1概述 1
1.1 腐蚀的定义 1
1.2腐蚀损失 1
1.3腐蚀监测及其在腐蚀防护与控制中的重要性 2
1.4本书的组织结构 3
1.5参考文献 4
2腐蚀基础知识和性能表征技术 5
2.1腐蚀的分类 5
2.2全面腐蚀 5
2.3钝化和局部腐蚀 7
2.3.1 电偶腐蚀 9
2.3.2点蚀 10
2.3.3缝隙腐蚀 12
2.3.4成分选择腐蚀（脱合金） 14
2.3.5晶间腐蚀 15
2.4微生物腐蚀 16
2.5流动促进腐蚀和磨损腐蚀 18
2.6应力腐蚀破裂 19
2.7腐蚀疲劳 22
2.8氢脆 24
2.9表征技术 25
2.9.1表面分析技术 25
2.9.2腐蚀产物表征手段 27
2.10参考文献 27
第一篇 腐蚀监测的电化学技术/ 33
3电化学极化技术 35
3.1引言 35
3.2腐蚀的电化学本质 35
3.3能量-电位-电流的关系 36
3.3.1能量 36
3.3.2电位 36
3.3.3电流 40
3.4电化学极化技术测定腐蚀速度 41
3.4.1极化电阻法 42
3.4.2Tafel外推法 46
3.4.3循环动电位极化法 47
3.4.4循环电流阶梯极化法 49
3.4.5恒电位极化法 51
3.4.6电偶腐蚀速率 51
3.5腐蚀电流Icorr与腐蚀速度的转化 51
3.6实验室电极化方法测定腐蚀速度 52
3.6.1 工作电极 54
3.6.2辅助电极 54
3.6.3参比电极 54
3.6.4电解液 55
3.6.5恒电位仪 56
3.7极化法现场测定腐蚀速度 56
3.8极化法测定腐蚀速度的局限性 58
3.8.1溶液电阻 58
3.8.2扫描速度 59
3.8.3电极搭桥 59
3.8.4氧化还原反应的存在 59
3.8.5腐蚀电位的变化 59
3.8.6扩散控制的情况 59
3.8.7仅适用于均匀腐蚀 60
3.9极化法在工业中的应用 60
3.10发展趋势 60
3.11补充资料 61
3.12参考文献 61
4电化学噪声法 64
4.1引言 64
4.1.1什么是电化学噪声？ 64
4.1.2电化学噪声测量的历史 64
4.2电化学噪声的测量 65
4.2.1电化学电位噪声 65
4.2.2电化学电流噪声 65
4.2.3电位和电流噪声同时测量 65
4.2.4仪器要求 65
4.3可替代的电化学噪声方法 67
4.3.1非对称电极法 68
4.3.2切换法 68
4.3.3噪声与阻抗联合测定 69
4.3.4电化学噪声设备的测试 69
4.4电化学噪声的解释 69
4.4.1引言 69
4.4.2时间记录的直接检查 70
4.4.3统计法 70
4.4.4波谱法 74
4.4.5小波分析方法 74
4.4.6混沌法 74
4.4.7神经网络法 74
4.5电化学噪声法和极化电阻法在计算腐蚀速度方面的比较 75
4.5.1 噪声电阻的优势 75
4.5.2电化学噪声法辨别腐蚀类型 75
4.6实际应用 76
4.7谐波失真分析 76
4.8电化学频率调制 78
4.9参考文献 78
5零电阻电流计和流电传感器 81
5.1 引言 81
5.2伽伐尼电流 81
5.3零电阻电流计测量电路 83
5.4应用 83
5.4.1大气 83
5.4.2冷却水 85
5.4.3土壤 85
5.4.4缝隙 86
5.4.5混凝土 89
5.5发展趋势 90
5.6参考文献 91
6微流电池技术 94
6.1引言 94
6.2微流电池方法的原理 94
6.2.1微流电池方法所解决的问题 94
6.2.2物理模型 96
6.2.3获取局部腐蚀速率的微流电池方法 97
6.2.4技术的验证 101
6.2.5基于微流电池方法的局部腐蚀监测仪的现场应用 102
6.3数据解释和应用 104
6.3.1 碳钢腐蚀有效控制的一般问题 104
6.3.2缓蚀剂作用原理 105
