CN107515190A - 一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法 - Google Patents

一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107515190A
CN107515190A CN201710789647.0A CN201710789647A CN107515190A CN 107515190 A CN107515190 A CN 107515190A CN 201710789647 A CN201710789647 A CN 201710789647A CN 107515190 A CN107515190 A CN 107515190A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spot corrosion
steel
probability
region
potential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710789647.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李晓刚
杨颖�
程学群
肖葵
董超芳
黄运华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201710789647.0A priority Critical patent/CN107515190A/zh
Publication of CN107515190A publication Critical patent/CN107515190A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/006—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light of metals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/32—Polishing; Etching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement

Abstract

本发明提供了一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法，属于腐蚀评定领域。根据钢材表面微区电位分布，计算点蚀发生概率的方法。本发明采用扫描开尔文探针进行测试，可排除人为因素干扰，减小点蚀评定误差。同时本发明将钢材的点蚀现象量化，得到其发生的概率数值，可定量评定钢材点蚀概率。因此，本发明与传统测试方法相比，可有效减少人为误差，而且可定量评定钢材点蚀的发生概率。评定结果对于新型钢铁品种开发、工程结构设计选材以及钢铁服役寿命评估具有重要意义。

Description

一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法
技术领域
本发明属于腐蚀评定领域，特别是提供了一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法。
背景技术
钢材因具有良好的耐蚀性能被广泛应用于许多领域。但我国每年因钢材失效而造成的经济损失达上千亿元。局部腐蚀由于具有隐蔽性和突发性，是钢材的主要失效方式之一，因此，发明一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法对提高钢材服役安全性和服役寿命具有重大的意义。
目前，针对钢材点蚀检测的技术主要有两种：
一种是按照国家标准GB/T 17897-2016将钢材试样放入FeCl3溶液中进行浸泡，然后按照金属点蚀评定标准GB/T18590-2001，通过目测或低倍显微镜的手段进行点蚀等级检测评定。这种方法存在明显的不足，标准中采用的检测参数“蚀坑分布密度”、“最大点蚀深度”和“最大点蚀尺寸”的测量存在不可避免的人为误差。
第二种是按照国家标准GB/T 17899-1999采用电化学极化技术测试钢材的钝态极化曲线，从而获得钢材的点蚀电位，用点蚀电位作为参数来评定点蚀。这种方法也存在明显的不足，标准中采用的检测参数“点蚀电位”是需要在人工配制的腐蚀溶液中获得，这与实际环境有很大差异，因此其获得的检测结果属于定性结果，不能定量评定点蚀发生概率。
为解决现有技术出现的难点，本发明提出一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法。按照本发明提供的方法评定钢铁点蚀，可有效减少人为误差，而且可定量评定钢材点蚀的发生概率。
发明内容
本发明的目的是提供一种评定钢材点蚀发生概率的方法，本发明提供的方法可有效减少人为误差，而且可定量评定钢材点蚀的发生概率。
一种评定钢材点蚀发生概率的方法，是通过以下步骤来实现的：
(1)采用线切割方式，从待检钢板上截取正方形待测试样，截取边长为80-150mm，优选100mm。
(2)对(1)中截取的待测试样表面进行打磨抛光，除油。
(3)用油性记号色笔将(2)中处理好的钢板均分为n个区域，n值范围在10～50之间，优选30。若n值小于10，测试误差增大；若n值大于50，扫描时间过长，操作实用性降低。
(4)将(3)中制作好的试样平放在SKP系统测试平台上，将探针距试样表面距离控制在95-105μm，优选为100μm。其中探针参数频率为80Hz，振幅为30μm。
(5)选择面扫描模式，对第一个区域按照“从下往上，从左往右”原则进行扫描。以该区域中点为中心，扫描宽度选取1000μm-5000μm，优选3000μm，扫描步长选择50μm-100μm，优选50μm，测试后得到电位分布三维图，其中x，y值分别为测试区域的长和宽，z值为测试电位，为该区域最低电位，为该区域最高电位，计算出
