FR2676818A1 - Device for analysis of the change in the surface condition of at least one metal substrate during pickling - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un dispositif d'analyse de l'évolution d'un état de surface d'au moins un substrat métallique en cours de décapage, notamment d'une tôle en acier doux. The subject of the present invention is a device for analyzing the development of a surface condition of at least one metal substrate during pickling, in particular of a sheet of mild steel.
On sait qu'au cours du laminage à chaud des tôles, une pellicule d'oxyde de fer, composée de trois sous-couches d'oxydes ferreux, FeO, magnétique, Fe3 4 et ferrique, Fe203, se forme à la surface sur une épaisseur pouvant atteindre quelques dizaines de micromètres. It is known that during hot rolling of the sheets, an iron oxide film, composed of three sublayers of ferrous oxides, FeO, magnetic, Fe3 4 and ferric, Fe203, is formed on the surface on a thickness up to a few tens of micrometers.
La calamine ainsi formée doit être totalement éliminée avant toute opération de mise en forme des tôles ou d'application d'un revêtement par des produits antioxydants. The scale thus formed must be completely removed before any sheet forming operation or application of a coating with antioxidant products.
En effet, si le décalaminage est incomplet, lors des opérations de mise en forme, l'outillage utilisé risque de se détériorer sous l'effet abrasif de la calamine. On peut même aboutir à une incrustation des oxydes de fer sur l'outillage avec formation d'empreintes irréparables. Indeed, if the descaling is incomplete, during the shaping operations, the tooling used may deteriorate under the abrasive effect of the scale. One can even end up with an inlay of iron oxides on the tooling with the formation of irreparable imprints.
Ainsi, pour enlever toute trace de calamine, il convient de procéder à un décapage, par exemple de type chimique, des tôles et notamment des tôles en acier doux. Thus, to remove any trace of scale, it is necessary to carry out a pickling, for example of the chemical type, of the sheets and in particular of mild steel sheets.
Cependant, il est indispensable d'évaluer l'état de décapabilité des tôles afin de s'assurer de la finition du décapage. However, it is essential to assess the state of pickling of the sheets in order to ensure the finish of pickling.
Pour suivre et interpréter l'évolution de l'état de surface d'une tôle en acier doux en situation de décapage, on peut procéder à une analyse potentiodynamique de la tension d'abandon Eab de ladite tôle. To follow and interpret the evolution of the surface condition of a mild steel sheet in pickling situation, one can carry out a potentiodynamic analysis of the dropout voltage Eab of said sheet.
L'allure de la courbe de la tension d'aban don Eab en fonction du temps dépend des conditions de décapage, c'est à dire de la nature des calamines, de la composition et de la température des électrolytes de décapage. The shape of the curve of the aban don Eab voltage as a function of time depends on the pickling conditions, that is to say on the nature of the calamines, on the composition and on the temperature of the pickling electrolytes.
Jusqu'à présent, on procède de façon expérimentale en immergeant une éprouvette découpée dans une tôle en acier doux, dans un bain électrolytique de décapage à base d'acide sulfurique ou d'acide chlorhydrique, ladite éprouvette constituant une électrode de mesure. Up to now, this has been done experimentally by immersing a test piece cut out of a mild steel sheet, in an electrolytic pickling bath based on sulfuric acid or hydrochloric acid, said test piece constituting a measuring electrode.
Une électrode de référence qui, par définition, présente des caractéristiques électrochimiques constantes dans l'électrolyte considéré, est également plongée dans le bain de décapage, les deux électrodes étant reliées à un millivoltmètre formant ainsi une pile électrochimique. A reference electrode which, by definition, has constant electrochemical characteristics in the electrolyte considered, is also immersed in the pickling bath, the two electrodes being connected to a millivoltmeter thus forming an electrochemical cell.
La tension d'abandon Eab est alors la différence de potentiel entre l'éprouvette et l'électrode de référence. The drop-out voltage Eab is then the potential difference between the test piece and the reference electrode.
Ainsi, au bout d'un certain temps, l'allure de I'évolution de la tension d'abandon Eab indique la fin du décapage. Thus, after a certain time, the course of the change in the abandonment voltage Eab indicates the end of the pickling.
