CN104674331A

CN104674331A - 金属结构试样腐蚀产物的清除方法

Info

Publication number: CN104674331A
Application number: CN201310628590.8A
Authority: CN
Inventors: 刘明; 郭万生; 王晋平; 赵亮亮
Original assignee: BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Current assignee: BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-06-03

Abstract

本发明提供了金属结构试样腐蚀产物的清除方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）测量金属结构试样的腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的百分率，如果所占百分比小于90%，则对金属结构试样的腐蚀产物进行超声法清除，如果腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的所占百分比大于或等于90%，则须进一步测量金属结构试样表面的腐蚀产物层厚度；（2）如果金属结构试样表面腐蚀产物层厚度均小于80μm，则对金属结构试样的腐蚀产物进行化学法清除，如果金属结构试样表面腐蚀产物层厚度均大于或等于80μm，则对金属结构试样的腐蚀产物进行电解法清除。

Description

金属结构试样腐蚀产物的清除方法

技术领域：

本发明属于金属腐蚀试验领域，涉及一种针对金属结构试样表面腐蚀产物的清除方法。

背景技术：

目前，清除金属试样腐蚀产物的方法通常有三种：机械法、化学法和电解法。机械法难以去除附着牢固的腐蚀产物，不当的机械处理还会损伤到金属基体，影响失重检测的精确度；化学法处理的时间较长时，基体金属易被一定程度地溶解，失重的精确度因此受到影响；电解法易使某些还原性强的金属离子在裸露金属上沉积，引起失重误差。各腐蚀研究机构和试验单位主要通过手工来完成上述清除操作，研究者也发展了一些具有一定综合性的腐蚀产物清除方法，如GB/T16545（与ISO8407等效）规定了先用软毛刷在流水中轻微地刷洗、去除附着不牢固或疏松的腐蚀产物，然后再利用化学法、电解法等去除剩余的腐蚀产物，前者与后者的结合在一定程度上减小了化学法与电解法处理时间较长引起的失重误差。然而，现有的腐蚀产物清除方法均忽视了形状和结构因素对腐蚀产物清除操作的影响，对局部区域腐蚀产物较厚且附着牢固的金属结构试样也不宜实施。

随着腐蚀研究对象的扩展，许多金属零部件、结构件也被广泛地投入腐蚀试验，它们的形状和结构相对复杂，手工清除腐蚀产物的难度较大，并且存在局部腐蚀产物清除引入失重误差的问题，这对腐蚀产物清除方法提出了更高的要求。

发明内容：

本发明提供了一种金属结构试样腐蚀产物的清除方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）测量金属结构试样的腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的百分比，如果所占百分比小于90%，则对金属结构试样的腐蚀产物进行超声法清除，如果腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的所占百分比大于或等于90%，则须进一步测量金属结构试样表面的腐蚀产物层厚度；

（2）如果金属结构试样表面腐蚀产物层厚度均小于80μm，则对金属结构试样的腐蚀产物进行化学法清除，此时腐蚀产物层厚度较薄，采用化学法清除的处理时间无需很长，不易使金属基体产生溶解作用；如果金属结构试样表面腐蚀产物层厚度均大于或等于80μm，则对金属结构试样的腐蚀产物进行电解法清除，此时腐蚀产物层厚度较大，采用化学法清除容易造成金属基体的溶解（处理时间过长），而采用电解法清除可充分利用氢气泡的物理作用将腐蚀产物膜剥离，基体的损失较小，同时腐蚀产物层较厚的特点也极大地避免了金属离子的沉积。

本发明的一种实施方式在于在步骤（1）中采用柔性网板紧密地覆于金属结构试样的表面，通过计算覆于结构试样表面腐蚀区域的网孔数量占总网孔数量的百分比，获得金属结构试样的腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的百分率。

该实施方式无需借助精密的图像采集仪器，操作相对简便，既可满足腐蚀产物清除前腐蚀产物层覆盖率评价的需要，又能较好地适应金属结构试样相对复杂的几何形状和结构因素。

本发明的一种实施方式在于在步骤（1）中将金属结构试样放入去腐蚀产物溶液中，在进行化学浸蚀的同时，施加1.0～3.5W/cm2左右的大功率超声波。

利用超声波在腐蚀溶液中较强的空化效应，对金属结构试样表面形成强烈的冲击波和微射流，对局部区域腐蚀产物膜的溶解和剥落过程具有较强的加速作用。

本发明的一种实施方式在于步骤（2）中采用金属结构试样表面的腐蚀产物层厚度磁性测厚仪或涡流测厚仪进行测量。这两种测厚方法均损及金属结构试样，对腐蚀产物层的影响也不大，其中磁性测厚仪主要用于铁基合金、锰基合金等黑色金属，涡流测厚仪主要用于铝合金、镁合金、钛合金等非黑色金属。

