CN105928865A - 一种大气腐蚀加速试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大气腐蚀加速试验方法，首先设计一种加速试验装置；然后将试样线切割、打磨后，固定于加速试验装置的试验挂架上；试验时，控制器先控制进水排水机构工作，向储水箱中注满海水；然后进行干—湿循环的腐蚀试验，流程为：控制器控制挂架升降装置将试验挂架放入储水箱海水中；浸没时间为T1，然后试验挂架上升在空气中干燥，干燥时间为T2。最后重复干—湿循环的腐蚀试验的流程，直至规定的试验周期，完成加速试验，取样分析腐蚀情况。本发明操作方便，在室外进行加速腐蚀试验，试验环境为自然环境且加速腐蚀介质使用实际海水，对海洋大气腐蚀过程的模拟性和加速性好；还可根据不同材料的腐蚀特点调节干—湿循环周期，在腐蚀进程不变的基础上，提高加速性。

Description

一种大气腐蚀加速试验方法

技术领域

本发明涉及模拟大气环境加速腐蚀的试验技术领域，尤其是一种大气腐蚀加速试验方法。

背景技术

机械工程装备长期处于各种大气环境下工作，服役过程中无法回避的问题是材料的大气腐蚀失效，据统计，大气腐蚀造成的经济损失约占总腐蚀损失的一半以上。因此，研究材料在大气中的腐蚀现象和规律，了解环境因素对材料腐蚀的影响是一项重要且迫切的课题。

大气环境中金属腐蚀失效的研究手段为自然暴露实验，是一种接近使用环境的较可靠的腐蚀研究方法，将材料置于真实环境中，通过长期持续的自然暴露获得材料的腐蚀状况，研究其腐蚀规律及机理。该方法能够很好地反映出材料与环境相互作用的真实关系，但由于试验周期长、区域性强、腐蚀环境因素不明确等原因，不能满足科学研究中新材料的开发及工业应用的迫切需求。近年来加速腐蚀试验越来越受到重视，通过强化环境中一个或多个腐蚀因子加速材料腐蚀，近一步研究材料的腐蚀失效规律，主要由试验室内的短期加速腐蚀试验结果来推测户外长期暴露试验结果，进而预测材料、制件在大气环境下的使用寿命，还可缩短新型耐蚀材料的开发周期。

腐蚀加速试验必须满足模拟性、加速性和重现性三个基本条件。目前常用的室内加速试验有：湿热试验是通过强化大气腐蚀过程中温度与湿度两个主要的腐蚀因素从而加速腐蚀的试验方法。盐雾试验则是为了模拟近海洋的大气腐蚀条件，连续或循环地向试样表面喷雾的人工加速腐蚀试验方法。干湿周浸循环试验方法是国内外常采用的腐蚀加速方法，其主要是重现了金属表面经历的浸润到潮湿再到干燥的三种大气腐蚀状态。腐蚀是一个多因素协同作用的综合结果，传统的室内加速试验方法，无法很好地模拟自然环境的多边性。近年来考虑自然环境中多种复杂因素的综合作用，还出现了多因子复合加速腐蚀试验方法以模拟大气腐蚀的加速，这也是以后加速试验发展的方向。相关标准也有介绍，如GB/T25834--2010介绍了关于钢铁户外大气加速腐蚀试验适用于干燥环境下，但也仅强调了雾化作用的影响，应用局限性较大；标准GB/T2024.10-2012仅介绍了大气腐蚀加速的通用导则，但表述也不够具体。

