一种用于测量高分子涂层温差腐蚀的装置的制作方法

本实用新型涉及一种试验方法，具体涉及一种用于测量高分子涂层温差腐蚀的装置。

背景技术：

均匀腐蚀电化学过程特点是腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小，且阴、阳极在金属表面分布变化不定，因而整个金属表面都处于活性溶解状态，结果使金属表面均遭受腐蚀。均匀腐蚀虽导致金属的大量损伤，但不会造成突然破坏事故。局部腐蚀特点是阴、阳极区域截然分开，通常阳极区的面积很小，阴极区面积较大，从而加剧局部阳极区的腐蚀，因局部腐蚀造成的事故约占60％以上。换热器管束材料热浸涂耐腐蚀高分子涂料后，由于在役温差对涂层的影响，极易产生鼓泡而引起局部腐蚀，尤其在循环冷却水系统，浸涂换热器管束内、外壁由于温差腐蚀导致涂层发生开裂。所以，温差对涂层性能的影响与评价在炼油与化工系统还是一个空白。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于测量高分子涂层温差腐蚀的装置，该装置可对腐蚀介质中的涂层由于温差而引起的腐蚀进行定量试验与评估。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种用于测量高分子涂层温差腐蚀的装置，包括设置在试样两侧的第一流液槽和第二流液槽，第一流液槽和第二流液槽内均装有腐蚀介质，试样的一个侧面与第一流液槽内的腐蚀介质接触，另一侧面与第二流液槽内的腐蚀介质接触，第一流液槽和第二流液槽的外侧均设置有硅酸盐保温材料。

本实用新型进一步的改进在于，第一流液槽为圆柱状。

本实用新型进一步的改进在于，第一流液槽的直径为108mm，壁厚为4mm。

本实用新型进一步的改进在于，第一流液槽和第二流液槽结构相同。

本实用新型进一步的改进在于，第一流液槽的端部通过第一法兰密封，第二流液槽的端部通过第二法兰密封，试样固定在第三法兰上。

本实用新型进一步的改进在于，第一法兰、第二法兰以及第三法兰均通过螺栓进行固定。

本实用新型进一步的改进在于，试样为正方形，并且试样的边长为120mm。

本实用新型进一步的改进在于，第一流液槽和第二流液槽通过螺栓相连。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：本实用新型通过将试样放置在两个流液槽之间，两个流液槽内的腐蚀介质存在温差，通过腐蚀介质对试样的腐蚀，测定不同温差下腐蚀介质对试样两表面的腐蚀评级，实现温差腐蚀对涂层性能的影响与评价。温差对试样两侧涂层性能的影响与评价在炼油与化工系统还是一个空白，本实用新型可对腐蚀介质中的涂层由于温差而引起的局部腐蚀进行定量试验与评估，弥补该空白。本装置结构简单，适用于炼油与化工领域管壳式换热器管束材料内、外壁浸涂后温差对高分子浸涂层耐腐蚀性能的影响和评估，尤其适用于循环冷却水系统换热器管束材料内、外高分子浸涂层的腐蚀试验。

附图说明

图1为本实用新型的装置的示意图。

图2为试样测试面的结构示意图。

图3为实施例1中温差20℃时，A面涂层宏观照片。

图4为实施例1中温差20℃时，B面涂层宏观照片。

图5为实施例2中温差70℃时，A面涂层宏观照片。

图6为实施例2中温差70℃时，A面涂层宏观照片。

图中，1为第一流液槽，2为第二流液槽，3为试样，4为第一法兰，5为第二法兰，6 为第三法兰，7为螺栓，8为金属材料，9为涂层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

1.温差腐蚀试验设计

为了将钢材试样的两个面与腐蚀介质相接触，钢材试样两面之间产生一个温度梯度。将试样作为隔板装在两个液流槽之间，而在两个流液槽中流过不同温度的腐蚀介质，参见图1。这样就形成从一个槽到另一个槽的热流。因此，涂有涂层的试样一个面是热面，另一个面是冷面。

具体的，参见图1，本实用新型包括第一流液槽1和第二流液槽2，将试样3设置在第一流液槽1和第二流液槽2之间，并且第一流液槽1内通过箭头方向进、出腐蚀介质。第二流液槽2内通过箭头方向进、出腐蚀介质。试样1的一个侧面与第一流液槽1内的腐蚀介质接触，另一侧面与第二流液槽2内的腐蚀介质接触。第一流液槽1内的腐蚀介质与第二流液槽 2内的腐蚀介质相同，但是第一流液槽1内的腐蚀介质的温度不同于第二流液槽2内腐蚀介质的温度。第一流液槽1和第二流液槽2中的腐蚀介质的流向如箭头所示，第一流液槽1的一端通过第一法兰4密封，第二流液槽2的端部通过第二法兰5密封，试样通过第三法兰6 进行固定。第一法兰4、第二法兰5以及第三法兰6均通过螺栓7进行固定。第一流液槽1 为圆柱状，并且直径为108mm，壁厚为4mm，第一流液槽1和第二流液槽2的形状和大小相同。

