CN110806376A - 一种热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,包括:选用浓度为0.5%的FeCl3、MgCl2混合溶液,且FeCl3与MgCl2之间按Cl‑浓度1∶1配比;将采用玻璃杯器皿浸泡的方式,将试样全部浸泡在玻璃器皿中的FeCl3、MgCl2混合溶液内;采用22℃下恒温进行试验,持续时间24小时;采用称重法,获取整个试验期间失重量,并计算出失重率。采用本发明可以快速准确地评定热水器用电热管材料的耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及腐蚀检测方法,更具体地是指一种热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法。
背景技术
随着国内电热水器的发展,目前已逐渐取代燃气热水器,在市场中占有绝对领先地位,电热水器的核心加热元件电热管材料也逐渐发展,从最初的316L到UNS S33400发展到UNS N08800,甚至用到UNS N08825合金,材料成本逐渐提高。目前市场上采用UNS N08825合金使用效果最好,但成本压力太大。UNS N08800合金使用效果也不错,但在某些水质质量较差,且Cl-含量较高的地区,使用效果较差,经常出现爆管等失效现象,目前爆管率比较高,而且存在批次报废的现象,通过原因分析,目前国内对电热管用带材没有耐腐蚀性能的标准评价方法,很难定量评价材料的耐腐蚀性能水平。
目前,常用的腐蚀评价方法见表1:
表1
标准号 | 溶液 | 测试温度 |
ASTM G<u>48 A</u>法 | 6%FeCl<sub>3</sub>+1%HCl | 选定 |
ASTM G<u>28 A</u>法 | H2SO<sub>4</sub>+CuSO<sub>4</sub> | 沸腾 |
ASTM <u>262 C</u>法 | HNO<sub>3</sub> | 沸腾 |
电热管因为高温水中作为热源稳定供热,由于水质条件、加热水的温度等因地区和使用条件都是有所不同,其面临的腐蚀介质,比较复杂但浓度较低,目前标准的耐腐蚀评价方法普遍介质浓度很高,条件比较恶劣,但电热管作为消耗品,合金化程度不高(各成分见表2)因此采用标准方法带材失效非常严重,例如采用G48A方法测试点蚀,带材出现严重腐蚀,这种情况测试腐蚀情况不准确;晶间腐蚀条件G28A法和262C法测试,都发生严重的晶间腐蚀,这种情况下来评价材料显然不合适。
表2典型电热管用镍基合金成分
因此,迫切需要一种接近热水器腐蚀环境条件的、能够方便快捷评价原材料耐腐蚀水平的方法。
发明内容
本发明为解决上述缺陷,提供了一种热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,可以快速准确地评定热水器用电热管材料的耐腐蚀性能。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一种具有抗腐蚀磨损性能的热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,包括以下步骤:
A、选用浓度为0.5%的FeCl3、MgCl2混合溶液,且FeCl3与MgCl2之间按Cl-浓度1∶1配比;
B、将采用玻璃杯器皿浸泡的方式,将试样全部浸泡在玻璃器皿中的FeCl3、MgCl2混合溶液内;
C、采用22℃下恒温进行试验,持续时间24小时;
D、采用称重法,获取整个试验期间失重量,并计算出失重率。
所述的试样采用厚度为0.1-6.0mm、宽度为0.1-6.0mm、长度为20-50mm的带材。
所述的试样表面要求包括:
采用轧制后光亮退火或退火+酸洗表面状态;
表面无明显的凹坑、划伤缺陷。
所述的试样表面要求还包括:
若表面四周采用机加工或类似方法加工,应采用砂轮或砂纸去除热影响层。
所述的试样还通过玻璃或树脂的支架支起,以避免与玻璃器皿底部相接触。
采用本发明的热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,具有以下几个优点:
1、本发明选用的混合溶液可以模拟水质含有的Cl-和带材原料中的Fe离子以及作为牺牲阳极材料的镁棒所产生的Mg离子,是一个比较合适的浓度,对于材料材质的区分度最佳;
2、本发明更接近实际工况环境,同时,更适合作为测试评价方法。
3、本发明能快速准确评定热水器用电热管材料耐腐蚀性能。
4、试样采用玻璃或树脂支架支起,可防止下表面产生缝隙腐蚀源。
附图说明
图1~图10分别是对比例1~10的试样表面腐蚀照片;