6.3.3冷却水处理时的性能问题 106
6.3.4改善冷却水处理性能的集成解决方案 107
6.3.5解释局部腐蚀监测仪读数应考虑的因素 108
6.4应用 112
6.5发展趋势及补充资料 112
6.6参考文献 113
7腐蚀热力学及电位法测定局部腐蚀 116
7.1引言 116
7.2腐蚀热力学 116
7.2.1化学势与电化学势 116
7.2.2电极电势 118
7.2.3吉布斯自由能 119
7.2.4非标准状态下的电极电势 120
7.2.5腐蚀电位与混合电位理论 121
7.3合金的电位序 126
7.4电位法测定局部腐蚀 127
7.4.1钝态 128
7.4.2局部腐蚀敏感性指标 130
7.4.3局部腐蚀敏感性指标的测定 131
7.5总结 134
7.6参考文献 134
8多电极系统 137
8.1引言 137
8.2早期多电极系统 137
8.3非耦合多电极矩阵 139
8.4耦合多电极系统的腐蚀探测 140
8.5耦合多电极系统用于空间腐蚀及电化学研究 142
8.6耦合多电极矩阵系统的空间腐蚀测定 143
8.7耦合多电极矩阵传感器的简单输出参数 145
8.7.1腐蚀监测耦合多电极矩阵传感器的原理 145
8.7.2局部腐蚀最大速率 149
8.7.3用耦合多电极矩阵传感器与局部腐蚀速率因子估计均匀腐蚀速率 151
8.7.4用耦合多电极矩阵传感器与局部腐蚀深度因子估计均匀腐蚀深度 152
8.7.5局部腐蚀累计最大速率 155
8.8内部电流、导电沉积物和缝隙对CMAS探头表面裂纹的最小影响 159
8.8.1内部电流对耦合多电极矩阵传感器测定局部腐蚀速率的最小影响 159
8.8.2含H2 S环境中腐蚀产物的形成对耦合多电极矩阵传感器测定局部腐蚀速率的最小影响 162
8.8.3裂纹对耦合多电极矩阵传感器测定局部腐蚀速率的最小影响 164
8.9耦合多电极矩阵传感器测定腐蚀速率的确认 165
8.9.1 与工业冷却水系统中碳钢试片数据的比较 166
8.9.2与海水系统中碳钢、铝、不锈钢试片数据的比较 167
8.9.3与铝合金多电极贯穿探头数据的比较 168
8.10实时腐蚀监测耦合多电极矩阵传感器的应用 170
8.11多电极系统的局限性 171
8.12总结 172
8.13参考文献 172
第二篇 腐蚀监测的其他物理化学方法/ 181
9重量分析技术 183
9.1 引言 183
9.2热重分析（TGA）技术 183
9.3石英晶体微量天平（QCM）技术 185
9.3.1 QCM原理 186
9.3.2石英晶体微量天平实验及设备 189
9.3.3耗散技术 190
9.3.4电化学石英晶体微量天平 191
9.4重量分析技术总结 193
9.5参考文献 194
10放射性示踪法 196
10.1 原理及历史 196
10.2前提 197
10.3标号法 198
10.3.1 整体活化或热中子活化 198
10.3.2薄层活化或表面层活化 199
10.4潜在同位素 200
10.5腐蚀单位的转化及校准 200
10.6应用及局限性 201
10.6.1 应用示例 201
10.6.2局限性 204
10.7补充资料 204
10.8参考文献 204
11电阻技术 205
11.1引言及背景 205
11.2感测探针设计 207
11.3应用实例 209
11.3.1 化工及石油和天然气工业 209
11.3.2混凝土结构 210
11.3.3大气 210
11.3.4土壤腐蚀 211
11.4感测探针的电子器件和仪表 212
11.5电阻法的演化 213
11.5.1电感法 213
11.5.2场信号法 215
11.6优点和局限性 216
11.7结束语 216
11.8参考文献 217
12腐蚀监测无损评价技术 218
12.1引言 218