参见图2，试样3为正方形，并且试样的边长为120mm，试样为在金属材料8相对称的两个表面覆盖一层涂层9。金属材料的厚度为2.5～5mm，涂层的厚度不限定，并且涂层的厚度不会对试验产生影响。高分子涂层为氯磺化聚乙烯涂层、环氧树脂涂层或聚氨酯涂层，下面实施例以氯磺化聚乙烯涂层为例进行说明。

每个流液槽的外侧均设置有硅酸盐保温材料，用于对流液槽内的腐蚀介质进行保温。

2.试样预处理

由于涂层附着力很大程度上取决于金属表面的处理情况，所以在通过浸涂的方式制备涂层前必须把金属表面的油脂、氧化物等脏物杂质彻底清洗干净，以保证涂层与金属表面有良好的附着力，具体预处理过程如下：

1)碱洗脱脂：碱清洗是以强碱性或碱性的化学药剂作为清洗剂去疏松、乳化和分散金属设备内沉积物的一类方法。常用的碱清洗药剂有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸盐以及硅酸钠。碱清洗时要加入表面活性剂去润湿油脂、尘埃和生物物质，以提高清洗效果(适用于管束材料的温差腐蚀试验前处理)。

碱清洗药剂的配方(各组分按质量百分数计)：

将氢氧化钠、磷酸三钠、碳酸钠、表面活性剂(OP)加入到水中，搅拌均匀，得到碱清洗药剂。

2)酸液清洗：试样化学清洗主要是采用某些酸或酸式盐进行的。这些酸或酸式盐是盐酸、硫酸、硝酸、氨基磺酸和氟化氢铵等。酸能有效地清洗掉金属氧化物组成的腐蚀产物。这些酸与金属的碳酸盐或金属氧化物反应，使之转变为可溶性金属盐类。硝酸清洗剂配方(各组分按质量百分数计)如下：

将硝酸以及Lan-5缓蚀剂加入到脱盐水中，搅拌均匀，得到硝酸清洗剂。

3)有机溶剂脱脂：有机溶剂一般用来脱除油脂比较多的金属表面，常用有机溶剂为丙酮。用过的丙酮要注意回收，收集在专用的试剂瓶内。

3.试验用品

试样前处理药剂(如步骤2中所述的硝酸清洗剂)；

对称的两面都涂有高分子涂层的钢材试样；

可以夹紧试样片的第一流液槽和第二流液槽；

恒温槽；

活塞泵；

硅酸盐保温材料；

若干温度计。

经上述预处理后，试样为金属材料，通过浸渍的方式在金属材料表面制备涂层，涂层的厚度以及金属材料的类型均不影响试验。本实用新型的方法简单准确，适用于炼油与化工领域管壳式换热器管束材料内、外壁浸涂后温差对高分子浸涂层耐腐蚀性能的影响、评估，尤其适用于循环冷却水系统换热器管束材料内、外高分子浸涂层的腐蚀试验。

下面对本实用新型进行详细说明。

1)试验方法

将两面都有涂层的正方形试样，作为隔板安装在两个可以用螺栓装配在一起的流液槽之间。将腐蚀介质通过活塞泵加入到第一流液槽内，将相同的腐蚀介质通过活塞泵加入到第二个流液槽内，第一流液槽和第二流液槽内的腐蚀介质成分相同，但是温度不同，并且最大温差可达到80℃。实验过程中通过温度计对每个流液槽内的腐蚀介质的温度进行测量。进行24 小时后结束。在试样上做好热流方向的标记，然后将试样从两个流液槽中取下，并考察试片两面上的宏观腐蚀情况并拍照。

2)试样检测与评级

对拍照的照片按照GB/T6461-2002《金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级》标准进行涂层腐蚀评级。

下面通过具体实施例进行详细说明。

第一流液槽内腐蚀介质的温度为T1，第二流液槽内腐蚀介质的温度为T2。

实施例1

一个流液槽内的腐蚀介质的温度T1为25℃，另一个流液槽内的腐蚀介质的温度T2为 45℃，温差为20℃，涂层材料为氯磺化聚乙烯，腐蚀介质为：质量浓度3％的NaCl水溶液， pH值为4。试样的A面涂层和B面涂层分别与温差为20℃的腐蚀介质相接触。试样的A面涂层和B面涂层的宏观照片见图3和图4。温差为20℃时，A面保护评级(Rp)为9级，外观评级(Ra)为vs B；B面保护评级(Rp)为9级，外观评级(Ra)为vs B。

实施例2

一个流液槽内的腐蚀介质的温度T1为15℃，另一个流液槽内的腐蚀介质的温度T2为85℃，温差为70℃，涂层材料为氯磺化聚乙烯，腐蚀介质为质量浓度为3％的NaCl水溶液，pH值为4。试样的A面涂层和B面涂层分别与温差为70℃的腐蚀介质相接触。试样的A面涂层和 B面涂层的宏观照片见图5和图6。温差为70℃，A面保护评级(Rp)为1级，外观评级(Ra) 为x G；B面保护评级(Rp)为1级，外观评级(Ra)为x G。