Les éprouvettes, pour lesquelles on effectue le décapage et les mesures de tension, sont par exemple prélevées aux deux extrémités d'une bande en acier doux. A chaque endroit de prélèvement, on découpe transversalement une portion de bande dans laquelle trois échantillons représentatifs des différents états de surface sont à leur tour découpés, puis analysés selon la méthode expérimentale précédemment décrite. The test specimens, for which pickling and tension measurements are carried out, are for example taken from the two ends of a strip of mild steel. At each sampling location, a section of strip is cut transversely from which three samples representative of the different surface conditions are in turn cut, then analyzed according to the experimental method described above.
Cette technique présente des inconvénients majeurs. This technique has major drawbacks.
En effet, lors de la préparation d'une éprouvette, après découpage, le métal est mis à nu sur les tranches de l'éprouvette ce qui empêche de la plonger dans le bain de décapage car le contact direct entre le métal nu et l'électrolyte fausse les mesures. Indeed, during the preparation of a test piece, after cutting, the metal is exposed on the edges of the test piece which prevents it from being immersed in the pickling bath because the direct contact between the bare metal and the electrolyte falsifies the measurements.
Par conséquent, l'éprouvette doit être épargnée afin d'isoler les tranches, mais l'épargne prend du temps et, de plus, présente des risques si l'opération est imparfaite. Consequently, the test piece must be saved in order to isolate the slices, but the saving takes time and, moreover, presents risks if the operation is imperfect.
En outre, après l'épargne, on accroche un bout de fil de platine à l'éprouvette grâce auquel on la maintient dans le bain de décapage, le fil étant relié au millivoltmètre. In addition, after saving, a piece of platinum wire is hooked to the test tube by which it is kept in the pickling bath, the wire being connected to the millivoltmeter.
Cependant, lorsque l'éprouvette est entièrement immergée, le point d'accrochage du fil de platine est en contact direct avec l'électrolyte, ce qui perturbe les mesures du fait de l'hétérogénéité qu'il représente pour l'échantillon analysé. However, when the test piece is fully submerged, the attachment point of the platinum wire is in direct contact with the electrolyte, which disturbs the measurements because of the heterogeneity it represents for the sample analyzed.
Pour palier cet inconvénient, l'éprouvette est remontée afin que le fil de platine ne soit plus en contact avec l'électrolyte. To overcome this drawback, the test piece is reassembled so that the platinum wire is no longer in contact with the electrolyte.
Mais, dans ce cas, on ne dispose plus de toute l'information sur l'électrode de mesure puisque qu'une partie de celle-ci est immergée. However, in this case, we no longer have all the information on the measurement electrode since part of it is submerged.
D'autre part, la taille de l'éprouvette est un élément à prendre en compte pour l'analyse de l'évolution de son état de surface au cours du décapage. On the other hand, the size of the test piece is an element to be taken into account for the analysis of the evolution of its surface condition during pickling.
En effet, la valeur de la tension d'abandon résulte de l'évolution concomitante de plusieurs phénomènes interfaciaux qui font que, si l'aire de l'éprouvette est trop importante par exemple égale à 25cm2, les informations locales vont se multiplier dans la réponse finale qui, finalement intègre une mesure et fournit un signal global de la tension d'abandon sans aucune signification. Indeed, the value of the abandonment voltage results from the concomitant evolution of several interfacial phenomena which mean that, if the area of the test piece is too large, for example equal to 25cm2, local information will multiply in the final response which finally integrates a measurement and provides a global signal of the abandonment voltage without any meaning.
En d'autres termes, la richesse c'est à dire la finesse et/ou la qualité des informations locales (hétérogénéité des épaisseurs de calamine, structure et forme des différentes couches ...) contenues dans la mesure de la tension d'abandon en fonction du temps diminue avec l'augmentation de la taille d'une éprouvette. In other words, the richness, i.e. the fineness and / or the quality of the local information (heterogeneity of the calamine thicknesses, structure and shape of the different layers ...) contained in the measurement of the dropout voltage as a function of time decreases with increasing size of a test tube.
Ainsi l'intérêt d'une telle analyse s'estompe et devient quasiment nul pour une taille critique de quelques cm2. Thus the interest of such an analysis fades and becomes almost zero for a critical size of a few cm2.