附图说明：

附图1为金属结构试样腐蚀产物清除程序的流程图；

附图2为金属结构试样表面腐蚀产物覆盖率评级用的柔性网板示意图。

具体实施方式：

参见附图1，本发明提出的金属结构试样腐蚀产物清除方法的具体实施方式分为两个步骤：

（1）将附图2所示的5mm×5mm柔性网板紧密地覆于金属结构试样的表面，柔性网板的大小可以根据金属结构试样的表面积裁取，以保证结构试样表面完全地被覆于于网板之下。清点覆于腐蚀区域的网孔数量，并计算其占总网孔数量的百分比，从而获得腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的百分率。如果所占百分比小于90%，则对金属结构试样的腐蚀产物进行超声法清除，即选用GB/T16545附录A中表A或HB5257表1所列的去腐蚀产物溶液进行化学法清除操作的同时，对腐蚀产物膜施加大功率的超声波振荡（超声波振荡的功率在1.0～3.5W/cm2范围），诱发腐蚀产物膜的开裂和剥落，加速腐蚀产物膜的溶解过程，待目视腐蚀产物膜完全剥落后，立即停止腐蚀产物的清除操作，然后采用温和的流动的净水（去离子水或蒸馏水）清洗结构试样表面，再用热风烘干试样表面；如果腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的所占百分比大于或等于90%，则须进而测量金属结构试样表面的腐蚀产物层厚度。

（2）采用磁性测厚仪检测黑色金属结构试样腐蚀区域不同部位的腐蚀产物层厚度，而采用涡流测厚仪检测非黑色金属结构试样腐蚀区域不同部位的腐蚀产物层厚度，（一般来说，对结构试样一个几何面至少检测三个点的腐蚀产物层厚度）。如果金属结构试样表面腐蚀产物层的厚度均小于80μm，则按照金属材料的种类在GB/T16545附录A的表A中或HB5257的表1中选择相应的去腐蚀产物溶液，并在相应的工作条件下进行化学法清除处理，然后采用温和的流动的净水（去离子水或蒸馏水）清洗结构试样表面，再用热风烘干试样表面；如果金属结构试样表面腐蚀产物层厚度均大于等于80μm，则根据具体的金属材料种类在GB/T16545附录A中表A2中选择相应的电解清洗方法进行处理，然后采用温和的流动的净水（去离子水或蒸馏水）清洗结构试样表面，再用热风烘干试样表面。

Claims

1.金属结构试样腐蚀产物的清除方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）测量金属结构试样的腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的百分率，如果所占百分比小于90%，则对金属结构试样的腐蚀产物进行超声法清除，如果腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的所占百分比大于或等于90%，则须进一步测量金属结构试样表面的腐蚀产物层厚度；

（2）如果金属结构试样表面腐蚀产物层厚度均小于80μm，则对金属结构试样的腐蚀产物进行化学法清除，如果金属结构试样表面腐蚀产物层厚度均大于或等于80μm，则对金属结构试样的腐蚀产物进行电解法清除。

2.根据权利要求1所述的金属结构试样腐蚀产物的清除方法，其特征在于，步骤（1）中的所述超声法为将金属结构试样放入去腐蚀产物溶液，进行化学浸蚀，同时在去腐蚀产物溶液中施加1.0～3.5W/cm2左右的大功率超声波，加速局部区域腐蚀产物膜的溶解过程。

3.根据权利要求1所述的金属结构试样腐蚀产物的清除方法，其特征在于，步骤（1）中，采用柔性网板紧密地覆于金属结构试样的表面，通过计算结构试样表面覆于腐蚀区域的网孔数量占总网孔数量的百分比，获得金属结构试样的腐蚀产物覆盖面积占金属结构试样总面积的百分率。

4.根据权利要求1所述的金属结构试样腐蚀产物的清除方法，其特征在于，步骤（2）中，采用金属结构试样表面的腐蚀产物层厚度磁性测厚仪或涡流测厚仪进行测量。