一种铝合金材料加速腐蚀试验方法与流程

1.本发明涉及铝合金腐蚀技术领域，具体讲是一种铝合金材料加速腐蚀试验方法。


背景技术：

2.铝合金材料具有质量轻、强度高、导电、导热能力强、塑性加工性能好、价格低廉等优点，作为导电或结构材料在电网中得到大量应用，但也存在一些问题，其中铝合金材料的腐蚀问题长期困扰电网运维部门。引起电网系统中铝合金材料腐蚀的主要因素是大气环境，发生的腐蚀类型主要有点蚀、晶间腐蚀、剥落腐蚀、应力腐蚀。铝为两性金属，其腐蚀机理与特征与一般金属材料存在较大差异，铝合金材料表面常生成一层钝化膜，腐蚀以点蚀为主。目前，针对铝合金材料的加速腐蚀评价方法较少，主要采用传统的中性盐雾试验对铝合金材料进行加速腐蚀评价，但实验周期较长，区分度低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种铝合金材料加速腐蚀试验方法。
4.本发明的技术解决方案如下：
5.一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，包括以下步骤：
6.s1：确定加速腐蚀试验参数值；
7.针对任一试验参数，开展单因素电化学试验，通过电化学方法测定纯铝的动电位极化曲线图和交流阻抗谱图，根据图中获得的极化特征及交流阻抗特征确定试验参数值；
8.s2：配制加速腐蚀介质溶液；
9.根据上述确定的试验参数值，配制加速腐蚀介质溶液；
10.s3：周期浸泡试验；
11.对铝合金材料试样进行周期浸泡试验；
12.s4：腐蚀评估；
13.周期浸泡试验结束后，去除铝合金材料试样的腐蚀产物，称重获得试样失重，计算出材料腐蚀速率，通过比较材料腐蚀速率判断试样的耐蚀性能。
14.优选地，所述步骤s1中，试验参数包括：ph、温度、过硫酸钠(na2s2o8) 浓度、nacl浓度。
15.优选地，所述ph用于模拟试样表面大气薄液膜酸碱性变化；
16.温度用于模拟试样表面大气薄液膜温度变化；
17.nacl浓度用于模拟试样表面大气薄液膜盐分变化；
18.过硫酸钠(na2s2o8)用于模拟试样表面大气薄液膜硫分变化。
19.优选地，所述步骤s3中，周期浸泡试验具体如下：将铝合金材料试样放入能控制温度及试样浸入浸出的装置中，试验温度参数为步骤s1中确定的试验参数值，浸入一定时间后浸出一定时间，为一个循环，如此往复，直至达到总试验周期，试验结束。
20.优选地，所述步骤s3中，一个循环的时间为1小时，浸入时间取40-45 分钟，浸出时间取15-20分钟；总试验周期取7-20天。
21.优选地，采用浓硝酸进行去除铝合金材料试样的腐蚀产物。
22.优选地，所述步骤s4中，按照如下公示计算材料腐蚀速率；
[0023][0024]
x：试样腐蚀速率，单位mm/a；
[0025]
87600：常数；
[0026]
w1：铝合金材料试样初始称重，单位g；
[0027]
w2：铝合金材料试样去除腐蚀产物后称重，单位g；
[0028]
a：铝合金材料试样表面积，单位cm2；
[0029]
t：试验总周期，单位h；
[0030]
d：铝合金材料试样材质密度，单位g/cm3，铝合金材料取d＝2.7。
[0031]
本发明的有益效果是：本发明的一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，采用过硫酸钠(na2s2o8)作为腐蚀介质，由于其在水中可以分解生成h
+
、 h2o2、so
42-等离子，利用其中h2o2较强的去极化作用，可以起到良好的加速腐蚀效果。同时，利用过硫酸钠生成h2o2比单独添加h2o2有更好的稳定性，可以减轻h2o2分解带来的不利影响。本发明的方法能够对铝合金材料起到良好的加速腐蚀效果，缩短试验周期，试验效果稳定。
附图说明
[0032]
图1为纯铝的动电位极化曲线图。
[0033]
图2为纯铝的交流阻抗谱图；
[0034]
图3为应用本方法比较3种铝合金材料(abc)耐蚀性。
[0035]
图4为铝合金材料(a)中性盐雾试验与本方法的加速腐蚀效果对比。
具体实施方式
[0036]
以下以具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0037]
(1)针对4种试验参数：ph、温度、过硫酸钠(na2s2o8)浓度、nacl 浓度，开展单因素电化学试验，通过电化学方法测定纯铝板的动电位极化曲线及交流阻抗谱图，见图1和2。当nacl浓度为7wt％时，纯铝的腐蚀最快，且腐蚀机理未发生变化，故选取7wt％作为nacl浓度值，据此配制腐蚀介质溶液。其他参数值确定方法与确定nacl浓度值方法相同，不在赘述。综合极化特征及交流阻抗特征，最终确定试验参数值见下表。
[0038][0039]
(2)根据上表确定的ph、过硫酸钠(na2s2o8)浓度、nacl浓度的试验参数值，配制加速腐蚀介质溶液。
[0040]
(3)将3种铝合金材料试样放入能控制温度及试样浸入浸出的装置(放置有上述的加速腐蚀介质溶液)中，试验温度为45℃，一个循环时间为1 小时，浸入时间取45分钟，浸出时间取15分钟，总试验周期500h。