(6)对余下区域依次重复步骤(4)-(5)，分别得到电位差
(7)当判定该区域会发生点蚀，记录测试钢板发生点蚀的区域个数为m个。
(8)根据下述公式计算钢板发生点蚀的概率η值：
η＝(m/n)×100％。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明提供了根据钢材表面微区电位分布，计算点蚀发生概率的方法。本发明采用扫描开尔文探针进行测试，可排除人为因素干扰，减小点蚀评定误差。同时本发明将钢材的点蚀现象量化，得到其发生的概率数值，可定量评定钢材点蚀概率。
因此，本发明与传统测试方法相比，可有效减少人为误差，而且可定量评定钢材点蚀的发生概率。评定结果对于新型钢铁品种开发、工程结构设计选材以及钢铁服役寿命评估具有重要意义。
附图说明
图1为304不锈钢待测试样的第一个区域三维电位分布图。
[主要标记符号说明]
(a)模拟普通大气环境；(b)模拟海洋大气环境。
图2为15-5PH不锈钢待测试样的第一个区域三维电位分布图。
[主要标记符号说明]
(a)模拟普通大气环境；(b)模拟海洋大气环境。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1
从304不锈钢和15-5PH不锈钢分别截取边长为90mm的正方形待测试样，将试样板均分为30个区域。把试样放在SKP测试平台上，将探针距试样表面距离控制在100μm。其中探针参数频率为80Hz，振幅为30μm。试样表面一种是去离子水清洗后的洁净状态，用于模拟普通大气环境；另一种是喷洒氯化钠溶液干燥后的含盐粒子状态，用于模拟海洋大气环境。
测试选用面扫描模式，扫描步长为50μm，每个区域内的扫描面积为3000μm×3000μm，对两种表面分别进行测试。测试完成后，得到三维电位分布图，计算电位差。在其他区域重复上述实验步骤。记录点蚀发生区域，并根据公式η＝(m/n)×100％计算点蚀发生概率，计算结果见表1。
表1 304和15-5PH不锈钢浸泡不同时间点蚀发生概率
大气环境 304 15-5PH
普通大气 0％ 0％
海洋大气 3.33％ 90％
表1结果表明两种不锈钢在普通大气环境均不会发生点蚀；在海洋大气环境中，304不锈钢发生点蚀的概率为3.33％，而15-5PH不锈钢发生点蚀的概率则为90％。
比较例1
从实施例1相同钢板上取材，按照国家标准GB/T 17897-2016要求，将试样放入6％FeCl3溶液中浸泡8h。随后取出、清洗后，按照国家标准GB/T18590-2001进行评定，根据标准中的检测参数“蚀坑分布密度”、“最大点蚀深度”和“最大点蚀尺寸”人为判定304不锈钢与15-5PH不锈钢点蚀等级均为2级。然而，浸泡试验判定结果受人为因素干扰，误差较大，也无法定量地描述钢材的点蚀发生概率。
比较例2
从实施例1相同钢板上取材，按照国家标准GB/T 17899-1999对试样进行动电位极化曲线测试。起始电位设定为相对于开路电位-200mV，终止电位304不锈钢设置为800mV，15-5PH不锈钢设置为50mV，扫描速率为0.15mV/s。304不锈钢的点蚀电位为715mV，15-5PH不锈钢点蚀电位为32mV。304不锈钢点蚀电位比15-5PH不锈钢点蚀电位更正，表明304不锈钢耐点蚀性能更强。然而，电化学技术只能评价不同钢铁材料耐点蚀性能强弱，不能定量评定钢铁点蚀发生的概率。
以上实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所作的任何改进均属本发明权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种评定钢材点蚀发生概率的方法，其特征在于实现步骤如下：
(1)采用线切割方式，从待检钢板上截取正方形待测试样，截取边长为80-150mm；
(2)对(1)中截取的待测试样表面进行打磨抛光，除油；
(3)用油性记号色笔将(2)中处理好的钢板均分为n个区域，n值范围在10～50之间；
(4)将(3)中制作好的试样平放在SKP系统测试平台上，将探针距试样表面距离控制在95-105μm；其中探针参数频率为80Hz，振幅为30μm；
(5)选择面扫描模式，对第一个区域按照“从下往上，从左往右”原则进行扫描；以该区域中点为中心，扫描宽度选取1000μm-5000μm，扫描步长选择50μm-100μm，测试后得到电位分布三维图，其中x，y值分别为测试区域的长和宽，z值为测试电位，为该区域最低电位，为该区域最高电位，计算出
(6)对余下区域依次重复步骤(4)-(5)，分别得到电位差
(7)当判定该区域会发生点蚀，记录测试钢板发生点蚀的区域个数为m个；
(8)根据下述公式计算钢板发生点蚀的概率η值：
η＝(m/n)×100％。
2.如权利要求1所述一种评定钢材点蚀发生概率的方法，其特征在于实现步骤中步骤(1)所述正方形待测试样边长为100mm；
步骤(3)所述n值为30；
步骤(4)所述探针距试样表面距离控制在100μm；
步骤(5)所述扫描宽度选取3000μm，扫描步长选择50μm。
CN201710789647.0A 2017-09-05 2017-09-05 一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法 Pending CN107515190A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710789647.0A CN107515190A (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710789647.0A CN107515190A (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107515190A true CN107515190A (zh) 2017-12-26

