CN103969295A - 一种金属材料腐蚀度原位检测方法 - Google Patents

一种金属材料腐蚀度原位检测方法 Download PDF

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刘方超
成鹏展
肖向宁
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Abstract

本发明涉及一种金属材料腐蚀度原位检测方法。本发明技术方案包括：模拟腐蚀环境，测试测量腐蚀度的传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系；将所述传感器粘贴在金属材料待检测部位；通过万用表实时采集传感器的电阻值，根据传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系得出金属材料待检测部位腐蚀度。本方法与现在工程上应用的通过定检的方式检测金属材料腐蚀度相比，简单方便、准确度高、且具有趋势分析的功能，能对金属材料的腐蚀度提前做出预测。本发明适用于各种金属材料腐蚀度检测。

Description

一种金属材料腐蚀度原位检测方法
技术领域
本发明涉及金属材料腐蚀度检测领域，尤其涉及一种金属材料腐蚀度原位检测方法。
背景技术
国内外大量事实证明，因为飞机的腐蚀问题造成的飞行事故频频发生。这不仅直接影响了飞行安全，还给机务维修工作带来了沉重负担，同时又带来了高昂的维修费用及较低的服役期限。因此，腐蚀的检测技术越来越受到重视。美海军已将腐蚀检测纳入新型舰载机的研发过程中。
通过浏览国内外专利，可以看出美国对于腐蚀检测方面的研究较为深入。目前，通用的腐蚀检测技术为：目视检测、涡流检测、电磁检测、超声法等。其中，常规目视检测是最为简单易行的方法，但是由于到肉眼分辨率及环境条件的影响较大，只能发现宽度较大的裂纹（宽度为0.1mm-0.01mm）；涡流检测可以进行原位检测、对晶界腐蚀和较小的裂纹腐蚀更为敏感；电磁检测方法较为简单、速度较快，主要用于检测锻钢件和焊接件；超声波检测方法主要用于蒙皮检测、应力腐蚀裂纹检测。
这些目前通用的检测技术均是通过定检（定期检测）来完成的，而定检的方式有一定的滞后性，不能实时对机身的腐蚀度进行监视。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种金属材料腐蚀度原位检测方法，可以实现对腐蚀度的实时检测。
本发明的技术方案在于：一种金属材料腐蚀度原位检测方法，包括：
模拟腐蚀环境，测试测量腐蚀度的传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系；
将所述传感器粘贴在金属材料待检测部位；
通过万用表实时采集传感器的电阻值，根据传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系得出金属材料待检测部位腐蚀度。
本发明的有益效果在于：通过制作腐蚀度检测传感器，并在实验室确定待测金属材料腐蚀度与传感器电阻值间的变化关系，腐蚀度检测传感器安装于金属材料需要检测的部位后，随着时间的推移，传感器的阻值会随着腐蚀度的加深而变化，根据电阻值变化情况反过来可以确定金属材料需要检测的部位的腐蚀程度，可以通过实时采集传感器的电阻值，实现对腐蚀度的原位实时检测。
附图说明
图1为本发明金属材料腐蚀度原位检测方法流程图。
图2为本发明传感器引线与接头连接关系示意图，其中，A为高分子薄膜基片，B为片状电阻，C为探针，D为导线，E为接头。
图3（a）为本发明接头的前视图。
图3（b）为本发明接头的后视图。
图3（c）为本发明接头的整体效果图。
图4为本发明插头的整体效果图。
图5（a）为本发明数据采集盒的前视图。
图5（b）为本发明数据采集盒的侧视图。
图5（c）为本发明数据采集盒的后视图。
图5（d）为本发明数据采集盒的整体效果图。
具体实施方式
本发明金属材料腐蚀度原位检测方法，如图1所示，包括：
S101、模拟腐蚀环境，测试测量腐蚀度的传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系。
测量传感器电阻值可以采用如下方法：
（1）测量传感器到万用表的导线和传感器的电阻之和。
（2）测量传感器到万用表的导线的电阻。
（3）用所述电阻之和减去传感器到万用表的导线的电阻得到传感器的电阻。
S102、将所述传感器粘贴在金属材料待检测部位。
所述传感器可以直接粘贴在金属材料待检测部位上。或者，在金属材料待检测部位开设快开式维修口盖，所述传感器粘贴在快开式维修口盖上，这样可以减小传感器的拆装对金属材料待检测部位的损害。所述快开式维修口盖可以采用耐腐蚀性更强的金属材料，这样可以重复使用，节约成本。
S103、通过万用表实时采集传感器的电阻值，根据传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系得出金属材料待检测部位腐蚀度。
可以通过万用表逐一到传感器部位采集传感器的电阻值，或者将所有传感器与一个数据采集盒连接，所述数据采集盒安置在一个方便测量的地方，万用表通过所述数据采集盒采集任一个传感器的电阻值。
实施例1
本发明金属材料腐蚀度原位检测方法的实施例1以飞机机身金属材料在海洋环境下的腐蚀度测试为例，实施方式如下：
