恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法及其设备的制作方法
【专利摘要】本发明所设计的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验设备，它包括试验容器和位于试验容器下方的试验平台，它还包括拉力系统、设置在试验容器上的控温系统、固定在试验平台顶部的多个第一试样夹头、与拉力系统的拉杆固定连接的多个第二试样夹头，试验容器的底部开设有与各个作为平行样的试样匹配的多个底部通孔，所述试验容器的顶部为容器顶部开口，各个作为平行样的试样贯穿容器顶部开口和对应的底部通孔，每个底部通孔上均设有平行样密封条，每个第一试样夹头和对应的第二试样夹头分别用于固定作为平行样的试样的两端。本发明增加了金属板材恒拉力条件下的全浸腐蚀试验的准确性。
【专利说明】恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法及其设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及腐蚀试验【技术领域】，具体地指一种恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法及其设备。
技术背景
[0002]金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验，可在实验室内对完全浸泡在试验溶液中金属材料的耐蚀性进行评定，然而现有的金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验中，金属材料在整个浸泡过程中处于非受力状态这与金属材料的实际服役状态相差甚远，不能准确的评价被测材料的耐全浸腐蚀性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是要提供一种恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法及其设备，该方法和设备使被测试样在全浸腐蚀试验时更接近于材料实际服役的状态，从而使被测材料的全浸腐蚀试验的结果更加准确。
[0004]为实现此目的，本发明所设计的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0005]步骤1:对待测金属板进行取样从而得到试样，该试样片数 > 四片，将其中的一片试样作为空白样，将其余试样作为腐蚀试验的平行样，取样过程中对于板厚小于4_的金属板，取全厚度试样；对于板厚大于4_的钢板，取样厚度为4_ ；
[0006]步骤2:首先用清洗剂或脱脂剂对所有试样进行清洗，接着用自来水冲洗，再用去离子水漂洗，然后置于无水酒精中，取出后进行干燥处理，并放置到室温再对各个试样分别进行称重，同时测量作为平行样的各个试样腐蚀曝露部分的面积；
[0007]步骤3:在试验容器的下方设置试验平台，在试验平台上固定多个第一试样夹头，将作为平行样的各个试样的一端固定连接在对应的第一试样夹头上，作为平行样的各个试样的另一端穿过试验容器对应的底部通孔和容器顶部开口后与相应的第二试样夹头固定连接，第二试样夹头与拉力系统的拉杆固定连接，作为平行样的各个试样与对应的底部通孔之间通过耐蚀绝缘材料进行密封；
[0008]步骤4:拉力系统对作为平行样的各个试样分别施加相同的恒定拉力，向试验容器内倒入试验溶液，并控制试验容器内的试验溶液温度在28°C?36°C，使作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡指定时间，该指定时间结束后将作为平行样的各个试样从试验容器中取出；
[0009]步骤5:在步骤4进行的同时，将作为空白样的试样放置在试验容器外，所述作为空白样的试样放置在试验容器外的时间与步骤4中作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡的指定时间相同；
[0010]步骤6:对从试验容器内取出的所有作为平行样的试样进行除锈处理，并对除锈后的作为平行样的各个试样进行称重，同时将放置在试验容器外的作为空白样的试样进行除锈处理，并对除锈处理后的作为空白样的试样进行称重；
[0011]步骤7:通过如下公式计算得到作为平行样的每个试样的腐蚀速率R，
[0012]
[0013]其中，M为步骤2中称重得到的作为平行样的对应试样的重量，M1为步骤6中称重得到的作为平行样的对应试样的重量，Mk为作为空白样的试样的失重即步骤2中称重得到的作为空白样的试样的重量减去步骤6中称重得到的作为空白样的试样的重量，S为步骤2中测量的作为平行样的对应试样的腐蚀曝露部分的面积，T为步骤4中试验溶液开始浸泡作为平行样的对应试样至从试验容器内取出作为平行样的对应试样的时间，D为待测金属板的密度；
[0014]将所有作为平行样的试样的腐蚀速率R相加再除以作为平行样的试样的个数，求得作为平行样的试样的平均腐蚀速率。
[0015]上述技术方案中，观察步骤4中作为平行样的试样的状态，当观察到作为平行样的试样受腐蚀而发生断裂时，记录下从试验溶液开始浸泡作为平行样的试样到作为平行样的试样发生断裂的时间。
[0016]所述试验溶液为0.lmol/L的Na2SO4溶液或质量百分比浓度为3%的NaCl溶液。
[0017]所述试验容器采用对腐蚀介质呈隋性的材料制作。
[0018]所述试验容器为玻璃容器或塑料容器或陶瓷容器。
[0019]所述作为平行样的试样的腐蚀曝露部分面积为作为平行样的试样的平行部表面积，作为平行样的试样的非腐蚀曝露部分用耐蚀的绝缘材料进行密封。
[0020]所述步骤4中，试验容器内的试验溶液每48小时更换一次。
