一种船体钢海水腐蚀断口的清洗剂及用该清洗剂清洗方法与流程

本发明属于失效断口分析技术领域，具体涉及一种船体钢海水腐蚀断口的清洗剂及用该清洗剂清洗方法。

背景技术：

金属构件由于设计、制造和使用不当，会产生断裂失效问题。在对产生断裂或腐蚀的构件进行失效原因分析时，由于断裂信息包含在断口形貌中，因此断口形貌分析是确定断裂原因的关键之一。但在船舶行业，船体钢的断裂过程或断裂后的断口会伴随海水的侵蚀，发生腐蚀而形成腐蚀产物覆盖，造成断口直接分析时，观察不到断口形貌，只能看到腐蚀产物。这样，在断口形貌分析前，必须去除断口上的腐蚀产物且不能对断口形貌特征造成损伤。因此，有腐蚀产物覆盖的断口形貌分析，清洗干净断口上的腐蚀产物至关重要。

现有的断口的清洗方法，主要是针对钢铁材料，采用强酸加缓蚀剂和水配制的清洗剂或弱酸加缓蚀剂配制的清洗剂进行清洗，适用范围较广，针对性不强。而船体钢属于低合金钢，耐腐蚀性能适中，比不锈钢易腐蚀，但比一般低合金结构钢耐腐蚀，在海水环境中形成的腐蚀产物较多且疏松，附着力不强。用强酸类清洗剂清洗，腐蚀性较强，清洗时间和过程不易控制，往往会造成清洗过度，损伤断口的形貌特征；而用弱酸类清洗剂清洗，清洗时间过长，清洗不干净，影响断口形貌特征的观察。因此，对于船体钢海水腐蚀断口的清洗，需要有针对性的简便方法。通过资料查询，未发现有专门针对船体钢海水腐蚀断口进行清洗的方法资料。

技术实现要素：

针对船体钢海水腐蚀断口清洗时间和过程不易控制，往往会造成清洗过度或清洗不干净，损伤或影响断口的形貌特征的问题，本发明提供了一种船体钢海水腐蚀断口的清洗方法。该方法能够清洗出干净、基本无损伤的断口，满足断口形貌观察的要求，并具有简便的特点。

本发明的技术方案是：一种船体钢海水腐蚀断口的清洗剂，包括如下重量份数的原料：磷酸8-14份、盐酸0.1-1份、去离子水88-96份；

其配制方法为：按照上述重量份数，将磷酸倒入三口烧瓶内，加入去离子水混合搅拌均匀，再加入盐酸至上述混合溶液，将该混合溶液加热至65-75℃，并保温7-9min。

进一步优化，包括如下重量份数的原料：磷酸9-13份、盐酸0.2-0.9份、去离子水89-95份。

进一步优化，包括如下重量份数的原料：磷酸10-12份、盐酸0.3-0.8份、去离子水90-94份。

进一步优化，所述磷酸、盐酸均采用分析纯。

一种船体钢海水腐蚀断口的清洗方法，采用上述清洗剂，所述具体步骤如下：

步骤一、将在海水中腐蚀后的船体钢断口放入丙酮中，经超声清洗取出，在室温下放置至丙酮完全挥发；

步骤二、采用软毛刷蘸取去清洗剂刷洗步骤一中的断口4-5min；

步骤三、将步骤二中清洗后的断口依次用去离子水、无水乙醇重复冲洗2-3次，用吹风机吹干断口。

进一步优化，所述步骤一中清洗时将船体钢断口全部没入丙酮中静置3-5min后再开始清洗。

进一步优化，所述步骤一中清洗时间为10-20min。

进一步优化，所述步骤二中先将船体钢断口浸入清洗剂后取出，再采用毛刷顺方向刷洗。

本发明的有益效果是：

一、以弱酸作为清洗剂的主要洗涤成分，以少量强酸为辅助，避免弱酸强度不足造成船体钢断口清理不干净的问题，同时也防止强酸的过多加入引起船体钢断口的损坏，以此再现原始断口特征；

二、清洗剂包括磷酸、盐酸和去离子水，其购入成本较低，制备方法以及使用仪器都较普通，制备成本较低，操作简单、产率高；

三、针对船体钢在海水环境中形成的腐蚀产物较为疏松，附着力不强，在清洗过程中采用软毛刷刷洗，有利于腐蚀产物的去除；

综上所述，本发明采用弱酸和强酸结合的清洗剂清洗船体钢断口，针对船体钢在海水环境中形成的腐蚀产物较为疏松，附着力不强，在清洗过程中采用软毛刷刷洗，有利于腐蚀产物的去除，能够清洗出干净、基本无损伤的断口，满足断口形貌观察的要求。