La présente invention vise à palier les inconvénients précédemment cités en proposant un dispositif permettant l'analyse de l'évolution de l'état de surface d'un substrat métallique, simple à mettre en oeuvre et qui fournit des résultat d'une grande fiabilité. The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a device allowing the analysis of the evolution of the surface condition of a metal substrate, simple to implement and which provides results of high reliability.
La présente invention a pour objet un dispositif d'analyse de l'évolution d'un état de surface d'au moins un substrat métallique en cours de décapage, notamment d'une tôle en acier doux, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, une cellule électrochimique formée par au moins une sonde poten tiomêtrique et, d'autre part, un appareil de mesure de tension, ladite sonde potentiométrique comportant
- un corps formé d'une embase munie d'au moins un orifice et destinée à être appliquée sur une face du substrat et d'un couvercle muni d'au moins une ouverture pour le passage d'une électrode de référence reliée audit appareil de mesure et plongée dans un électrolyte de décapage remplissant ledit corps, ledit électrolyte de décapage étant mis en contact avec une zone de substrat par l'orifice de ladite embase,
- des moyens de fixation du corps au substrat métallique,
- des moyens d'étanchéité entre le corps et le substrat métallique,
- et une électrode de mesure reliée au substrat métallique et audit appareil de mesure.The subject of the present invention is a device for analyzing the evolution of a surface condition of at least one metal substrate during pickling, in particular of a sheet of mild steel, characterized in that it comprises, on the one hand, an electrochemical cell formed by at least one potentiometric probe and, on the other hand, a voltage measuring device, said potentiometric probe comprising
a body formed by a base provided with at least one orifice and intended to be applied to one face of the substrate and by a cover provided with at least one opening for the passage of a reference electrode connected to said apparatus for measurement and immersion in a pickling electrolyte filling said body, said pickling electrolyte being brought into contact with a substrate area through the orifice of said base,
- means for fixing the body to the metal substrate,
- sealing means between the body and the metal substrate,
- And a measurement electrode connected to the metal substrate and to said measurement device.
Selon d'autres caractéristiques de 1 'inven- tion
- l'électrolyte de décapage est une solution d'acide sulfurique ou une solution d'acide chlorhydrique,
- l'électrode de référence est une électrode en sulfate de mercure saturée en sulfate de potassium,
- le corps comporte à sa périphérie au moins deux épaulements disposés dans un plan parallèle à l'embase,
- les moyens de fixation du corps au substrat métallique sont formés par au moins deux organes de serrage enserrant l'un des épaulements et le substrat métallique,
- les organes de serrage sont des clips ou des étriers,
- les moyens d'étanchéité entre le corps et le substrat métallique sont constitués par un joint réalisé dans un matériau inerte de vis-à-vis de l'électrolyte de décapage.According to other features of the invention
- the pickling electrolyte is a sulfuric acid solution or a hydrochloric acid solution,
the reference electrode is a mercury sulfate electrode saturated with potassium sulfate,
the body comprises at its periphery at least two shoulders arranged in a plane parallel to the base,
the means for fixing the body to the metal substrate are formed by at least two clamping members enclosing one of the shoulders and the metal substrate,
- the clamping members are clips or stirrups,
- The sealing means between the body and the metal substrate are constituted by a seal made of an inert material with respect to the pickling electrolyte.