Family

ID=60725004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710789647.0A Pending CN107515190A (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107515190A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109612914A (zh) * 2018-12-05 2019-04-12 中国地质大学（北京） 一种碳酸盐岩溶蚀过程可视化定量和定性评价方法
CN112098314A (zh) * 2020-10-10 2020-12-18 鞍钢股份有限公司 微区电化学测定双金属复合材料结合界面腐蚀性能的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103966591A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 中国科学院金属研究所 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法
CN104634728A (zh) * 2015-02-09 2015-05-20 西安热工研究院有限公司 一种蒸发器金属腐蚀测量系统及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103966591A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 中国科学院金属研究所 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法
CN104634728A (zh) * 2015-02-09 2015-05-20 西安热工研究院有限公司 一种蒸发器金属腐蚀测量系统及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.BACK 等: "Localized Corrosion of Heat-Treated and Welded Stainless Steel Studied Using a Scanning Kelvin Probe", 《CORROSION》 *
宣卫芳 等: "《装备与自然环境试验》", 30 November 2011, 航空工业出版社 *
董超芳 等: "316L不锈钢在西沙海洋大气环境下的腐蚀行为评估", 《四川大学学报（工程科学版）》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109612914A (zh) * 2018-12-05 2019-04-12 中国地质大学（北京） 一种碳酸盐岩溶蚀过程可视化定量和定性评价方法
CN112098314A (zh) * 2020-10-10 2020-12-18 鞍钢股份有限公司 微区电化学测定双金属复合材料结合界面腐蚀性能的方法
CN112098314B (zh) * 2020-10-10 2024-01-09 鞍钢股份有限公司 微区电化学测定双金属复合材料结合界面腐蚀性能的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103134751B (zh) 金属腐蚀检测与评定的方法
CN107860707B (zh) 利用丝束电极表征铝合金表面微区电偶腐蚀非均匀性的方法
CN104391039B (zh) 基于动态小波指纹技术的储罐底板腐蚀非接触式超声检测方法
CN103913509B (zh) 一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法
Melchers et al. Statistical characterization of surfaces of corroded steel plates
CN110441305B (zh) 一种二次喷丸的表面覆盖率检验方法
US20110001498A1 (en) Method and device for monitoring a zone of metal
CN203587561U (zh) 一种涡流探伤对比试块
CN110243922A (zh) 铁磁性材料不规则裂纹acfm可视化成像方法
CN110411934B (zh) 一种铝合金腐蚀等级的快速评定预测方法
CN107515190A (zh) 一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法
US20030025497A1 (en) Quantification method and system for corrosion and damage assessment
CN108827866A (zh) 利用丝束电极表征已涂覆搪瓷层的低碳钢表面微区腐蚀特征的方法
Fraga et al. Soil corrosion of the AISI1020 steel buried near electrical power transmission line towers
CN107966591A (zh) 一种评定钢材中夹杂物种类及其诱发点蚀趋势的方法
CN103487366A (zh) 材料腐蚀过程动态形貌特征测试评价方法
CN107655814B (zh) 合金元素对于低碳钢耐腐蚀性能影响的高通量检测方法
Li et al. Simulation analysis and experimental study of defect detection underwater by ACFM probe
CN109580464B (zh) 一种检测评价电网设备涂层质量的方法
KR101477962B1 (ko) 음향 방출법을 이용한 금속의 공식부식 측정장치 및 방법
CN102607473B (zh) 裂纹测深和监控的渗透检测方法及模拟试块
CN102967547B (zh) 一种钢结构全服役寿命周期内腐蚀速率的测量方法
CN106323861A (zh) 一种彩涂板有机涂层聚合性能的评价方法
CN108061744A (zh) 一种微区电化学评定钢材耐局部腐蚀性能的方法
CN203231999U (zh) 电网金属材料电磁脉冲涡流检测专用试块

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171226

RJ01 Rejection of invention patent application after publication