12.2腐蚀监测无损评价技术 218
12.2.1超声波监测技术 219
12.2.2涡流 220
12.2.3声发射及设备 222
12.2.4导波及设备 223
12.2.5红外热成像 227
12.3发展趋势 229
12.4参考文献 230
13氢渗透测量技术在石油化工装置上的应用 233
13.1引言 233
13.2导致氢渗透的原因及测量 233
13.3用氢通量测量仪器测量氢活性 234
13.4应用实例 236
13.4.1用氢通量技术评估氢损伤 236
13.4.2除氢处理 237
13.4.3用氢通量展示酸性气体腐蚀和相关介质腐蚀 237
13.3.4用氢通量显示HF酸腐蚀 238
13.4.5环烷酸腐蚀和硫酸根腐蚀 238
13.5参考文献 238
14旋转笼及喷射冲击技术 240
14.1引言 240
14.2旋转笼 240
14.2.1历史 240
14.2.2旋转笼设备 241
14.2.3旋转笼的流动特性 241
14.2.4均匀腐蚀与局部腐蚀的模拟 245
14.2.5旋转笼的典型应用 245
14.3喷射冲击 247
14.3.1历史 247
14.3.2喷射冲击装置 247
14.3.3喷射冲击的流体特性 249
14.3.4均匀腐蚀与局部腐蚀的模拟 250
14.3.5喷射冲击的典型应用 251
14.4根据实验室测试结果预测工业应用 251
14.4.1 管道剪切应力 251
14.4.2管道与旋转笼的相互关系 253
14.4.3管道与喷射冲击的相互关系 253
14.5发展趋势 253
14.6补充资料 253
14.7参考文献 254
第三篇 特殊环境下的腐蚀监测及其他/ 257
15微生物环境下的腐蚀监测 259
15.1引言 259
15.1.1生物膜 259
15.1.2 MIC监测 260
15.1.3离线生物膜监测 260
15.1.4在线污垢监测 262
15.2 MIC的腐蚀监测 264
15.2.1离线方法 264
15.2.2在线技术 264
15.3电化学传感器对MIC的风险评价 268
15.3.1 BIoGEORGE系统 269
15.3.2 BIOX系统 270
15.4在线监测整体系统 274
15.5案例介绍 276
15.5.1不锈钢缝隙腐蚀的抑制 276
15.5.2电厂冷却水处理的优化 277
15.5.3矿泉水厂生物膜的检测 279
15.5.4废水消毒处理的测试 279
15.5.5电厂铜合金冷凝管钝化的监测 279
15.5.6钢厂冷却水处理的监测 281
15.5.7 冷却塔水处理的评价 281
15.6总结 282
15.7参考文献 283
16混凝土的腐蚀监测 288
16.1引言 288
16.2混凝土中腐蚀恶化机制 289
16.2.1 一般恶化模型 289
16.2.2初始阶段 289
16.2.3恶化阶段 293
16.2.4结构服役寿命管理 295
16.3混凝土中腐蚀评估及腐蚀风险 296
16.3.1碳酸化 296
16.3.2氯化物含量 297
16.3.3水含量及混凝土电阻率 297
16.3.4电位值 299
16.3.5腐蚀速率 299
16.4腐蚀监测传感器 300
16.4.1 用于耐久性评估的测量分类 300
16.4.2氯化物含量测量传感器 301
16.4.3水泥电阻测量传感器 302
16.4.4电势测量传感器 303
16.4.5去钝化和腐蚀速率测量传感器 303
16.5数据评价 307
16.5.1数据采集速度 307
16.5.2耐久性评估中的数据监测 307
16.6应用 307
16.6.1 应用领域 307
16.6.2基本条件及限制 308
16.6.3应用实例 309
16.7结论 311
16.8参考文献 311
17土壤的腐蚀监测 314
