文/孔世希 畢戩旭 田 野

腐蝕試驗不合格的噴氣燃料會縮短發(fā)動機(jī)、機(jī)械設(shè)備的壽命，造成經(jīng)濟(jì)損失；存儲時腐蝕油罐，造成管線銹蝕、滲漏；腐蝕油泵或影響其揚(yáng)塵，影響油庫的收發(fā)能力，同時嚴(yán)重影響油料管理部門的工作。而現(xiàn)有的油料管理規(guī)范中，在油料的接收、存儲和發(fā)送中必須進(jìn)行腐蝕試驗，同時規(guī)定在接收化驗中，必須逐罐化驗，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試驗（銀片腐蝕、銅片腐蝕）試驗時間長，嚴(yán)重滯后了油庫的油料接收工作。針對腐蝕試驗時間長及結(jié)果評定的方式，展開了大量腐蝕快速檢測的研究及腐蝕結(jié)果評定改進(jìn)的研究，本文對現(xiàn)行的腐蝕試驗方法進(jìn)行對比，并展望了腐蝕快速檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢。

一、腐蝕快速檢測及結(jié)果評定研究現(xiàn)狀

1.標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試驗方法

液體燃料腐蝕試驗是直接用金屬片檢查液體燃料對金屬有無腐蝕性，它是檢查液體燃料中游離硫和活性硫化物的定性試驗方法。腐蝕試驗原理相同，均以磨光、洗凈、晾干的金屬片浸入定量的試油中，在規(guī)定的溫度下保持一段時間后，取出金屬片進(jìn)行洗滌，并與腐蝕標(biāo)準(zhǔn)色板或未試驗金屬片比較，觀察金屬片的顏色變化，判斷有無腐蝕性。腐蝕試驗主要有銅片腐蝕、銀片腐蝕試驗。對噴氣燃料而言根據(jù)GB/T5096的規(guī)定，銅片腐蝕試驗條件為試油30m l，溫度100℃，試驗時間2h；目前國內(nèi)外一些發(fā)動機(jī)燃油泵采用鍍銀附件，以改善其抗磨性能，延長使用時間，因此噴氣燃料還需要進(jìn)行銀片腐蝕試驗，根據(jù)SH/T0023-90的規(guī)定，試驗條件為試油250m l，溫度50℃，試驗時間4h。

由于標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試驗時間長，結(jié)果評定以肉眼觀測金屬片的腐蝕程度確定腐蝕級別存在人為誤差，因此展開了腐蝕試驗的快速檢測研究及結(jié)果評定方式改進(jìn)的研究。目前主要的研究方法有原電池法、電解池法、微波加熱法、圖像處理法、阻抗譜法。其中前三種方法是針對噴氣燃料的銀片腐蝕，圖像處理法是對腐蝕的結(jié)果評定方式進(jìn)行改進(jìn)，阻抗譜法目前主要用于對銅片腐蝕快速檢測進(jìn)行研究。

2.原電池法

在不對儀器做改進(jìn)的情況下可通過調(diào)整試驗溫度，并調(diào)整循環(huán)水流速至最佳狀態(tài)，使腐蝕性物質(zhì)（主要是活性硫化物）與試驗銀片維持合適的作用時間，同時將pH值調(diào)整至較低，增加體系中鹽的濃度，選擇一種物質(zhì)使之與銀片構(gòu)成原電池等措施來加速銀片的腐蝕。

基于原電池的原理，通過選擇元素周期表中銀后面的金屬或惰性電極（選擇鉑、金、石墨）作為陰極與銀片作為陽極構(gòu)成原電池，在將試驗溫度提升到80±1℃時，能在50分鐘內(nèi)得到判斷結(jié)果。油料部基于此研究頒布了噴氣燃料銀片腐蝕原電池快速實(shí)驗法，該方法的過程如下：取250m l試油，將連有電極的打磨好的銀片放入腐蝕測定儀中，水浴溫度控制在80±1℃，調(diào)節(jié)水流數(shù)度為510m l/m in，50分鐘后，根據(jù)銀片表面顏色變化評定腐蝕級別，該方法有效地縮短了銀片腐蝕實(shí)驗的時間。