申请号为201310249766.9的中国发明专利公开了本发明是一种模拟海洋大气环境的加速腐蚀试验装置，该试验装置考虑了盐雾、温度、紫外光线等环境因素对材料的侵蚀作用。但是还存在如下问题：1、该试验装置考虑的因素仍然不够全面，加速方法中考虑的腐蚀因子比较单一，周期长，给试验人员带来很多不便；2、腐蚀加速仍停留在室内模拟的层面上，虽可以一定程度上反映材料的腐蚀过程，但与实际自然环境的大气腐蚀存在较大差异；3、加速试验设计上，没有充分考虑各腐蚀因素间的协同作用对腐蚀过程的影响和各因素的作用程度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种加速性高、模拟性好的大气腐蚀加速试验方法，能在实际环境中保持温度、湿度、风速、日照等腐蚀因素为自然状态水平，强化干湿循环过程中的薄液膜腐蚀阶段，从而提高金属样品的腐蚀速率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大气腐蚀加速试验方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）首先设计一种加速试验装置，该试验装置包括机体、试验挂架、挂架升降装置和控制器，机体包括支撑架、设置在支架下部的储水箱、设置在支架上端的遮雨板和进水排水机构；（2）将试样线切割成矩形尺寸后，按要求用砂纸打磨后，固定于试验挂架上，试样的四个角分别用PVC板和紧固螺丝固定；以防止试样与挂样架接触，以避免电偶腐蚀对加速过程产生影响。（3）在室外环境下进行加速腐蚀试验，具体是接通电源，控制器先控制进水排水机构工作，向储水箱中注满海水；然后进行干—湿循环的腐蚀试验，干—湿循环的腐蚀试验的一个流程为：控制器控制挂架升降装置将试验挂架放入储水箱中，且浸没在海水中，浸没时间为T1；然后试验挂架上升在空气中干燥，干燥时间为T2。（4）重复干—湿循环的腐蚀试验的流程，直至规定的试验周期，完成加速试验，取样分析腐蚀情况。

进一步地，所述步骤（3）中干—湿循环的腐蚀试验流程中，试验挂架浸没在海水中为15分钟，裸露干燥的时间为45分钟。

所述试验周期和频率可根据具体的大气环境下材料的腐蚀规律和特点制定，从而设定干—湿循环的腐蚀试验流程。

进一步地，所述挂架升降装置包括安装在储水箱上的导轨支架、升降传导绳、安装在导轨支架上的电机和安装在电机输出轴上的牵引轮，升降传导绳的两端分别与试验挂架和牵引轮相连接。所述进水排水机构包括水泵、进水管、排水管和出水电磁阀，进水管、排水管分别与储水箱的上部、下部连通，水泵和出水电磁阀分别安装在进水管和排水管上。

本发明的有益效果是：采用上述试验方法操作方便，实验效果好。具体是：1、试验环境为自然环境，腐蚀电解质为实际海水，对海洋大气腐蚀过程的模拟性和加速性好；2、通过挂架升降装置可升降试验挂架，如此能够根据不同材料的腐蚀特点调节干—湿循环周期，在腐蚀进程不变的基础上，提高加速性；3、整个装置可移动，腐蚀试验可在不同环境中进行，有利于在材料腐蚀加速研究领域的推广使用。

本发明方法是在室外自然环境下进行加速腐蚀试验的，与传统的室内模拟加速不同，更能真实的反映材料的大气腐蚀规律，重现性好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明中试验装置的结构示意图。

图2为本发明中试验装置的侧视示意图。

图3为本发明的原理示意图。

具体实施方式

本发明一种大气腐蚀加速试验方法，包括如下步骤：

（1）首先设计一种加速试验装置，该试验装置包括机体、试验挂架、挂架升降装置和控制器，机体包括支撑架、设置在支架下部的储水箱、设置在支架上端的遮雨板和进水排水机构。

（2）将试样线切割成矩形尺寸后，按要求用砂纸打磨后，固定于试验挂架上，试样的四个角分别用PVC板和紧固螺丝固定；以防止试样与挂样架接触，以避免电偶腐蚀对加速过程产生影响。

（3）在室外环境下进行加速腐蚀试验，具体是接通电源，控制器先控制进水排水机构工作，向储水箱中注满海水；然后进行干—湿循环的腐蚀试验，干—湿循环的腐蚀试验的一个流程为：控制器控制挂架升降装置将试验挂架放入储水箱中，且浸没在海水中，浸没时间为T1；然后试验挂架上升在空气中干燥，干燥时间为T2。

