润. 电力系统接地技术[M] . 北京:中国电力出版社,1991. [ 2 ] 刘健,王树奇,李志忠,等. 接地网腐蚀故障诊断的可测性研究[J ] . 高电压技术,2008 ,34 (1) :64269.[ 3 ] DL/ T 62121997 交流电气装置的接地[ S] ,1997.[ 4 ] 胡毅. 关于变电站接地网的腐蚀及解决措施[J ] . 高电压技术,1987 ,13 (2) :62263.[ 5 ] 杨道武,朱志平,李宇春,等. 电化学与电力设备的腐蚀与防护[M] . 北京:中国电力出版社,2004.[ 6 ] 黄小华,邵玉学. 变电站接地网的腐蚀与防护[J ] . 全面腐蚀控制,2007 ,21 (5) :22225.[ 7 ] 胡学文,许崇武,王钦. 接地网防蚀材料性能试验[J ] . 高电压技术,2002 ,28 (5) :21223.[ 8 ] 詹约章. 变电站接地网的腐蚀及防护[J ] . 高电压技术,1990 ,16 (2) :82285.[ 9 ] 肖新华,刘华,陈先禄,等. 接地网腐蚀和断点的诊断理论分析[J ] . 重庆大学学报(自然科学版) ,2001 ,24 (3) :72275.[ 10 ] 蔡崇积. 我国依国外标准设计电力交流接地网运行状况调研电力设备[J ] . 电力设备,2005 ,6 (5) :21225.[ 11 ] IEEE Std 8022000 IEEE guide for safety of AC substation grounding[ S] , 2000.[ 12 ] 刘秀晨,安成强. 金属腐蚀学[M] . 北京,国防工业出版社,2002. [ 13 ] GB/ T 1654521996 金属和合金的腐蚀2腐蚀试样上腐蚀产物的清除[ S] ,1996.[ 14 ] 中国腐蚀与防护学会. 金属的局部腐蚀[M] . 北京:化学工业出版社,1995.[15 ] 国家科学技术委员会国家自然科学基金委员会全国土壤腐蚀试验网站. 材料土壤腐蚀试验方法[M] . 北京:科学出版社,1990.[ 16 ] SY 000721999 钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范[ S] ,220kV水贝变电站地网腐蚀原因分析及改进措施2009-05-06 14:43:30来源: 网上搜集作者:佚名摘要：通过对水贝变电站地网开挖检查，发现地网腐蚀很严重，其原因主要是电化学腐蚀的作用，它与变电站地网的土壤结构和施工质量有关，并针对地网的电缆沟内接地带、接地引下线、水平地网的腐蚀原因进行了分析，提出了防止腐蚀的办法，如增大导体的截面积、改用铜材敷设、改善施工工艺、及时开挖检查等措施。