3.電解池法

基于點(diǎn)解池的原理，研究溫度、電壓和溶劑對銀片腐蝕速度的影響，并通過試驗探索得出試油中加入試油體積30%的極性溶劑無水乙醇，增強(qiáng)整個測定體系的極性和導(dǎo)電能力，在外加直流15V電壓，水浴溫度50±1℃時可顯著加速銀片腐蝕的速度，可將腐蝕試驗縮短至40分鐘左右。油料部基于此研究頒布了噴氣燃料銀片腐蝕電解池快速試驗法。該方法的過程如下：在研制的專用儀器上，將金屬浴溫度控制在50±1℃，將兩塊銀片打磨后放入加有(15±0.1)V的電極上，浸入到10m l試油和3m l無水乙醇的混合液中，試驗30分鐘后，通過腐蝕嚴(yán)重的銀片表面顏色變化評定腐蝕級別。

4.微波法

通過在噴氣燃料樣品中添加微波吸收劑的方式，將微波加熱技術(shù)應(yīng)用于對噴氣燃料的加熱過程，顯著地縮短了噴氣燃料腐蝕試驗的時間。該方法的基本原理是在微波中加速體系的升溫過程，由于噴氣燃料本身主要為非極性的烴類物質(zhì)，通過選擇合適的極性微波吸收劑二縮三乙二醇，加速腐蝕的過程，縮短腐蝕實(shí)驗的時間至10分鐘得出腐蝕評級。試驗過程主要是將一定量的試油及試油量12%的二縮三乙二醇倒入帶磨口的玻璃瓶，將微波爐調(diào)至中火力，10分鐘后通過銀片表面顏色變化確定腐蝕級別。

5.圖像處理法

針對腐蝕評級以肉眼的方式進(jìn)行，通過將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用于對銅片、銀片腐蝕結(jié)果的評價中，該方法的原理是將標(biāo)準(zhǔn)比色板的腐蝕級別通過拍照的方式，應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，將整個比色板的色板信息作為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，對于測得的腐蝕結(jié)果，也采取拍照的方式，將腐蝕后的表面與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，由系統(tǒng)自動評級，得出腐蝕級別。該法在照片質(zhì)量好的前提下能有效避免常規(guī)的通過人眼確定腐蝕級別的不確定性，使得評價結(jié)果更加客觀、合理。此法僅對評價結(jié)果進(jìn)行改變，沒有對快速檢測進(jìn)行研究。

表1 腐蝕快速檢測研究及評價方式改進(jìn)

6.阻抗譜法

一種更為靈敏的檢測方式——阻抗系統(tǒng)應(yīng)用于噴氣燃料銅片腐蝕試驗的腐蝕程度和速率的檢測，從而得到更為快速和準(zhǔn)確的判斷結(jié)果，且對腐蝕全過程進(jìn)行監(jiān)控，能夠?qū)崟r觀測腐蝕情況變化。該法的基本原理和試驗方法是根據(jù)阻抗的原理，自主研發(fā)噴氣燃料腐蝕性阻抗譜快速檢測儀，同時基于印刷版電路技術(shù)，設(shè)計平面叉指式腐蝕傳感器，選擇合適的溫度和外加直流電壓的方式，加速腐蝕的過程，將檢測到的阻抗數(shù)字化表示，得出檢測信號與腐蝕變化的關(guān)系，得出的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的腐蝕試驗結(jié)果相關(guān)性好，基本證實(shí)了該技術(shù)的可行性。

二、小結(jié)及比較

從以上的研究及其成果可以得出對于噴氣燃料腐蝕試驗的改進(jìn)主要是通過加強(qiáng)反應(yīng)條件來加速樣品的腐蝕，以及應(yīng)用新的檢測方式，實(shí)現(xiàn)腐蝕的快速檢測，以更快地得到腐蝕判斷結(jié)果，還有部分研究對實(shí)驗結(jié)果評價方式進(jìn)行改進(jìn)，如表1所示。

