一种金属塑料复合材料的耐腐蚀性检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属防腐蚀领域，具体涉及一种金属塑料复合材料的耐腐蚀性检测方法。
【背景技术】
[0002]为了提高金属管材、棒材、板材、线材或其它型材(以下简称金属材料)的使用寿命，常采用将有机高分子材料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、丁腈橡胶等橡塑材料)附着在金属材料的内表面或外表面(以下简称表面)的方法，将腐蚀性(如酸、碱、盐和氧化剂溶液)介质与被保护的金属材料分隔开，以达到保护金属材料的目的。我国从上个世纪七、八十年代开始制定了一系列的内衬管件的行业标准和国家标准，如HG20538-92《衬塑(PP、PE、PVC)钢管和管件》、HG21501-1993《衬胶钢管和管件》、HGT3705-2003《金属网聚四氟乙烯复合管与管件》、HGT 3704-2003《氟塑料衬里阀门通用技术条件》等。但现行标准要求的检验试验方法主要着重于产品的外观尺寸、强度和复合质量的检测(如电火花检测漏点)等方面，特别是TSG D7002-2006《压力管道元件型式试验规贝1J》出台后，对防腐蚀压力管道元件型式试验有了详细的要求，其中就对内衬防腐管件防腐性能检验提出了“同等衬里材料试件的防腐性能(耐酸、碱、盐、有机物)”的实验要求。但现有的所有标准未提及直接检验复合材料防腐蚀性能的方法。对钢塑复合管的检测仅限于对复合质量的检测，但未见对钢塑复合管耐腐蚀性评价方法的报道。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种金属塑料复合材料的耐腐蚀性检测方法。
[0004]本发明目的通过以下技术方案实现:
[0005]一种金属塑料复合材料的耐腐蚀性检测方法，所述金属塑料复合材料是在金属标准试件的表面覆盖了高分子材料阻隔层，将金属塑料复合材料通过高分子材料阻隔层与对金属有腐蚀性的溶液接触，高分子材料阻隔层将金属标准试件和溶液隔开，分析溶液中金属离子的浓度，依据溶液中该金属离子浓度的变化来评价该金属塑料复合材料的耐腐蚀性。
[0006]所述金属标准试件为管式试件、棒式试件、线状试件或板式试件。
[0007]当金属标准试件为管式试件时，高分子材料阻隔层内衬在管式金属标准试件的内表面形成金属塑料复合材料，检测的时候可以将对金属有腐蚀性的溶液装入金属塑料复合材料的管内。
[0008]当金属标准试件为棒式试件或线状试件时，高分子材料阻隔层覆盖在棒式或线状金属标准试件的外表面形成金属塑料复合材料，检测的时候可以将金属塑料复合材料浸泡到对金属有腐蚀性的溶液中。
[0009]当金属标准试件为板式试件时，高分子材料阻隔层覆盖在板式金属标准试件的表面形成金属塑料复合材料，检测的时候可以将金属塑料复合材料覆盖有高分子材料阻隔层的面浸泡到对金属有腐蚀性的溶液中。
[0010]所述金属标准试件中的金属为易被腐蚀的金属，优选为铁、铝、镁、银、铜、锌、钛、
镲或其合金。
[0011]所述高分子材料阻隔层是由以下高分子材料组成:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET、PBT)、尼龙(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳砜(PSF)和聚醚砜(PSU)、聚亚砜(PVBSO)、丁腈橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶和氢化丁腈橡胶中的一种以上。
[0012]所述高分子材料阻隔层还可以由高分子材料和无机填料组成，所述高分子材料为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET、PBT)、尼龙(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳砜(PSF)和聚醚砜(PSU)、聚亚砜(PVBSO)、丁腈橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶和氢化丁腈橡胶中的一种以上；所述无机填料为通常用于塑料共混的无机物，优选为碳酸钙、石墨、二氧化硅或二氧化钛。
[0013]所述金属离子为金属标准试件中主要成分的金属离子，或者是金属标准试件中容易进入溶液且易于检测的金属离子。
[0014]所述浸泡的温度为O?300 0C，优选25?80 °C，浸泡的时间为I天?I年，优选为I?30天。
[0015]所述对金属有腐蚀性的溶液为酸性溶液、碱性溶液、盐溶液或者氧化性溶液，优选为稀硫酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液或酸性高锰酸钾溶液。
[0016]本发明的原理是:无论采取哪一种金属标准试件，都是利用高分子材料阻隔层将对金属材料具有腐蚀性的溶液与金属阻隔开，避免溶液直接与金属接触，具有阻隔层的金属管材、棒材(线材)或板材浸泡在对其具有腐蚀性的溶液中。在整个浸泡过程中，除了被浸泡的金属管材、棒材(线材)或板材外，没有其他金属或金属离子成分，因此溶液中的金属离子只能来源于管材、棒材(线材)或板材的腐蚀产物。通过检测溶液中金属离子浓度的变化即可用于反映有机高分子材料的阻隔性。
[0017]本发明与现有技术相比具有如下的优点及有益效果:现有技术仅有对金属高分子复合材料力学性能、施工质量的评价方法，没有直接对金属高分子复合材料耐腐蚀性的评价方法；本发明通过测定具有阻隔层的金属标准试件在溶液中浸泡前后溶液中金属离子浓度的变化，来评价阻隔层的阻隔性能，进而评价金属高分子复合材料的耐腐蚀性能，完善了钢塑复合管的评价体系。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0019]实施例1
[0020]采用注塑方法，将聚丙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比30%稀硫酸溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.0318mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0172mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0146mg/L，折算成年平均腐蚀速率为5.650X 10_6mm/a，说明聚丙烯对稀硫酸有很好的阻隔作用。
[0021]实施例2
[0022]采用注塑方法，将聚丙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比15%氢氧化钠溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.1027mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0820mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0207mg/L，折算成年平均腐蚀速率为7.941 X 1-Wa,说明聚丙烯对氢氧化钠有很好的阻隔作用。