Selon encore d'autres caractéristiques de l'invention
- le dispositif comprend, d'une part, deux sondes potentiométriques destinées à être appliquées sur deux zones d'un même substrat métallique et comportant chacune une électrode de référence reliée audit appareil de mesure et, d'autre part, une électrode de mesure reliée au substrat métallique et audit appareil de mesure,
- le dispositif comprend, d'une part deux sondes potentiométriques destinées chacune à être appliquées sur un substrat métallique et comportant chacune une électrode de référence reliée audit appa reil de mesure et, d'autre part, deux électrodes de mesure reliant chaque substrat métallique audit appareil de mesure.According to still other characteristics of the invention
the device comprises, on the one hand, two potentiometric probes intended to be applied to two zones of the same metallic substrate and each comprising a reference electrode connected to said measuring device and, on the other hand, a measuring electrode connected to the metal substrate and to said measuring device,
- The device comprises, on the one hand two potentiometric probes each intended to be applied to a metal substrate and each comprising a reference electrode connected to said measurement device and, on the other hand, two measurement electrodes connecting each metal substrate to said measuring device.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, dans lequel la cellule électrochimique est constituée d'une seule sonde potentiométrique et appelée monosonde,
- la Fig. 2 représente une courbe de la tension d'abandon en fonction du temps au cours du décapage d'une éprouvette en acier doux,
- la Fig. 3 représente le schéma de principe d'un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention, dans lequel la cellule électrochimique est une cellule bisonde, appliquée à la mesure de la tension d'abandon de deux zones différentes d'une même éprouvette,
- la Fig. 4 représente les potentiogrammes de deux zones visuellement anisotropes d'une même éprouvette d'acier,
- la Fig. 4a représente une éprouvette sur laquelle deux zones sont visibles, une zone est presque décapée et une zone est recouverte de calamine,
- la Fig. 5 représente les potentiogrammes de deux zones visuellement isotropes d'une même éprouvette d'acier,
- la Fig. 6 représente le schéma de principe d'un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, dans lequel la cellule électrochimique est une cellule sonde, appliquée à la mesure du potentiel d'abandon de deux éprouvettes différen tes,
- la Fig. 7 représente les potentiogrammes des deux éprouvettes différentes d'acier doux en cours de décapage, lesdites éprouvettes présentant une isotropie visuelle.The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which
- Fig. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the device according to the invention, in which the electrochemical cell consists of a single potentiometric probe and called a monoprobe,
- Fig. 2 represents a curve of the abandonment voltage as a function of time during the pickling of a mild steel test piece,
- Fig. 3 represents the block diagram of a second embodiment of the device according to the invention, in which the electrochemical cell is a bisonde cell, applied to the measurement of the drop-out voltage of two different zones of the same test piece,
- Fig. 4 represents the potentiograms of two visually anisotropic zones of the same steel specimen,
- Fig. 4a represents a test tube on which two zones are visible, one zone is almost etched and one zone is covered with scale,
- Fig. 5 represents the potentiograms of two visually isotropic zones of the same steel specimen,
- Fig. 6 shows the block diagram of a third embodiment of the device according to the invention, in which the electrochemical cell is a probe cell, applied to the measurement of the abandonment potential of two different test pieces,
- Fig. 7 represents the potentiograms of the two different test pieces of mild steel during pickling, said test pieces having a visual isotropy.
En se reportant à la Fig. 1, on voit que le dispositif d'analyse selon l'invention est formé, d'une part, d'une cellule électrochimique désignée dans son ensemble par la référence 1 et, d'autre part d'un enregistreur potentiométrique 2 ou tout autre appareil permettant de mesurer une tension. Referring to FIG. 1, it can be seen that the analysis device according to the invention is formed, on the one hand, of an electrochemical cell designated as a whole by the reference 1 and, on the other hand of a potentiometric recorder 2 or any other device for measuring a voltage.
La cellule électrochimique 1 est formée d'une sonde potentiométrique la comprenant un corps 3 muni de deux parois opposées 4 et 5. The electrochemical cell 1 is formed of a potentiometric probe comprising it a body 3 provided with two opposite walls 4 and 5.
La première paroi 4, appelée embase est munie d'au moins d'un orifice 6 et est destinée à être appliquée sur une face 7 d'un échantillon 8 de tôle en acier doux recouvert de calamine 9. The first wall 4, called base, is provided with at least one orifice 6 and is intended to be applied to one face 7 of a sample 8 of mild steel sheet coated with scale 9.
La seconde paroi 5, appelée couvercle, est équipée d'au moins une ouverture 10 pour le passage d'une électrode de référence 11 partiellement immergee dans un électrolyte 12 de décapage remplissant l'inte- rieur du corps 3. The second wall 5, called the cover, is equipped with at least one opening 10 for the passage of a reference electrode 11 partially immersed in a pickling electrolyte 12 filling the interior of the body 3.
L'électrode de référence 11 est maintenue au droit de l'ouverture 10. The reference electrode 11 is held in line with the opening 10.