[0041]
(4)室温下采用浓硝酸(hno3，ρ＝1.42g/ml)溶液浸泡，对周期浸泡试验结束后的铝合金材料试样的腐蚀产物进行去除(可参考 gb/t16545-2015)，称重获得试样失重，按照公示计算材料腐蚀速率。通过比较腐蚀速率判断3种5系铝合金材料试样a、b、c(变电站提供的铝合金接线板样品)的耐蚀性能，参考图3，从图中可以看出，在500h的试验周期，均较快地出现腐蚀现象，说明，本发明的试验方法能成功加速腐蚀。
[0042]
(5)图4为具体是5系铝合金材料a(变电站提供的铝合金接线板样品)的中性盐雾试验与本方法的加速腐蚀效果对比，发现在相同试验周期下，本方法加速效果是中性盐雾试验(gbt 10125-2012人造气氛腐蚀试验盐雾试验)的6～8倍，可大大提升试验效率。
[0043]
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
[0044]
以上所述仅为本发明的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：确定加速腐蚀试验参数值；针对任一试验参数，开展单因素电化学试验，通过电化学方法测定纯铝的动电位极化曲线图和交流阻抗谱图，根据图中获得的极化特征及交流阻抗特征确定试验参数值；s2：配制加速腐蚀介质溶液；根据上述确定的试验参数值，配制加速腐蚀介质溶液；s3：周期浸泡试验；对铝合金材料试样进行周期浸泡试验；s4：腐蚀评估；周期浸泡试验结束后，去除铝合金材料试样的腐蚀产物，称重获得试样失重，计算出材料腐蚀速率，通过比较材料腐蚀速率判断试样的耐蚀性能。2.根据权利要求1所述的一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，其特征在于，所述步骤s1中，试验参数包括：ph、温度、过硫酸钠浓度、nacl浓度。3.根据权利要求2所述的一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，其特征在于，所述ph用于模拟试样表面大气薄液膜酸碱性变化；温度用于模拟试样表面大气薄液膜温度变化；nacl浓度用于模拟试样表面大气薄液膜盐分变化；过硫酸钠用于模拟试样表面大气薄液膜硫分变化。4.根据权利要求1所述的一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，其特征在于，所述步骤s3中，周期浸泡试验具体如下：将铝合金材料试样放入能控制温度及试样浸入浸出的装置中，试验温度参数为步骤s1中确定的试验参数值，浸入一定时间后浸出一定时间，为一个循环，如此往复，直至达到总试验周期，试验结束。5.根据权利要求4所述的一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，其特征在于，所述步骤s3中，一个循环的时间为1小时，浸入时间取40-45分钟，浸出时间取15-20分钟；总试验周期取7-20天。6.根据权利要求1所述的一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，其特征在于，采用浓硝酸进行去除铝合金材料试样的腐蚀产物。7.根据权利要求1所述的一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，其特征在于，所述步骤s4中，按照如下公示计算材料腐蚀速率；x：试样腐蚀速率，单位mm/a；87600：常数；w1：铝合金材料试样初始称重，单位g；w2：铝合金材料试样去除腐蚀产物后称重，单位g；a：铝合金材料试样表面积，单位cm2；t：试验总周期，单位h；d：铝合金材料试样材质密度，单位g/cm3，铝合金材料取d＝2.7。

技术总结
本发明公开了一种铝合金材料加速腐蚀试验方法，涉及铝合金腐蚀技术领域，包括以下步骤：S1：确定加速腐蚀试验参数值；针对任一试验参数，开展单因素电化学试验，通过电化学方法测定纯铝的动电位极化曲线图和交流阻抗谱图，根据图中获得的极化特征及交流阻抗特征确定试验参数值；S2：配制加速腐蚀介质溶液；根据上述确定的试验参数值，配制加速腐蚀介质溶液；S3：周期浸泡试验；对铝合金材料试样进行周期浸泡试验；S4：腐蚀评估；周期浸泡试验结束后，去除铝合金材料试样的腐蚀产物，称重获得试样失重，计算出材料腐蚀速率，通过比较材料腐蚀速率判断试样的耐蚀性能。本发明能够对铝合金材料起到良好的加速腐蚀效果，缩短试验周期，试验效果稳定。试验效果稳定。


技术研发人员：田旭 裴锋 贾蕗路 刘欣 曾祥 马光 杨丙坤
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 国网智能电网研究院有限公司
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/1/12