失效分析可以幫助腐蝕工程師確定組件或設備失效的原因，并防止相同類型的故障發(fā)生。失效分析是一個廣闊的概念，它包括像電子、機械、冶金、腐蝕等等不同的領域。然而，對于腐蝕工程師來說，失效分析則是研究因腐蝕或機械腐蝕而引起的部件或設備故障的具體案例、確定故障的根本原因、防止將來類似失效的發(fā)生的這一過程。

根據(jù)工業(yè)需要進行腐蝕失效分析有幾個重要的原因：

● 確定工業(yè)過程中的腐蝕機理

失效分析是理解腐蝕過程的一個初步過程。

● 提出可行的指導原則和補救措施，避免類似腐蝕失效的重復發(fā)生

● 法醫(yī)分析

在某些情況下，我們需要對化學事故、火災、泄漏或環(huán)境污染對金屬部件的破壞進行失效分析。

失效分析過程一般分為三個步驟：

1. 獲取和收集與零件或設備相關的歷史信息。

2. 對失效部件進行詳細的檢查。

3. 討論導致失效的原因。

下面，我們將討論這些腐蝕失效分析階段的詳細內(nèi)容。

一、創(chuàng)建零件和設備背景記錄

關于失效零件和零件所處工作環(huán)境的詳細信息對于失效分析是必要的。事實上，沒有足夠的資料與數(shù)據(jù)，失效分析是無法進行的。了解失效零件的化學成分、微觀結構、連續(xù)性、機械變形和熱處理歷史等冶金數(shù)據(jù)是非常重要的。零件的工作環(huán)境是在這一分析階段必須考慮的另一個條件。在確定化學成分、溫度、流體速度和強度等必須的基本信息時，也不應忽視一些更詳細的信息。例如，在對某海水泵進行第一次調(diào)查時可知，此連續(xù)泵出海水的泵中出現(xiàn)點蝕是的可能性是非常小的，這是因為在移動的溶液中不會發(fā)生點蝕。然而，這些記錄可能會顯示一個簡單的檢修或另一個足以引發(fā)腐蝕的情況。因此，了解環(huán)境的變化（如成分、溫度等的變化）是非常重要的。另外，僅僅參考數(shù)據(jù)表并不足以收集數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，當運行條件偏離初始設計條件時才會發(fā)生腐蝕。例如，某埋地管道因腐蝕被破壞，但探測此段管道與土壤的電化學電位卻顯示管道進行了陰極保護并且并未失效。那失效是如何發(fā)生的呢？這可能是由附近新設的高壓輸電線引起的交流腐蝕導致的，而工程師們可能并未考慮到這一因素。因此，應仔細考慮周圍環(huán)境的任何變化。檢查報告和相關日期也是重要因素。了解最后一次調(diào)查零件并且沒有發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕的時間是非常重要的。這將有助于確定發(fā)生腐蝕的大致時間范圍。

二、檢查失效的部件

在這個階段中，我們要做的是檢查故障組件，并在某些情況下檢查相鄰組件，以獲取有關故障的更多信息。有必要通過記錄筆記和照片來記錄整個過程中的所有觀察。這個文檔為工程師們提供了回顧和討論所需信息。一般情況下，工業(yè)設備中的腐蝕部件會被送到實驗室進行更詳細的調(diào)查。為了保存樣品的原始形貌，并盡量減少樣品的損壞，最小化對于樣品的損壞，需要非常仔細的取樣和切片操作。在運往實驗室之前，所有的樣品都應該被確認完畢并放在合適的包裝中。在實驗室里，研究人員可以使用各種各樣的儀器工具來檢查腐蝕的樣品。最簡單的方法是從視覺檢查開始。視覺檢查時，應集中觀察腐蝕的類型和強度。樣品的腐蝕類型往往影響著一些重要的判斷。例如，分析點腐蝕時，在此步驟中應對坑的形狀和密度進行評估。然而，對于侵蝕腐蝕來說，了解磨損的形式和深度是非常重要的。光學或掃描電子顯微鏡能被用于獲得更詳細的信息。有時，對腐蝕樣品截面的檢查可以為腐蝕背后原因的揭示提供有用的線索。對試樣進行微觀檢驗，是確定腐蝕深度、凹陷特征、裂紋類型（晶間或穿晶等）的好方法。

測定腐蝕產(chǎn)物的形貌、體積和化學成分，對于發(fā)現(xiàn)腐蝕的根本原因也很有幫助。例如，有幾種腐蝕產(chǎn)物可以沉積在埋地管道表面，且每一種都在特定的條件下形成。像菱鐵礦（FeCO3）就會在含有碳酸鹽的高ph、無氧溶液中形成。然而，當在相同的條件下，溶液中含有少量硫時，綠銹（一種復雜的氫氧化鐵和碳酸鹽成分）卻會更穩(wěn)定。在另一個例子中，通過硫酸鹽還原菌識別鋼結構的微生物誘導腐蝕（MIC）方法之一便是檢測作為腐蝕產(chǎn)物的微量鐵礦（FeS）。

有許多方法可以識別腐蝕產(chǎn)物的組成和結構，包括x射線衍射、x射線熒光、能量色散x射線光譜、傅里葉變換紅外光譜和拉曼光譜。如果是機械方面的原因（如磨損或斷裂）導致失效的話，就需要對樣品進行力學測試。在大多數(shù)情況下，硬度試驗以及金相組織觀察能夠為我們提供金屬樣品在腐蝕失效分析中所需力學性能方面的足夠信息。

三、報告數(shù)據(jù)，推斷結論，提出建議

當所有的信息都被收集齊時，腐蝕工程師應該以合理的方式分析數(shù)據(jù)。重要的是要考慮所有的數(shù)據(jù)以避免誤讀。這一步需要足夠的知識和經(jīng)驗，以防止由于分析人員的無能而產(chǎn)生新的失效或額外的費用。

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