（4）重复干—湿循环的腐蚀试验的流程，直至规定的试验周期，完成加速试验，取样分析腐蚀情况。

具体地，步骤（3）中所述干—湿循环的腐蚀试验流程中，试验挂架浸没在海水中的时间T1为15分钟，裸露干燥的时间T2为45分钟。当然，T1、T2可根据实际情况变化设置。上述步骤（4）中所述试验周期可根据具体的大气环境下材料的腐蚀规律和特点制定。如：海洋大气环境下碳钢的加速腐蚀试验，可以选择24h、72h、120h、168h等进行，近一步分析得出材料腐蚀的变化规律。

下面结合附图对本发明所使用的加速试验装置做详细描述。

如图1-3所示，加速试验装置包括机体1、试验挂架2、挂架升降装置3和控制器4。其中，机体1包括支撑架11、设置在支架下部的储水箱12、设置在支架上端的遮雨板13和进水排水机构14。进水排水机构14包括水泵141、进水管142、排水管143和出水电磁阀145。进水管142、排水管143分别与储水箱12的上部、下部连通，水泵141和出水电磁阀145分别安装在进水管142和排水管143上。

上述挂架升降装置3包括安装在储水箱上的导轨支架31、升降传导绳32、安装在导轨支架上的电机33和安装在电机输出轴上的牵引轮，升降传导绳32的两端分别与试验挂架2和牵引轮相连接。使用时，水泵141、出水电磁阀145和电机33的动作由控制器4控制。

具体的，为了达到更好的试验效果，上述试验挂架2设有两个，分别对称安装在导轨支架31上，两个试验挂架2上端分别与一提升梁35固定连接，在导轨支架31上端部中间安装有一换向轴36。电机33安装在导轨支架31一侧上；升降传导绳32的一端与提升梁35中部固定连接，另一端跨过转向轴36与所述牵引轮相连接。

本实施例中，上述储水箱12底部呈漏斗状，排水管与储水箱底部中心相连通。上述遮雨板13采用透明有机玻璃制造。上述控制器可采用可编程控制器或者单片计算机控制器或者继电器控制器。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种大气腐蚀加速试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）首先设计一种加速试验装置，该试验装置包括机体、试验挂架、挂架升降装置和控制器，机体包括支撑架、设置在支架下部的储水箱、设置在支架上端的遮雨板和进水排水机构；

（2）将试样线切割成矩形尺寸后，按要求用砂纸打磨后，固定于试验挂架上，试样的四个角分别用PVC板和紧固螺丝固定；以防止试样与挂样架接触，以避免电偶腐蚀对加速过程产生影响；

（3）在室外环境下进行加速腐蚀试验，具体是接通电源，控制器先控制进水排水机构工作，向储水箱中注满海水；然后进行干—湿循环的腐蚀试验，干—湿循环的腐蚀试验的一个流程为：控制器控制挂架升降装置将试验挂架放入储水箱中，且浸没在海水中，浸没时间为T1；然后试验挂架上升在空气中干燥，干燥时间为T2；

（4）重复干—湿循环的腐蚀试验的流程，直至规定的试验周期，完成加速试验，取样分析腐蚀情况。

2.根据权利要求1所述的大气腐蚀加速试验方法，其特征在于：所述步骤（3）中干—湿循环的腐蚀试验流程中，试验挂架浸没在海水中为15分钟，裸露干燥的时间为45分钟。

3.根据权利要求1所述的大气腐蚀加速试验方法，其特征在于：所述试验周期可根据具体的大气环境下材料的腐蚀规律和特点制定。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的大气腐蚀加速试验方法，其特征在于：所述挂架升降装置包括安装在储水箱上的导轨支架、升降传导绳、安装在导轨支架上的电机和安装在电机输出轴上的牵引轮，升降传导绳的两端分别与试验挂架和牵引轮相连接。

5.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的大气腐蚀加速试验方法，其特征在于：所述进水排水机构包括水泵、进水管、排水管和出水电磁阀，进水管、排水管分别与储水箱的上部、下部连通，水泵和出水电磁阀分别安装在进水管和排水管上。