书 书 书犐犆犛 １９ ． １００ 犑 ０４ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３８８９４ — ２０２０ /G21 /G22 /G23 /G24 　 /G25 /G26 /G27 /G23 /G24 　 /G28 /G29 犖狅狀犱犲狊狋狉狌犮狋犻狏犲狋犲狊狋犻狀犵 — 犈犾犲犮狋狉狅犮犺犲犿犻犮犪犾狋犲狊狋犻狀犵 — 犌犲狀犲狉犪犾狆狉犻狀犮犻狆犾犲狊 ２０２０  ０６  ０２ /G2A /G2B ２０２０  １２  ０１ /G2C /G2D /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G2A /G2B书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 检测原理 １ ………………………………………………………………………………………………… ５ 　 人员要求 ６ ………………………………………………………………………………………………… ６ 　 电化学检测设备 ６ ………………………………………………………………………………………… ７ 　 检测 ７ ……………………………………………………………………………………………………… ８ 　 检测报告 ８ ………………………………………………………………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８８９４ — ２０２０ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ５６ ） 提出并归口 。 本标准起草单位 ： 厦门乐钢材料科技有限公司 、 爱德森 （ 厦门 ） 电子有限公司 、 厦门大学 、 苏州热工研究院有限公司 、 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 、 中海油常州涂料化工研究院有限公司 、 中国科学院金属研究所 、 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 、 中交公规土木大数据信息技术 （ 北京 ） 有限公司 、 中交公路规划设计院有限公司 、 集美大学 。 本标准主要起草人 ： 林理文 、 董士刚 、 林昌健 、 林俊明 、 孙晓光 、 林斌 、 朱文胜 、 台闯 、 王晶晶 、 李娜 、 刘志强 、 李寒林 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ３８８９４ — ２０２０ 无损检测 　 电化学检测 　 总则 １ 　 范围 本标准规定了对金属材料及制品 、 基础设施中的钢铁等采用选择性电极 、 电化学阻抗 、 多重动电位扫描等无损电化学检测的一般原则 。 本标准适用于金属设备及构件在服役环境中的腐蚀状态 、 腐蚀倾向性和腐蚀速率的无损检测 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ１０１２３ 　 金属和合金的腐蚀 　 基本术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ３３３７３ 　 防腐蚀 　 电化学保护 　 术语 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ１０１２３ 和 ＧＢ ／ Ｔ３３３７３ 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 服役环境 　 狊犲狉狏犻犮犲犲狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋 金属设备及其构件在使用过程中所处的环境 。 ３ ． ２ 多重动电位扫描极化 　 犿狌犾狋犻犮犻狉犮犾犲狆狅狋犲狀狋犻犪犾犱狔狀犪犿犻犮狆狅犾犪狉犻狕犪狋犻狅狀 以一定的电位扫描速度 ， 对有机涂层 ／ 金属体系施加反复的电位极化 ， 并测量其响应电流 ， 快速评测有机涂层 ／ 金属基底的耐腐蚀性能 。 ３ ． ３ 阵列参比电极 　 犪狉狉犪狔狉犲犳犲狉犲狀犮犲犲犾犲犮狋狉狅犱犲 由多支相互绝缘的微参比电极 （ 如 Ａｇ ／ ＡｇＣｌ ） 按一定的阵列紧密排列组合 ， 同时测量每支微参比电极相对于金属的电位或微参比电极间的电流 ， 获得具有空间分辨的金属电位或电流密度分布 。 ４ 　 检测原理 ４ ． １ 　 选择性电极检测 ４ ． １ ． １ 　 概述 通过选择性电极或氧化还原电极对被检测金属设备或构件服役环境中 Ｃｌ － 含量及 ｐＨ 值进行检测 、 监测 ， 评估服役环境的腐蚀性对金属腐蚀反应进程 、 腐蚀速度及腐蚀程度的影响 。 ４ ． １ ． ２ 　 氯离子的检测 服役环境中的氯离子含量的检测 ， 使用 Ａｇ ／ ＡｇＣｌ 电极为氯离子传感器 。 Ａｇ ／ ＡｇＣｌ 电极在含氯离 １ 犌犅 ／ 犜 ３８８９４ — ２０２０ 子的环境中 ， 发生如下电化学反应 ； ＡｇＣｌ＋ｅ → Ａｇ＋Ｃｌ － 当上述反应达到平衡状态时 ， Ａｇ ／ ＡｇＣｌ 电极的电位与环境中氯离子的浓度符合线性关系 。 通过在一系列标准氯离子浓度的溶液中测量 Ａｇ ／ ＡｇＣｌ 电极的电位 ， 得到氯离子传感器的工作曲线 。 通过测量氯离子传感器的电位 ， 可计算得到服役环境中氯离子的浓度 。 ４ ． １ ． ３ 　 狆犎 值的检测 服役环境的 ｐＨ 值的检测 ， 采用 Ｔｉ ／ ＩｒＯ ２ 电极作为 ｐＨ 值传感器 ， 电极结构为金属钛表面覆盖 ＩｒＯ ２ 膜层 ， 其中金属钛为导电体 ， ＩｒＯ ２ 膜层为氢离子敏感膜 。 在水溶液环境中 ， Ｔｉ ／ ＩｒＯ ２ 电极表面发生如下电化学反应 ： ２ＩｒＯ ２ ＋２Ｈ ＋ ＋２ｅ → Ｉｒ ２ Ｏ ３ ＋Ｈ ２ Ｏ 在平衡状态时 ， Ｔｉ ／ ＩｒＯ ２ 电极的电位与溶液中氢离子的浓度符合线性关系 。 通过在一系列标准 ｐＨ 溶液中测量 ， Ｔｉ ／ ＩｒＯ ２ 电极的电位 ， 可得到 ｐＨ 传感器的工作曲线 。 测量 ｐＨ 传感器的电位 ， 根据工作曲线的斜率和截距值 ， 可换算得到服役环境的 ｐＨ 值 。 ４ ． １ ． ４ 　 特点 选择性电极检测具有下列特点 ： ——— 操作方便 、 迅速 ， 不受环境介质颜色或浑浊度影响 ； ——— 可进行跟踪监测和自动化检测 。 ４ ． １ ． ５ 　 局限性 选择性电极检测具有下列局限性 ： ——— 环境介质中其他物种可能对检测存在干扰 ； ——— 选择性电极对环境中物种检测存在温度偏差 ， 需加以补偿校正 。 ４ ． ２ 　 腐蚀电位检测 ４ ． ２ ． １ 　 概述 腐蚀电位是重要的腐蚀电化学参数 ， 可评判金属的腐蚀倾向性 ， 也是电化学保护中的一个重要参数 。 ４ ． ２ ． ２ 　 参比电极的选择 参比电极的选择应满足如下要求 ： ——— 在服役环境中具有高的稳定性 ； ——— 允许通过较小电流而不产生电极极化 ； ——— 在服役环境中具有良好的耐久性 ； ——— 对环境无污染 。 ４ ． ２ ． ３ 　 高输入阻抗电位计 采用合适的参考电极和高输入电阻的电位计直接测量腐蚀电位 。 电位计的输入阻抗不低于 １０ １０ Ω ， 电位测量误差不高于 ±５ｍＶ 。 ４ ． ２ ． ４ 　 特点 腐蚀电位检测具有下列特点 ： ２ 犌犅 ／ 犜 ３８８９４ — ２０２０ ——— 设备简单 ， 操作简便 ， 检测快速 ； ——— 数据处理简易 、 方便 ； ——— 可实现长期连续监测 。 ４ ． ２ ． ５ 　 局限性 腐蚀电位检测具有下列局限性 ： ——— 腐蚀电位影响因素复杂 ， 可能随时间发生漂移 ； ——— 只能反映金属材料的腐蚀倾向性 ， 不能反映腐蚀的速度 ； ——— 测量精度受环境介质的电阻和温度影响 。 ４ ． ２ ． ６ 　 腐蚀电位判据 金属在特定的介质环境中有确定的腐蚀电位 （ 开路电位 ）， 由此可利用腐蚀电位评判金属腐蚀的可 能性和腐蚀概率 。 表 １ 为钢筋在混凝土环境中腐蚀状态的腐蚀电位判据 。 表 １ 　 钢筋在混凝土中腐蚀状态的腐蚀电位评估依据 腐蚀电位 （ ｖｓ．ＣＳＥ ） Ｖ 腐蚀可能性 ＞ －０．２ ＜ １０％ －０．２ ～ －０．３５ 不确定 －０．３５ ～ －０．５ ＞ ９０％ ＜ －０．５ 非常严重 　　 注 ： ＣＳＥ 为饱和硫酸铜参比电极 。 ４ ． ３ 　 电化学阻抗检测 ４ ． ３ ． １ 　 概述 给金属腐蚀体系施加一个小振幅的交流电扰动信号 ， 测量相应的交流电响应信号 ， 计算电压与电流 的比值 （ 即腐蚀体系的阻抗 ） 或相位角随正弦波频率的变化 ， 进而分析金属腐蚀体系的动力学过程及腐 蚀速度 。 ４ ． ３ ． ２ 　 检测的基本条件 电化学阻抗测量应满足以下条件 ： ——— 因果性条件 ： 用一个正弦波电位信号对腐蚀体系进行扰动时 ， 腐蚀体系只对该电位信号响应 ； ——— 线性条件 ： 腐蚀体系输出的响应信号与输入的扰动信号之间存在近似线性关系 ； ——— 稳定性条件 ： 停止对腐蚀体系施加扰动后 ， 腐蚀体系能回复到原来的状态 。 ４ ． ３ ． ３ 　 电化学阻抗谱 以一定频率范围的小振幅正弦波电位 （ 或电流 ） 为扰动信号对服役环境中金属体系进行激励 ， 通过 测量相应的交流电流 （ 或电位 ） 响应信号