[0023]实施例3
[0024]采用注塑方法，将聚丙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比25%氯化钠溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.0098mg/L,并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0079mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0016mg/L，折算成年平均腐蚀速率为0.6105X10_6mm/a，说明聚丙烯对氯化钠有很好的阻隔作用。
[0025]实施例4
[0026]采用注塑方法，将聚丙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比5%酸性高锰酸钾溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.0883mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0386mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0497mg/L，折算成年平均腐蚀速率为1.894X10_5mm/a，说明聚丙烯对酸性高锰酸钾有很好的阻隔作用。
[0027]实施例5
[0028]采用注塑方法，将聚氯乙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比30%稀硫酸溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.0216mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0172mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0044mg/L，折算成年平均腐蚀速率为1.6794X 10_6mm/a，说明聚氯乙烯对稀硫酸溶液有很好的阻隔作用。
[0029]实施例6
[0030]采用注塑方法，将聚氯乙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比15 %氢氧化钠溶液中，60 °C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.1758mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0820mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0938mg/L，折算成年平均腐蚀速率为3.5883 X 10_5mm/a，说明聚氯乙烯对氢氧化钠有很好的阻隔作用。
[0031]实施例7
[0032]采用注塑方法，将聚氯乙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比25%氯化钠溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.0098mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0079mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0019mg/L，折算成年平均腐蚀速率为0.7634X10_6mm/a，说明聚氯乙烯对氯化钠有很好的阻隔作用。
[0033]实施例8
[0034]采用注塑方法，将聚氯乙烯包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比5%酸性高锰酸钾溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.1030mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0680mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0350mg/L，折算成年平均腐蚀速率为1.3437X10_6mm/a，说明聚氯乙烯对酸性高锰酸钾有很好的阻隔作用。
[0035]实施例9
[0036]采用交联方法将丁腈橡胶包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比30%稀硫酸溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为29.730mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0172mg/L)相比较，铁含量增加29.7128mg/L，折算成年平均腐蚀速率为0.9025 X 1-Wa,说明丁腈橡胶对稀硫酸没有阻隔性。
[0037]实施例10
[0038]采用注塑方法，将丁腈橡胶包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比15%氢氧化钠溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.3632mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0820mg/L)相比较，铁含量仅增加0.2812mg/L，折算成年平均腐蚀速率为0.8529 X 1-Wa,说明丁腈橡胶对氢氧化钠的阻隔性较弱。
[0039]实施例11
[0040]采用注塑方法，将丁腈橡胶包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比25%氯化钠溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.0067mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0055mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0012mg/L，折算成年平均腐蚀速率为0.4050 X 1-Wa,说明丁腈橡胶对氯化钠有很好的阻隔作用。
[0041]实施例12
[0042]采用注塑方法，将丁腈橡胶包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比5%酸性高锰酸钾溶液中，60°C恒温条件下保持240小时，测定溶液中铁含量为0.1380mg/L，并与未浸泡前溶液中铁含量(0.0875mg/L)相比较，铁含量仅增加0.0505mg/L，折算成年平均腐蚀速率为0.1539X10_4mm/a，说明丁腈橡胶对高锰酸钾的阻隔作用较弱。
[0043]实施例13
[0044]采用注塑方法，将高聚合物PET包裹在钢棒外表面，制成棒式标样。将其浸泡在质量百分比5%稀硫酸溶液中，100°C恒温条