模拟工况腐蚀试验，即通过在实验室内模拟材料在实际使用环境中可能遭遇的腐蚀条件，来评估其耐腐蚀性能。这种试验需要客户提供包括腐蚀介质、温度、湿度（仅限气相）、压力（气体总压及各成分分压）、pH值等关键参数。其目的是为了检测各种材质在特定环境下的抗腐蚀能力，适用范围广泛，涵盖石油管道、锅炉、液化气罐等压力容器以及金属制品等多个领域。

常见模拟工况腐蚀试验方法与应用场景

不同行业的设备服役工况差异显著，对应的模拟试验方法也不同。以下为典型行业的模拟工况腐蚀试验方案及应用案例：

高压高温氢环境模拟试验（能源/炼油行业）

适用设备

加氢反应器、氢气管线、氢分离装置（服役环境：压力5-30MPa，温度200-500℃，氢气介质）。

核心腐蚀风险

氢致剥离（HID）、氢脆（HE）、氢腐蚀（如钢的脱碳）。

试验设计要点

介质控制：氢气纯度≥99.999%，杂质（O₂、H₂O、Cl⁻）≤1ppm，采用“分子筛脱水+活性炭除杂”系统；

设备选型：高压腐蚀釜（材质为镍合金N06625，设计压力≥试验压力1.5倍），配备氢气纯化装置；

试样类型：双金属钢板试样（复刻实际堆焊结构）、U型弯试样（评估氢脆）；

监测指标：氢剥离面积占比（试验后用超声检测+金相分析）、腐蚀速率（质量损失法）、氢扩散速率（电化学氢渗透测试）。

应用案例

某炼油厂加氢反应器用双金属钢板（基材Q345R，堆焊层316L），通过模拟工况试验（压力18MPa，温度350℃，氢气介质），发现堆焊层与基材界面在试验1000h后出现5%面积的氢剥离，后续通过优化焊后热处理工艺（延长保温时间），使氢剥离面积降至1%以下。

高温高压水腐蚀试验（核电/电力行业）

适用设备

核电站蒸汽发生器、锅炉水冷壁、超临界机组管道（服役环境：压力10-30MPa，温度250-600℃，高温高压水）。

核心腐蚀风险

点蚀、晶间腐蚀（IGA）、应力腐蚀开裂（SCC，如不锈钢的Cl⁻诱导SCC）、腐蚀产物沉积（如Fe₃O₄氧化皮）。

试验设计要点

介质控制：去离子水（电导率≤0.1μS/cm），根据工况添加适量Li⁺、B₃⁺（调节pH值至7-10），控制Cl⁻≤0.1ppm；

设备选型：动态高压腐蚀釜（可模拟介质流速0.5-2m/s），配备在线水质分析系统（实时监测pH、离子浓度）；

试样类型：不锈钢管状试样（模拟管道）、SSRT试样（评估SCC）；

监测指标：点蚀深度（激光共聚焦显微镜测量）、SCC临界应力强度因子（K_ISCC）、氧化皮厚度与附着力（划格法+SEM分析）。

深海油气环境模拟试验（石油/海洋工程行业）

适用设备

深海输油管道、水下采油树（服役环境：压力10-100MPa，温度0-20℃，海水+原油混合介质）。

核心腐蚀风险

海水腐蚀（Cl⁻诱导点蚀）、冲刷腐蚀（原油流速导致）、微生物腐蚀（SRB导致的硫化物应力开裂SSC）。

试验设计要点

介质控制：人工海水（复刻现场海水盐度、pH值）+原油（体积比7:3），添加SRB菌液（浓度10⁶CFU/mL）；

设备选型：低温高压试验舱（温度可降至0℃），配备冲刷腐蚀系统（控制原油流速1-5m/s）；

试样类型：管线钢试样（如X80钢）、缝隙腐蚀试样；

监测指标：冲刷腐蚀速率（电化学阻抗谱EIS）、SRB菌浓度（定期取样培养）、硫化物生成量（离子色谱检测）。

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