[0021]所述步骤4中，作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡时，需要对试验溶液进行不间断的搅拌。
[0022]所述步骤4中，作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡时，需要向试验溶液内不间断的吹空气。
[0023]一种恒拉力条件下的全浸腐蚀试验设备，它包括试验容器和位于试验容器下方的试验平台，其特征在于:它还包括拉力系统、设置在试验容器上的控温系统、固定在试验平台顶部的多个第一试样夹头、与拉力系统的拉杆固定连接的多个第二试样夹头，其中，所述试验容器的底部开设有与各个作为平行样的试样匹配的多个底部通孔，所述试验容器的顶部为容器顶部开口，所述各个作为平行样的试样贯穿容器顶部开口和对应的底部通孔，所述每个底部通孔上均设有平行样密封条，所述每个第一试样夹头和对应的第二试样夹头分别用于固定作为平行样的试样的两端。
[0024]本发明通过在恒拉力条件下的全浸腐蚀试验中对作为平行样的金属板材试样施加恒定的拉力，使得作为平行样的金属板材试样在恒拉力条件下的全浸腐蚀试验过程中更接近金属板材的实际服役状态，增加了金属板材恒拉力条件下的全浸腐蚀试验的准确性。同时,通过作为空白样的试样失重来修正金属板材恒拉力条件下的全浸腐蚀试验的结果，进一步增加了金属板材恒拉力条件下的全浸腐蚀试验的准确性。
[0025]本发明不仅具有很好的腐蚀环境模拟性能，而且还能在实验中对钢材的实际服役状态进行模拟，是一种更具实用价值的腐蚀试验方法。【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明设备部分的结构示意图；
[0027]图2为图1的侧视结构示意图。
[0028]图中，I一试验容器、2—试验平台、3—第一试样夹头、4一底部通孔、5—容器顶部开口、6—第二试样夹头、7—拉力系统、8—拉杆、9一作为平行样的试样、10—平行样密封条、11一平行部、12—控温系统。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0030]如图1和图2所示的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验设备，它包括试验容器I和位于试验容器I下方的试验平台2，它还包括拉力系统7、设置在试验容器I上的控温系统12、固定在试验平台2顶部的多个第一试样夹头3、与拉力系统7的拉杆8固定连接的多个第二试样夹头6，其中，所述试验容器I的底部开设有与各个作为平行样的试样9匹配的多个底部通孔4，所述试验容器I的顶部为容器顶部开口 5，所述各个作为平行样的试样9贯穿容器顶部开口 5和对应的底部通孔4，所述每个底部通孔4上均设有平行样密封条10，所述每个第一试样夹头3和对应的第二试样夹头6分别用于固定作为平行样的试样9的两端。通过控温系统12可将试验容器I内试验溶液的温度控制在28°C?36°C。控温系统12对溶液温度的控制精度在± I °C以内。
[0031]一种恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，它包括如下步骤:
[0032]步骤1:对待测金属板(钢板)进行取样从而得到试样(取样位置及试样制备执行国家标准GB/T2975)，该试样片数> 四片，将其中的一片试样作为空白样，将其余试样作为腐蚀试验的平行样，取样过程中对于板厚小于4mm的金属板，取全厚度试样；对于板厚大于4mm的钢板，取样厚度为4mm ;试样加工成拉力样，平行部11 (即图1中试样两端之间的部分)宽度为20mm，平行部11长度不小于:平行部截面积的算术平方根X 5.65+40mm。其它要求执行国家标准GB/T228 ；
[0033]步骤2:首先用清洗剂(去污粉)或脱脂剂(氧化镁粉)对所有试样进行清洗，接着用自来水冲洗，再用去离子水漂洗，然后置于无水酒精中，取出后进行干燥处理，并放置到室温再对各个试样分别进行称重，同时测量作为平行样的各个试样腐蚀曝露部分的面积(进行尺寸测量和称重操作时，必须使用干净无油污的测量工具，避免二次污染试样，使用游标卡尺测量尺寸，以保证测量精度，使用数字分析天平称重，称量精度不小于±0.5mg)；
[0034]步骤3:在试验容器I的下方设置试验平台2，在试验平台2上固定多个第一试样夹头3，将作为平行样的各个试样的一端固定连接在对应的第一试样夹头3上，作为平行样的各个试样的另一端穿过试验容器I对应的底部通孔4和容器顶部开口 5后与相应的第二试样夹头6固定连接，第二试样夹头6与拉力系统7的拉杆8固定连接，作为平行样的各个试样与对应的底部通孔4之间通过耐蚀绝缘材料进行密封；
[0035]步骤4:拉力系统7对作为平行样的各个试样分别施加相同的恒定拉力(该恒定拉力沿作为平行样的各个试样的轴向施加，对于用腐蚀率作评定标准的钢材，使作为平行样的试样承受90%Rel (达到屈服强度的90%)的拉应力，对于用断裂时间作评定标准的钢材，使作为平行样的试样承受98%Rel (达到屈服强度的98%)的拉应力)，向试验容器I内倒入试验溶液，并控制试验容器I内的试验溶液温度在28 V~36°C，使作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡指定时间，该指定时间结束后将作为平行样的各个试样从试验容器I中取出；
[0036]步骤5:在步骤4进行的同时，将作为空白样的试样放置在试验容器I外，所述作为空白样的试样放置在试验容器I外的时间与步骤4中作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡的指定时间相同；
