一种基于铝丝-铜螺栓电偶腐蚀的大气腐蚀性评估方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于铝丝-铜螺栓电偶腐蚀的大气腐蚀性评估方法。包括以下步骤：先将铝丝紧密缠绕在铜螺栓螺纹上，形成评估用电偶对；然后将评估用电偶对暴露于目标区域大气中，分析获得铝丝腐蚀失重百分比；再根据铝丝腐蚀失重百分比划分大气腐蚀性等级；最后根据暴露期间润湿时间与年均润湿时间对划分等级的季节性差异进行修正，获得最终评估结果。本发明利用电偶腐蚀加速铝丝腐蚀，暴露试验时间仅需90天。同时，根据试验期间润湿时间与年均润湿时间修正季节性差异对评估结果的影响，保证短时间试验评估的准确性。本发明的评估方法可满足短周期工程项目大气腐蚀性评估的需要，有效加快论证建设，经济效益良好。
【专利说明】一种基于铝丝-铜螺栓电偶腐蚀的大气腐蚀性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种大气腐蚀性评估方法，具体地说，涉及一种基于铝丝-铜螺栓电 偶腐蚀的大气腐蚀性评估方法。
【背景技术】
[0002] 不同地区的大气腐蚀性因为气候类型和大气污染程度的不同存在着差异。大气 腐蚀性评估可为目标区域内金属产品或工程结构的腐蚀预测、材料选择和防腐设计提供依 据，有效保障产品质量和结构安全，同时合理控制材料和防腐工艺成本。
[0003] 现有的大气腐蚀性评估方法有标准金属法和环境因素法。标准金属法根据碳钢、 纯铝、纯锌、纯铜等金属试片暴露试验的腐蚀率来确定大气腐蚀性。环境因素法是根据长期 监测的气象和腐蚀介质因素确定大气腐蚀性。为获得充分的腐蚀效果，同时考虑环境条件 的季节性变化，这两种方法均以1年为最小周期。而大量工程项目周期要求较短，因此急需 开发可实现大气腐蚀性快速评估的方法。
[0004] 异种金属之间的电偶腐蚀会加速阳极金属的腐蚀速率。对于偶接金属材料的电偶 腐蚀行为，许多研究人员开发了各类模拟试验方法和测试手段，但这些方法手段均出于研 究材料自身的腐蚀性能。尚未有利用电偶腐蚀来实现大气腐蚀性快速评估的方法，其中一 个重要原因是未能有效排除季节性差异对短时间试验结果的影响。其中，季节性差异最明 显的就是温度和湿度的大幅度变化造成金属表面不同季节润湿时间波动较大，特别是在北 方地区和高寒地区。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是解决现有大气腐蚀性评估方法耗时过长不能满足短周期工程项 目需要的问题，提供一种利用电偶腐蚀实现大气腐蚀性快速评估的方法。
[0006] 本发明通过下述技术方案实现：
[0007] -种基于铝丝-铜螺栓电偶腐蚀的大气腐蚀性评估方法，包括下述步骤：
[0008] (1)先将铝丝紧密缠绕在铜螺栓螺纹上，形成评估用电偶对；
[0009] (2)然后将评估用电偶对在目标区域大气中暴露90天，分析获得铝丝腐蚀失重百 分比；
[0010] (3)再根据铝丝腐蚀失重百分比划分大气腐蚀性等级；
[0011] (4)最后根据润湿时间对大气腐蚀性等级划分的季节性差异进行修正，获得最终 评估结果。
[0012] 所述错丝材料为材1100纯错,长度为lm,直径为3mm。
[0013] 所述铝丝在缠绕于所述铜螺栓上前需清除氧化膜并称重。
[0014] 所述铜螺栓材料为T2纯铜，螺栓直径25_，螺纹为6_普通螺纹。
[0015] 所述铜螺栓在螺纹首尾两端设有贯穿孔和凹槽，用于固定所述铝丝。
[0016] 所述铜螺栓在根部设计有M10X 1. 5标准螺纹，用于与绝缘支座配合固定所述评 估用电偶对。
[0017] 所述铜螺栓在缠绕所述铝丝前需清除氧化膜。
[0018] 所述评估用电偶对在目标区域大气中暴露方式为户外暴露，位置离地面1.5m，方 向为螺栓轴向垂直于地面，暴露时间为90天。
[0019] 所述铝丝腐蚀失重百分比为暴露后的铝丝在清除腐蚀产物后称重，其质量损失占 初始质量的百分比。
[0020] 所述大气腐蚀性等级分为很低、低、中等、高、很高、超高六个等级。
[0021] 所述润湿时间按照目标区域气象台站的温度、湿度时值数据进行统计计算，以温 度高于〇°C，相对湿度高于80%为润湿条件。
[0022] 所述大气腐蚀性等级划分的季节性差异根据年均润湿时间与暴露期间润湿时间 的比较进行修正。
[0023] 发明效果
[0024] 本发明利用铝丝与铜螺栓之间的电位差，通过电偶腐蚀加速铝丝腐蚀，将暴露试 验时间由现有方法的至少一年缩短至90天，达到快速评估的目的。同时，利用气象台站的 温度、湿度时值数据统计出润湿时间，根据试验期间润湿时间与年均润湿时间修正季节性 差异对评估结果的影响，保证短时间试验评估的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为铜螺栓的加工示意图。
[0026] 图2为固定铜螺栓的绝缘支座的加工示意图。
[0027] 图3为预处理的铝丝线圈示意图。
[0028] 图4为评估用电偶对制作过程示意图。
[0029] 图5为评估用电偶对暴露架示意图。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合附图，详细说明本发明的实施方式。