La sonde potentiométrique la est pourvue de moyens de remplissage du corps 3 en électrolyte 11 et de moyens de fixation dudit corps 3 sur l'échantillon 8
La sonde potentiométrique la comprend également une électrode de mesure 13 reliée à l'échantillon 8.The potentiometric probe 1a is provided with means for filling the body 3 with electrolyte 11 and means for fixing said body 3 to the sample 8
The potentiometric probe 1a also comprises a measurement electrode 13 connected to the sample 8.
L'enregistreur potentiométrique 2 est relié à l'électrode de référence 11 et à l'électrode de mesure 13. The potentiometric recorder 2 is connected to the reference electrode 11 and to the measurement electrode 13.
Le corps 3 a par exemple la forme d'un cube de 50mm de côté dont l'épaisseur est égale à 5mm et pouvant atteindre lOmm. The body 3 has for example the shape of a cube with a side of 50mm, the thickness of which is equal to 5mm and which can reach 10mm.
Le corps 3 peut également avoir la forme d'un cylindre de révolution. The body 3 can also have the shape of a cylinder of revolution.
L'embase 4 est formée par une plaque carrée munie d'un seul orifice 6 circulaire de section égale à 5mm2, l'orifice 6 étant disposé au centre de ladite embase 4
Le couvercle 5 est également formé par une plaque carrée, destinée à protéger l'électrolyte 12 de décapage du milieu ambiant afin de ne pas perturber les mesures.The base 4 is formed by a square plate provided with a single circular orifice 6 of section equal to 5 mm 2, the orifice 6 being placed in the center of said base 4
The cover 5 is also formed by a square plate, intended to protect the pickling electrolyte 12 from the ambient environment so as not to disturb the measurements.
L'ouverture 6 est pratiquée dans l'épais- seur du couvercle 5 à environ 16mm de l'un desdits bords dudit couvercle. The opening 6 is made in the thickness of the cover 5 at about 16mm from one of said edges of said cover.
Les moyens pour remplir le corps en électrolyte 12 sont constitués par une deuxième ouverture 14 placée en regard de l'ouverture 6 de l'embase 4 et qui permet le passage, notamment d'un tube amenant l'électrolyte 12 de décapage. The means for filling the body with electrolyte 12 consist of a second opening 14 placed opposite the opening 6 of the base 4 and which allows the passage, in particular of a tube bringing the pickling electrolyte 12.
Le remplissage effectué, on ferme l'ouver- ture 14 de manière hermétique à l'aide d'un bouchon 15 réalisé dans un matériau inerte vis-à-vis de l'électrolyte 12 de décapage, l'électrolyte 12 de décapage est une solution aqueuse d'acide sulfurique dont la concentration est égale à 350 g/l. Once the filling has been completed, the opening 14 is closed hermetically using a plug 15 made of a material inert with respect to the pickling electrolyte 12, the pickling electrolyte 12 is a aqueous sulfuric acid solution with a concentration of 350 g / l.
L'électrolyte 12 de décapage peut etre également une solution d'acide chlorhydrique. The pickling electrolyte 12 can also be a hydrochloric acid solution.
L'électrode de référence 11 est introduite dans l'électrolyte 12 par l'ouverture 10 pratiquée dans le couvercle 5, son maintien en position fixe dans le corps 3 étant réalisé par un manchon 16 placé autour de l'électrode 11 et qui vient s'engager dans l'ouverture 10 du couvercle 5. The reference electrode 11 is introduced into the electrolyte 12 through the opening 10 made in the cover 5, its maintenance in a fixed position in the body 3 being produced by a sleeve 16 placed around the electrode 11 and which comes s '' engage in the opening 10 of the cover 5.
L'électrode de référence 11 est une électrode à sulfate de mercure saturée en sulfate de po potassium. The reference electrode 11 is a mercury sulfate electrode saturated with potassium potassium sulfate.
Afin de permettre la fixation de la sonde potentiométrique la sur l'échantillon 8, le corps 3 comporte deux épaulements 17 opposés et dans le même plan que celui de la plaque carrée formant l'embase 4. In order to allow the potentiometric probe 1a to be fixed to the sample 8, the body 3 has two opposite shoulders 17 and in the same plane as that of the square plate forming the base 4.
Le corps 3 peut comporter, dans le plan de l'embase 4, un rebord continu sur toute la périphérie dudit corps. The body 3 may include, in the plane of the base 4, a continuous rim over the entire periphery of said body.