步骤一：制作同规格腐蚀检测传感器。
首先选取制作腐蚀检测传感器所需基材。如图2所示，需要的基材有：金属膜片状电阻（图2中B箭头所指部分），要求：面积小于等于1cm2,厚度0.3mm～0.4mm，电阻值1KΩ～100KΩ；高分子纤维薄膜（图2中A箭头所指部分），要求：面积大于1cm2且小于等于4cm2，厚度0.3mm～0.4mm；导线（图2中D箭头所指部分），要求：3条导线，线号按照GJB1640采用24号线或者更大线号的线；探针（图2中C箭头所指部分），要求：电阻值几乎为0，可以嵌入引线；接头（图2）：要求接插头最少为5孔（图示以5孔为例）。
然后定制腐蚀检测传感器。将选取的导线的两端插入探针压接，然后将探针焊接到金属膜片状电阻，喷涂防锈漆，要求：（探针1、2粘贴至传感器的左端，探针3粘贴至传感器的右端，如图2中E箭头所指部分），将导线的另一端引入接头的1、2、5孔（具体引线方法：传感器左端的导线分别引入接头的1、2孔，传感器右端的导线引入接头的5孔，如图2所示）；将带有引线的金属膜片状电阻贴于高分子纤维薄膜上，完成腐蚀检测传感器的定制。定制好的传感器如图2所示。
步骤二：确定机身特定部位腐蚀度与传感器阻值变化之间的关系。
首先，确定有腐蚀度检测需求的机身部件（如：机身下部壁板、长桁等），选定与该部件基材一样的金属材料一块；取一枚腐蚀度检测传感器；将金属材料与腐蚀度检测传感器同时放置于仿海洋环境试验室进行腐蚀加速试验。
然后，记录腐蚀度检测传感器的电阻值和所选金属材料的腐蚀度随时间变化的阻值及腐蚀度，将腐蚀度与电阻阻值对应关系填入一个表格，即可根据表格里电阻值的大小确定腐蚀度。注：在试验室可以应用万用表较为简便的确定传感器的阻值。
步骤三：腐蚀度检测传感器在机身上的布置和安装
首先，确定机身需要进行腐蚀度检测的部位（具体到下壁板和长桁），在该部位设计快开式维修口盖（口盖以大于腐蚀检测传感器尺寸为准，即大于4cm2）。
将口盖表面铣出一定深度，以能放置腐蚀度检测传感器为准；在维修口盖铣出的部位粘贴腐蚀检测传感器，并记录该传感器的序列号；将腐蚀检测传感器的引线引入数据采集盒的前面板。
将图3（a）、图3（b）、图3（c）的接头插入图4的插头，从插头的1、2、5孔分别引出导线，导线引至机舱内的数据采集盒的位置，从数据采集盒的后面板孔中穿过，分别将3根引线连接至数据采集盒的Sn-1、Sn-2、Sn-3孔。（n的数值与传感器的序列号取值一致）。
其中数据采集盒（示意图见图5（a）、图5（b）、图5（c）、图5（d））的具体要求为：前面板安装旋钮，用于利用万用表检测相应的腐蚀检测传感器的阻值；旋钮大小以能插入万用表探针为准；后面板孔洞尺寸应大于机上所有传感器所带导线的线束直径，孔洞边缘粘贴防止线束磨损的毛毡；前后面板的长度根据机上需要布置的传感器的数目具体确定，传感器的数目越多，面板就越长。左右面板的宽度和高度根据需要具体定做。
步骤四：传感器数据测量以及腐蚀度计算
通过定期检查的方法，在机舱内部通过万用表测量腐蚀度检测传感器的阻值。具体依据以下步骤：
1）测量数据采集盒前面板Sn-1、Sn-2之间的线电阻，记为R1记为，测量数据采集盒前面板Sn-1、Sn-3之间的电阻，记为R2，计算传感器的阻值R。
R=R2-R1 （公式1）
2）将传感器阻值R与第2步得出的电阻值与腐蚀度的对应关系表进行比对。假如没有对应的电阻值，则判断该电阻值处于哪个区间，根据相应的区间对应的腐蚀度，大致评估检测部位的腐蚀度。
步骤五：机身腐蚀区域处理及传感器更换
根据第4步被检测的机身部位的腐蚀度进行判断，如果腐蚀程度达到需要进行防护的程度，及时采取腐蚀防护措施；
机身进行腐蚀防护处理的同时，需更换预埋入此区域的传感器，具体方法为：打开此处的维修口盖，取出粘贴于此处的高分子薄膜基的金属膜片状电阻，更换新的高分子膜基的金属膜片状电阻。
实施例1中万用表也可以集成在飞机上，所有手动检测过程都可以通过测试仪器自动实现。

Claims (4)

1.一种金属材料腐蚀度原位检测方法，其特征在于，包括：
模拟腐蚀环境，测试测量腐蚀度的传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系；
将所述传感器粘贴在金属材料待检测部位；
通过万用表实时采集传感器的电阻值，根据传感器电阻值与金属材料待检测部位腐蚀度的对应关系得出金属材料待检测部位腐蚀度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在金属材料待检测部位开设快开式维修口盖，所述传感器粘贴在快开式维修口盖上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过万用表实时采集传感器的电阻值的步骤包括：
将所有传感器与一个数据采集盒连接，万用表通过所述数据采集盒采集任一个传感器的电阻值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测试测量腐蚀度的传感器电阻值的步骤包括：
测量传感器到万用表的导线和传感器的电阻之和；
测量传感器到万用表的导线的电阻；
用所述电阻之和减去传感器到万用表的导线的电阻得到传感器的电阻。
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