具體來說原電池法、電解池法及微波法都是通過選擇合適的溶劑，改變外在的實(shí)驗條件，通過不同的方式（構(gòu)成原電池、電解池，加入微波吸收劑）加速腐蝕的過程，從而縮短腐蝕試驗的時間，達(dá)到快速檢測的目的，但都沒有從檢測原理入手，僅僅是采取一系列的加速腐蝕過程的手段，不能對腐蝕的過程進(jìn)行監(jiān)控，且由于沒能從根本上改變檢測方式，所以對于腐蝕結(jié)果的評價依然依賴于對金屬片進(jìn)行后續(xù)處理后通過目測與標(biāo)準(zhǔn)比色板進(jìn)行比對得出腐蝕評級。

圖像處理法應(yīng)用于對腐蝕結(jié)果評定的改進(jìn)中，在照片質(zhì)量好的情況下能夠有效地對腐蝕結(jié)果進(jìn)行評級，克服人為評定尤其是腐蝕較嚴(yán)重時，級別難以判定時的誤差，但該法僅對評定結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)，且對圖片本身質(zhì)量要求高，不適用于所有的環(huán)境中。

阻抗譜法從檢測技術(shù)入手，提出一種新的檢測方式，將阻抗技術(shù)用于腐蝕快速檢測，該方法從檢測原理入手，改變以往的僅從加快腐蝕過程的角度出發(fā)，提出新的腐蝕測定方法，且結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式表達(dá)，能夠從根本上改變以往的腐蝕評級后續(xù)操作繁瑣，且能對腐蝕過程進(jìn)行監(jiān)控，是一種新的有效的檢測手段，但目前僅證實(shí)了該技術(shù)的可行性。

三、腐蝕快速檢測技術(shù)發(fā)展展望

針對腐蝕試驗的快速檢測來說，對于一套完整的快速試驗方案，要從檢測方式入手，以縮短試驗時間和簡化評價方式為目的，對整個完整的體系進(jìn)行合理設(shè)計，實(shí)現(xiàn)腐蝕的快速檢測。

對于縮短試驗時間方面，傳統(tǒng)的方式是通過加溶劑、選擇合適的溫度等加速腐蝕的過程，新的腐蝕快速試驗方案在傳統(tǒng)的加速腐蝕過程的基礎(chǔ)上，從改變檢測方式入手，新的檢測方式應(yīng)能夠提取腐蝕的微小變化將之轉(zhuǎn)化為合理的測量量，從而能夠更靈敏地檢測腐蝕變化。如將阻抗譜技術(shù)應(yīng)用于腐蝕的快速檢測，能夠更為靈敏地提取腐蝕特征信息，將腐蝕變化轉(zhuǎn)換為阻抗的變化，通過對電路進(jìn)行合理地設(shè)計將阻抗變化轉(zhuǎn)化為對電壓的測量，不僅能對腐蝕的結(jié)果進(jìn)行評價，還可以監(jiān)控腐蝕的變化。

簡化結(jié)果評價方面，現(xiàn)有的研究僅有應(yīng)用數(shù)字圖像法將比色板信息作為數(shù)據(jù)庫，將測得結(jié)果的圖片信息與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫比較得出腐蝕評級，數(shù)字圖像法的弊端在于照片的獲取受光線、背景、焦距等的影響，圖片本身難以真實(shí)有效地反應(yīng)腐蝕信息，從而不能準(zhǔn)確判別腐蝕級別。光譜成像技術(shù)能夠有效地解決圖片信息有誤的問題，其原理是運(yùn)用光譜掃描手段獲取試樣在不同波長照射下的光學(xué)行為信息，形成有試樣上相應(yīng)點(diǎn)不同光學(xué)參量值構(gòu)成的信息分布圖像，并據(jù)此圖像獲取試樣的定位、定性和定量分析信息，在簡化結(jié)果評價方式上面，可將光譜成像技術(shù)應(yīng)用于腐蝕評級，采取與數(shù)字圖像法類似的方式，實(shí)現(xiàn)便捷的腐蝕評級。