Les moyens de fixation du corps 3 sur l'échantillon 8 sont constitués par au moins deux organes de serrage 18 destinés à coopérer avec les deux épaulements 17. The means for fixing the body 3 to the sample 8 consist of at least two clamping members 18 intended to cooperate with the two shoulders 17.
Ces organes de serrage 18 sont constitués par exemple par des clips enserrant chacun l'un des épaulements 17 et l'échantillon 8. These clamping members 18 are constituted for example by clips each enclosing one of the shoulders 17 and the sample 8.
Ces organes de serrage 18 peuvent également être constitués par des étriers de maintien enserrant l'un des épaulements 17 et l'échantillon 8. These clamping members 18 can also be constituted by retaining stirrups enclosing one of the shoulders 17 and the sample 8.
Les moyens d'étanchéité entre le corps 3 et l'échantillon 8 sont constitués par un joint 19 réalisé dans un matériau inerte vis-à-vis de l'électro- lyte 12 de décapage. The sealing means between the body 3 and the sample 8 consist of a seal 19 made of a material inert with respect to the pickling electrolyte 12.
Le joint 19 est par exemple un joint torique en "viton dont les diamètres intérieur et extérieur sont égaux à 5 et 6mm. The seal 19 is, for example, a "viton" O-ring, the inside and outside diameters of which are 5 and 6 mm.
Le joint 19 est disposé entre l'embase 4 et l'échantillon 8 au droit de l'orifice 6 et l'étan- chéité est réalisée grâce à la pression mécanique exercée par les organes de serrage 18 qui solidarisent l'ensemble corps 3-échantillon 8. The seal 19 is disposed between the base 4 and the sample 8 in line with the orifice 6 and the sealing is achieved thanks to the mechanical pressure exerted by the clamping members 18 which secure the body assembly 3 sample 8.
Pour effectuer les mesures, les échantillons 8 de tôle en acier doux sont prélevés aux deux extrémités d'une bobine. To carry out the measurements, the samples 8 of mild steel sheet are taken from the two ends of a coil.
Après découpe transversale de deux portions de bande, on découpe trois échantillons 8 sur chacune des portions de manière à ce que chacun d'eux soit représentatif d'une zone particulière de la tôle où chaque état de surface est caractéristique. After transverse cutting of two portions of strip, three samples 8 are cut on each of the portions so that each of them is representative of a particular zone of the sheet where each surface condition is characteristic.
Ainsi, on prélève deux échantillons sur les rives et un dans l'axe de la bobine. Thus, two samples are taken on the banks and one in the axis of the coil.
Les échantillons sont des éprouvettes dont les dimensions sont par exemple égales à 50 x 50mm. The samples are test pieces whose dimensions are for example equal to 50 x 50mm.
Comme représenté à la Fig. 1, la sonde potentiométrique la est fixée sur l'échantillon 8 à analyser, le corps 3 étant vide, et l'électrode de mesure 13 est mise en contact avec l'échantillon 8. As shown in Fig. 1, the potentiometric probe 1a is fixed to the sample 8 to be analyzed, the body 3 being empty, and the measurement electrode 13 is brought into contact with the sample 8.
L'ouverture 14 du couvercle 5 est dégagée afin de remplir le corps 3 avec l'électrolyte 12 de décapage constituée par exemple par une solution d'acide sulfurique, ce qui va initier le décapage chimique. The opening 14 of the cover 5 is released in order to fill the body 3 with the pickling electrolyte 12 constituted for example by a solution of sulfuric acid, which will initiate the chemical pickling.
Au cours du décapage la tension d'abandon
Eab est mesurée à chaque instant et elle est égale à la différence de potentiel entre l'électrode de mesure 13, en contact avec l'échantillon 8, et l'électrode de référence 11 immergée dans l'électrolyte 12.During stripping the dropout voltage
Eab is measured at each instant and it is equal to the potential difference between the measurement electrode 13, in contact with the sample 8, and the reference electrode 11 immersed in the electrolyte 12.
La tension d'abandon Eab variant avec le temps, l'enregistreur potentiométrique enregistre les valeurs et restitue un potentiogramme comme représenté à la Fig. 2. As the abandonment voltage Eab varies over time, the potentiometric recorder records the values and restores a potentiogram as shown in FIG. 2.