图11~图12分别是本发明的实施例1~2的试样表面腐蚀照片。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
本发明的具有抗腐蚀磨损性能的热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,包括以下步骤:
A、选用浓度为0.5%的FeCl3、MgCl2混合溶液,且FeCl3与MgCl2之间按Cl-浓度1∶1配比,通过多次反复试验研究确定,对目前热水器电热管用镍基合金,0.5%的混合溶液浓度是一个比较合适的浓度,对于材料材质的区分度最佳。
B、将采用玻璃杯器皿浸泡的方式,将试样全部浸泡在玻璃器皿中的FeCl3、MgCl2混合溶液内;所述的试样还可通过玻璃或树脂的支架支起,以避免与玻璃器皿底部相接触,以防止下表面产生缝隙腐蚀源。
C、采用22℃下恒温进行试验,持续时间24小时;
D、采用称重法,获取整个试验期间失重量,并计算出失重率。
所述的试样可采用厚度为0.1-6.0mm、宽度为0.1-6.0mm、长度为20-50mm的带材,试样表面要求包括:
采用轧制后光亮退火或退火+酸洗表面状态;
表面无明显的凹坑、划伤缺陷;
若表面四周采用机加工或类似方法加工,应采用砂轮或砂纸去除热影响层。
下面,采用宝钢生产BT800MO、800、BT840MO、840进行点蚀性能对比试验,结果具体见表3:
表3试验后的腐蚀速率
分别采用6%、3%、2%FeCl3溶液对800和840合金耐点蚀性能评价,从对比例1和2可以看出,采用标准腐蚀方法,带材表面发生严重点蚀,腐蚀速率非常高,说明采用这种方法材料已经发生了严重的点蚀,材料对于这种介质已经严重失效,不适合作为检测方法。
对比例3、4、5、6,分别采用3%的FeCl3进行测试,结果800和840两种合金发生了点蚀,800Mo没有发生点蚀,BT840Mo轻微点蚀,相对不是非常严重了,而且不同钢种之间已经可以区分不同程度了;但还不适合评价800和840合金。
对比例7、8,采用2%的FeCl3进行测试,BT840Mo轻微点蚀,840仍有点蚀发生,但腐蚀相对轻微,点蚀仍然存在。
对比例9、10,采用0.5%的FeCl3进行测试,BT840Mo几乎不发生点蚀,只是制样影响,随机少量样品出现轻微点蚀;840表面肉眼几乎观察不到点蚀,但有轻微失重发生。
实施例1和实施例2中采用0.5%的(FeCl3+MgCl2,按Cl-离子浓度1∶1)的混合溶液进行测试,BT840Mo几乎不发生点蚀,只是制样影响,随机少量样品出现轻微点蚀;840表面肉眼几乎观察不到点蚀,但有轻微失重发生.总体腐蚀速率比单纯0.5%FeCl3低,因此,本方法更接近实际工况环境,同时,更适合作为测试评价方法。
综上所述,采用本发明的评价方法,可以比较准确的评价目前电热管用镍基合金带材的质量,可以通过试验数据相对准确的评价电热管用带材。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (5)
1.一种热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、选用浓度为0.5%的FeCl3、MgCl2混合溶液,且FeCl3与MgCl2之间按Cl-浓度1∶1配比;
B、将采用玻璃杯器皿浸泡的方式,将试样全部浸泡在玻璃器皿中的FeCl3、MgCl2混合溶液内;
C、采用22℃下恒温进行试验,持续时间24小时;
D、采用称重法,获取整个试验期间失重量,并计算出失重率。
2.如权利要求1所述的热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,其特征在于:所述的试样采用厚度为0.1-6.0mm、宽度为0.1-6.0mm、长度为20-50mm的带材。
3.如权利要求1所述的热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,其特征在于:所述的试样表面要求包括:
采用轧制后光亮退火或退火+酸洗表面状态;
表面无明显的凹坑、划伤缺陷。
4.如权利要求3所述的热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,其特征在于:所述的试样表面要求还包括:
若表面四周采用机加工或类似方法加工,应采用砂轮或砂纸去除热影响层。
5.如权利要求1所述的热水器电热管用镍基合金带材腐蚀评价方法,其特征在于:所述的试样还通过玻璃或树脂的支架支起,以避免与玻璃器皿底部相接触。
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