17.1引言 314
17.2土壤腐蚀探头类型 314
17.3电阻探头 314
17.3.1 电阻探头的类型 315
17.3.2典型应用 318
17.3.3电阻探头安装位置的选择 319
17.4监测及数据解释 319
17.5效果标准 320
17.6参考文献 321
17.7参考书目 321
18涂层下腐蚀监测 322
18.1 引言 322
18.2涂层下腐蚀监测方法 323
18.2.1电化学阻抗谱 323
18.2.2电化学噪声 329
18.2.3其他技术 329
18.3小结 330
18.4参考文献 330
19阴极保护监测 332
19.1 引言 332
19.2阴极保护监测 334
19.3阴极保护监测技术 337
19.4阴极保护监测工艺 344
19.5腐蚀防护效果 345
19.6监测结果及维护时机 349
19.7结构物价值的增加 349
19.8较低的更新及维修成本 349
19.9阴极保护监测是美国政府的最低要求 349
19.10监测频率增强腐蚀防护效果 350
19.11 NACE推荐 350
19.12关于危险环境的阴极保护监测 351
19.13现场数据有利于阴极保护监测 351
19.14数据管理 351
19.15总结 353
19.16参考文献 353
20远程监测和计算机应用 354
20.1引言 354
20.1.1为何进行远程监测 354
20.1.2本章内容 355
20.1.3远程监测基础 355
20.1.4远程监测系统的关键因素 356
20.2数据处理 357
20.2.1 数据的性质与临界状态 358
20.2.2数据传输量和频率 358
20.3通信网络 359
20.3.1私人网络 359
20.3.2固定网与局域网 360
20.3.3固定与移动站点 361
20.3.4过时的广域网 362
20.3.5固定站点的广域网选择 363
20.4具体要求 364
20.4.1电源要求 364
20.4.2环境要求 365
20.4.3输入要求 365
20.4.4远程控制；输出要求 366
20.5 NOC和支持系统 367
20.5.1网络运行中心基础 367
20.5.2数据安全与冗余 368
20.5.3数据的输出、分析与归类 368
20.5.4报警通知 369
20.5.5支持系统 369
20.6补充资料 370
20.7参考文献 370
21腐蚀预测模型 371
21.1引言 371
21.2经验模型举例 373
21.2.1自然环境下的均匀腐蚀模型 373
21.2.2工业加工环境下的均匀腐蚀模型 376
21.2.3流体加速腐蚀的经验模型 377
21.2.4局部腐蚀的经验模型 377
21.2.5统计方法预测局部腐蚀 378
21.2.6人工神经网络模型 381
21.2.7专家系统 382
21.3机制模型（基于物理的） 382
21.3.1热力学模型 383
21.3.2均匀腐蚀模型 386
21.3.3局部腐蚀模型 389
21.4发展趋势 397
21.5参考文献 397
21.5.1一般阅读和更多资料的来源 397
21.5.2详细参考文献 398
第四篇 应用及研究/ 403
22发动机排放系统的腐蚀监测 405
22.1引言 405
22.2往复式发动机燃烧及排放 406
22.2.1燃烧过程及影响因素 406
22.2.2操作变量对于燃烧产物形成的影响 408
22.2.3催化剂的影响 409
22.3腐蚀源的形成 409
22.3.1硫酸的形成 410
22.3.2硝酸的形成 410
22.3.3羧酸 410
22.4监测技术 411
22.4.1 经典重量法 411
22.4.2利用电阻探头原位测量腐蚀性 412
22.4.3湿化学分析技术 415
22.5当前问题及未来需要 416