[0031] 图1为本实施方式采用的铜螺栓，铜螺栓螺纹为6_螺距普通螺纹。在首端设置 有直径3. 2mm的贯穿孔，尾部设置有宽3mm，深5mm的凹槽，用于固定错丝的两端，从贯穿孔 至凹槽处的螺纹长度为lm。在首端连接部分为M10X1. 5标准外螺纹，用于与图2所示的绝 缘支座配合固定。本实施方式采用的铜螺栓可利用直径25mm的T2铜棒材加工。
[0032] 采用除油剂充分清洗铜螺栓，去除加工造成的表面油污，采用1. 095mg/ml的盐酸 溶液酸洗3分钟，去除铜螺栓表面氧化层后干燥。
[0033] 图2为本实施方式采用的绝缘支座，该绝缘支座一端有M10X 1. 5标准内螺纹，用 于与图1所示的铜螺栓配合固定。一端有M10X1.5标准外螺纹，用于与标准螺母配合将整 个评估用电偶对固定在样品夹中。
[0034] 将直径3mm的铝丝裁剪成长度为1. 2m的小段，将此小段铝丝缠绕于直径为10cm 左右的刚性圆柱体上，然后取下，形成图3所示的铝丝线圈。
[0035] 采用50gl. 69g/ml的磷酸与20g三氧化铬加蒸馏水配置成1000ml溶液，将所述铝 丝线圈在加热至80°C的此溶液中酸洗5至10分钟，去除表面氧化膜后，干燥称重。
[0036] 参见图4,本实施方式制作评估用电偶对的步骤如下：
[0037] (1)将铝丝线圈首端扎入贯穿孔内，顺着螺纹方向将铝丝缠绕其中，避免形成折 角。
[0038] (2)铝丝缠绕至凹槽处时，将铝丝末端卡入其中，剪去剩余部分，并对剩余部分称 重。
[0039] (3)将铜螺栓旋紧于绝缘支座上，形成评估用电偶对。
[0040] 图5为本实施方式所述评估用电偶对暴露试验的示意图。暴露方式为在目标区域 户外暴露，位置离地面1. 5m，方向为螺栓轴向垂直于地面，暴露时间为90天。为保证准确 性，一般采用3个评估用电偶对作平行试验。
[0041] 暴露90天后，将所述评估电偶对上铝丝拆下，酸洗去除腐蚀产物后称重。根据暴 露前后的称重数据，计算其腐蚀失重百分比。
[0042] 本实施方式根据W0村试验样品的铝丝腐蚀率，按照表1对试验地区的大气腐蚀性 等级进行初步划分。腐蚀等级由低至1?划分为很低、低、中等、1?、很1?、超个级别。
[0043] 表1大气腐蚀性分级范围
【权利要求】
1. 一种基于铝丝-铜螺栓电偶腐蚀的大气腐蚀性评估方法，其特征在于，包括如下步 骤： 1) 先将铝丝紧密缠绕在铜螺栓螺纹上，形成评估用电偶对； 2) 然后将评估用电偶对大气中暴露一定时间，分析获得铝丝腐蚀失重百分比； 3) 再根据铝丝腐蚀失重百分比划分大气腐蚀性等级； 4) 最后根据润湿时间对大气腐蚀性等级划分的季节性差异进行修正，获得最终评估结 果。
2. 如权利要求1所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：所述的评估用电偶对采用 A1100铝丝作为阳极，采用T2铜螺栓作为阴极。
3. 如权利要求2所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：所述的铝丝直径为3mm，铜 螺栓直径为25mm，螺纹为螺距6mm普通螺纹。
4. 如权利要求1?3任意一项所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：在缠绕形成 评估用电偶对前，对铝丝和铜螺栓进行酸洗，去除表面氧化物。
5. 如权利要求1?4任意一项所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：所述的评估 用电偶对在目标区域大气中暴露方式为户外暴露，位置离地面1.5m，方向为螺栓轴向垂直 于地面，暴露时间为90天。
6. 如权利要求1?5任意一项所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：所述的铝丝 腐蚀失重百分比是暴露后的铝丝在清除腐蚀产物后，其质量损失占初始质量的百分比。
7. 如权利要求1?6任意一项所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：以铝丝腐蚀 失重百分比从低到1?，将大气腐蚀性等级划分为很低、低、中等、1?、很1?、超个等级。
8. 如权利要求1?7任意一项所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：所述的润湿 时间按照目标区域气象台站的温度、湿度时值数据进行统计计算，以温度高于〇°C，相对湿 度高于80%为润湿条件。
9. 如权利要求1?8任意一项所述的大气腐蚀性评估方法，其特征在于：所述的大气 腐蚀性等级划分的季节性差异最终根据年均润湿时间与暴露期间润湿时间的比较进行修 正。
【文档编号】G01N17/02GK104251814SQ201310255050
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】刘聪, 唐其环, 肖勇, 朱蕾, 万军 申请人:中国兵器工业第五九研究所