[0037]步骤6:对从试验容器I内取出的所有作为平行样的试样进行除锈处理，并对除锈后的作为平行样的各个试样进行称重，同时将放置在试验容器I外的作为空白样的试样进行除锈处理，并对除锈处理后的作为空白样的试样进行称重；
[0038]步骤7:通过如下公式计算得到作为平行样的每个试样的腐蚀速率R，
【权利要求】
1.一种恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于，它包括如下步骤: 步骤1:对待测金属板进行取样从而得到试样，该试样片数>四片，将其中的一片试样作为空白样，将其余试样作为腐蚀试验的平行样，取样过程中对于板厚小于4_的金属板，取全厚度试样；对于板厚大于4_的钢板，取样厚度为4_ ； 步骤2:首先用清洗剂或脱脂剂对所有试样进行清洗，接着用自来水冲洗，再用去离子水漂洗，然后置于无水酒精中，取出后进行干燥处理，并放置到室温再对各个试样分别进行称重，同时测量作为平行样的各个试样腐蚀曝露部分的面积； 步骤3:在试验容器(I)的下方设置试验平台(2)，在试验平台(2)上固定多个第一试样夹头(3)，将作为平行样的各个试样的一端固定连接在对应的第一试样夹头(3)上，作为平行样的各个试样的另一端穿过试验容器(I)对应的底部通孔(4)和容器顶部开口(5)后与相应的第二试样夹头(6)固定连接，第二试样夹头(6)与拉力系统(7)的拉杆(8)固定连接，作为平行样的各个试样与对应的底部通孔(4)之间通过耐蚀绝缘材料进行密封； 步骤4:拉力系统(7)对作为平行样的各个试样分别施加相同的恒定拉力，向试验容器(I)内倒入试验溶液，并控制试验容器(I)内的试验溶液温度在28°C~36°C，使作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡指定时间，该指定时间结束后将作为平行样的各个试样从试验容器(I)中取出； 步骤5:在步骤4进行的同时，将作为空白样的试样放置在试验容器(I)外，所述作为空白样的试样放置在试验容器(I)外的时间与步骤4中作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡的指定时间相同； 步骤6:对从试验容器(I)内取`出的所有作为平行样的试样进行除锈处理，并对除锈后的作为平行样的各个试样进行称重，同时将放置在试验容器(I)外的作为空白样的试样进行除锈处理，并对除锈处理后的作为空白样的试样进行称重； 步骤7:通过如下公式计算得到作为平行样的每个试样的腐蚀速率R，
2.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:观察步骤4中作为平行样的试样的状态，当观察到作为平行样的试样受腐蚀而发生断裂时，记录下从试验溶液开始浸泡作为平行样的试样到作为平行样的试样发生断裂的时间。
3.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:所述试验溶液为0.lmol/L的Na2SO4溶液或质量百分比浓度为3%的NaCl溶液。
4.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:所述试验容器(I)采用对腐蚀介质呈隋性的材料制作。
5.根据权利要求4所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:所述试验容器(I)为玻璃容器或塑料容器或陶瓷容器。
6.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:所述作为平行样的试样的腐蚀曝露部分面积为作为平行样的试样的平行部表面积，作为平行样的试样的非腐蚀曝露部分用耐蚀的绝缘材料进行密封。
7.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:所述步骤4中，试验容器(I)内的试验溶液每48小时更换一次。
8.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:所述步骤4中，作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡时，需要对试验溶液进行不间断的搅拌。
9.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的全浸腐蚀试验方法，其特征在于:所述步骤4中，作为平行样的各个试样在试验溶液内浸泡时，需要向试验溶液内不间断的吹空气。
10.一种恒拉力条件下的全浸腐蚀试验设备，它包括试验容器(I)和位于试验容器(I)下方的试验平台(2)，其特征在于:它还包括拉力系统(7)、设置在试验容器(I)上的控温系统(12)、固定在试验平台(2)顶部的多个第一试样夹头(3)、与拉力系统(7)的拉杆(8)固定连接的多个第二试样夹头(6)，其中，所述试验容器(I)的底部开设有与各个作为平行样的试样(9)匹配的多个底部通孔(4)，所述试验容器(I)的顶部为容器顶部开口(5)，所述各个作为平行样的试样(9)贯穿容器顶部开口(5)和对应的底部通孔(4)，所述每个底部通孔(4 )上均设有平行样密封条(10)，所述每个第一试样夹头(3 )和对应的第二试样夹头(6 )分别用于固定作为平 行样的试样(9)的两端。
【文档编号】G01N17/00GK103698263SQ201310689212
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】张万灵, 李立军, 刘建容, 黄先球, 石争鸣, 程鹏, 郎丰军, 马颖, 何锐 申请人:武汉钢铁(集团)公司