22.6参考文献 417
23微流电池技术对冷却水系统的腐蚀监测 418
23.1引言 418
23.2腐蚀防护项目选择及优化 418
23.3化学处理设备的项目优化 420
23.4通过初步冷却塔测试进行项目优化 424
23.5精炼厂碳氢化合物泄漏探测及控制 427
23.6精炼厂泄漏探测及优化 430
23.7含盐水冷却水系统中黄铜腐蚀防护 431
23.8参考文献 438
24造纸工业的腐蚀监测 439
24.1 引言 439
24.2实验过程 440
24.2.1造纸机腐蚀 440
24.2.2多次蒸发器系统 442
24.3结果和分析 445
24.3.1 造纸机腐蚀 445
24.3.2蒸发器腐蚀 447
24.4结论 450
24.4.1 造纸机腐蚀 450
24.4.2蒸发器腐蚀 450
24.5致谢 451
24.6参考文献 451
25利用新型监测技术进行化工设备的腐蚀控制 453
25.1引言 453
25.2调查 453
25.2.1三电极电化学噪声测定原理 453
25.2.2三电极电化学噪声测定的验证 456
25.3监测及腐蚀防护 456
25.3.1以化工厂所受腐蚀破坏为例的概要说明 456
25.3.2测量准备 457
25.3.3安装测量设备 458
25.3.4监测及结果 459
25.4结论 461
25.5参考文献 461
26耦合多电极阵列传感器（CMAS）在阴极保护条件下的腐蚀监测 462
26.1引言 462
26.2采用CMAS探头对阴极保护系统的腐蚀速率进行测定 463
26.3碳钢在模拟海水中局部腐蚀速率的测定 464
26.3.1临界保护电位的测定 465
26.3.2阴极保护条件下的腐蚀速率测定 466
26.3.3小结 469
26.4碳钢在混凝土中局部腐蚀速率的测定 469
26.4.1 在新预拌混凝土中碳钢的局部腐蚀 470
26.4.2阴极保护时的局部腐蚀速率 470
26.4.3小结 471
26.5阴极保护条件下碳钢在土壤中局部腐蚀速率的测定 471
26.5.1 浸透模拟海水的土壤中的腐蚀速率 472
26.5.2阴极保护条件下的腐蚀速率 474
26.5.3小结 474
26.6阴极保护条件下碳钢在饮用水中局部腐蚀速率的测定 474
26.6.1最大局部腐蚀速率 475
26.6.2均匀腐蚀速率 475
26.6.3探头电位 476
26.6.4测试后探头的表观检查 477
26.6.5小结 478
26.7参考文献 479
27采用丝束电极研究暂时性保护油膜下金属的腐蚀 480
27.1 引言 480
27.2有机涂层的导电机制 481
27.2.1盐溶液中TPOC的离子/电子导电性能 482
27.2.2盐溶液中TPOC降解时的半导体转变 484
27.3丝束电极及其工作原理 486
27.4丝束电极的应用 487
27.4.1暂时性保护油膜失效前的电位变化 487
27.4.2暂时性保护油膜膜下金属腐蚀的研究 487
27.4.3暂时性保护油膜耐污性能的研究 488
27.4.4润滑剂及其对TPOC腐蚀行为影响研究 488
27.5参考文献 489
28场指纹检测仪（FSM-IT）腐蚀监测 495
28.1引言 495
28.1.1场指纹检测仪（FSM-IT） 495
28.1.2潮湿酸性气体管道腐蚀监测的典型挑战 496
28.2实例研究 497
28.2.1 6in含硫气体管道实例研究 497
28.2.2 4in含硫气体管道实例研究 497
28.2.3 30in工业用水管道实例研究 499
28.2.4 6in含硫气体管道实例研究 501
28.2.5 48in输油管道实例研究 501
28.2.6 8in含硫气体生产管道实例研究 502
28.2.7摘要 504
28.3致谢 504
28.4参考文献 504