附图说明

图1为电镜下的新鲜船体钢断口形貌示意图

图2为电镜下的海水腐蚀断口丙酮清洗后形貌示意图

图3为实施例1的清洗后的船体钢断口形貌示意图

图4为实施例2的清洗后的船体钢断口形貌示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式为：一种船体钢海水腐蚀断口的清洗剂，包括如下重量份数的原料：磷酸8-14份、盐酸0.1-1份、去离子水88-96份；

其配制方法为：按照上述重量份数，将磷酸倒入三口烧瓶内，加入去离子水混合搅拌均匀，再加入盐酸至上述混合溶液，将该混合溶液加热至65-75℃，并保温7-9min。

进一步优化，包括如下重量份数的原料：磷酸9-13份、盐酸0.2-0.9份、去离子水89-95份。

进一步优化，包括如下重量份数的原料：磷酸10-12份、盐酸0.3-0.8份、去离子水90-94份。

进一步优化，所述磷酸、盐酸均采用分析纯。

一种船体钢海水腐蚀断口的清洗方法，采用上述清洗剂，所述具体步骤如下：

步骤一、将在海水中腐蚀后的船体钢断口放入丙酮中，经超声清洗取出，在室温下放置至丙酮完全挥发；

步骤二、采用软毛刷蘸取去清洗剂刷洗步骤一中的断口4-5min；

步骤三、将步骤二中清洗后的断口依次用去离子水、无水乙醇重复冲洗2-3次，用吹风机吹干断口。

进一步优化，所述步骤一中清洗时将船体钢断口全部没入丙酮中静置3-5min后再开始清洗。

进一步优化，所述步骤一中清洗时间为10-20min。

进一步优化，所述步骤二中先将船体钢断口浸入清洗剂后取出，再采用毛刷顺方向刷洗。

实施例1

一种船体钢海水腐蚀断口的清洗剂及用该清洗剂清洗方法，其具体为：

清洗剂的制备：将分析纯磷酸10份倒入三口烧瓶内，加入去离子水90份混合搅拌均匀，再加入分析纯盐酸0.5份至上述混合溶液，将该混合溶液加热至75℃，并保温7min，制备得到清洗剂；

采用清洗剂的清洗方法：将在海水中腐蚀后的船体钢断口完全浸泡在丙酮中3min，开启超声仪清洗10min取出，放在室温下至丙酮完全挥发，将丙酮清洗后的船体钢断口再次浸入到清洗剂中取出，采用软毛刷蘸取去清洗剂顺方向刷洗断口5min，此时断口表面呈银白色，说明表面腐蚀产物已除去，将上述清洗后的断口依次用去离子水、无水乙醇重复冲洗2次，用吹风机吹干断口。

实施例2

一种船体钢海水腐蚀断口的清洗剂及用该清洗剂清洗方法，其具体为：

清洗剂的制备：将分析纯磷酸12份倒入三口烧瓶内，加入去离子水90份混合搅拌均匀，再加入分析纯盐酸0.5份至上述混合溶液，将该混合溶液加热至65℃，并保温9min，制备得到清洗剂；

采用清洗剂的清洗方法：将在海水中腐蚀后的船体钢断口完全浸泡在丙酮中5min，开启超声仪清洗20min取出，放在室温下至丙酮完全挥发，将丙酮清洗后的船体钢断口再次浸入到清洗剂中取出，采用软毛刷蘸取去清洗剂顺方向刷洗断口4min，此时断口表面呈银白色，说明表面腐蚀产物已除去，将上述清洗后的断口依次用去离子水、无水乙醇重复冲洗3次，用吹风机吹干断口。

实施例3

船体钢的新鲜冲击断口形貌见图1，呈韧窝特征，将该断口浸泡于人工海水中腐蚀后，断口表面附着一层红色疏松腐蚀产物，采用丙酮超声波清洗后，断口形貌见图2，断口表面覆盖一层龟裂的腐蚀产物，原始断口特征完全被遮盖，无法观察，将实施例1和实施例2中经过清洗剂清洗过的船体钢断口放在扫描电镜下进行扫描，扫描结果分别如图3和图4所示，与图2中经过丙酮洗涤后的船体钢断口特征相比较，经过清洗剂清洗后的原始断口的韧窝特征明显，效果极佳。

以上显示和描述了本发明的主要特征、使用方法、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和发明书中描述的只是发明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。