Ce potentiogramme est une courbe caractéristique de l'évolution de l'état de surface considéré de l'éprouvette 8 en acier doux en situation de décapage. This potentiogram is a characteristic curve of the evolution of the surface state considered of the mild steel test piece 8 in a pickling situation.
Le dispositif selon l'invention, permet d'éviter les influences parasites introduites par les dispositifs connus jusqu'alors, notamment les perturbations apportées lors du contact directe entre l'é lectrolyte de décapage et le métal nu ou encore lté- lectrolyte de décapage et un élément étranger à l'é chantil lon. The device according to the invention makes it possible to avoid the parasitic influences introduced by the devices known hitherto, in particular the disturbances brought about during direct contact between the pickling electrolyte and the bare metal or else the pickling electrolyte and an element foreign to the sample.
De plus, les préparations des échantillons consistant à les épargner après les avoir découpés, ainsi que les risques encourus, sont écartés avec le dispositif selon l'invention, étant donné que les mesures de potentiel sont réalisées à l'endroit souhaité. In addition, the preparations of the samples consisting in saving them after having cut them, as well as the risks incurred, are eliminated with the device according to the invention, since the potential measurements are carried out at the desired location.
Les surfaces analysées étant de petites dimensions, de l'ordre de 5mm2, les informations fournies par un potentiogramme sont représentatives du phénomène physique qui se traduit localement par un dégagement d'hydrogène comme représenté en A à la
Fig. 2, car l'acide traverse la couche poreuse de calamine et attaque l'acier.As the surfaces analyzed are small, of the order of 5mm2, the information provided by a potentiogram is representative of the physical phenomenon which results locally in the release of hydrogen as shown in A at the
Fig. 2, because the acid crosses the porous layer of scale and attacks the steel.
Les couches d'oxyde de fer sont alors détachées de l'acier sous l'action combinée de la dissolution superficielle de celui-ci et de la pression de l'hydrogène. The iron oxide layers are then detached from the steel under the combined action of the surface dissolution of the latter and the pressure of hydrogen.
Le dispositif selon l'invention permet donc avec une information locale extrêmement affinée, d'établir une cartographie détaillée de l'échantillon considéré. The device according to the invention therefore makes it possible, with extremely refined local information, to establish a detailed map of the sample considered.
La tension d'abandon fluctue et atteint une valeur appelée tension de décapage qui détermine la fin du décapage. The drop-out voltage fluctuates and reaches a value called pickling voltage which determines the end of pickling.
Afin d'éviter de monter et de redémonter systématiquement l'ensemble du dispositif pour multiplier les points de mesure sur un même échantillon 8, on utilise une cellule électrochimique 1 bisonde comme représentée à la Fig. 3, formée de deux sondes poten tiométriques 20a et 20b. In order to avoid systematically mounting and re-mounting the entire device in order to multiply the measurement points on the same sample 8, an electrochemical cell 1 bisonde is used as shown in FIG. 3, formed of two potentiometric probes 20a and 20b.
Chaque sonde potentiométrique 20a et 20b est identique à celle décrite précédemment et com prend, en outre, un corps 3 remplit d'un électrolyte de décapage 12 dans lequel est partiellement immergée une électrode de référence 11. Each potentiometric probe 20a and 20b is identical to that described above and includes, moreover, a body 3 filled with a pickling electrolyte 12 in which a reference electrode 11 is partially immersed.
La cellule électrochimique 1 comprend également une électrode de mesure 13 reliée à l'échantillon 8 et à la l'appareil de mesure 2. The electrochemical cell 1 also includes a measurement electrode 13 connected to the sample 8 and to the measurement device 2.
Les électrodes de référence 11 sont reliées à deux voies d'entrée différentes de l'appareil de mesure 2. celui-ci mesure alors
El = E sonde 1 - E référence,
E2 = E sonde 2 - E référence.The reference electrodes 11 are connected to two different input channels of the measuring device 2. the latter then measures
El = E probe 1 - E reference,
E2 = E probe 2 - E reference.
Les valeurs El et E2 sont prises en valeurs absolues
Les courbes des Figs. 4 et 5, obtenues avec un montage analogue à celui qui vient d'être décrit montre l'intérêt d'obtenir une information locale plutôt que d'intégrer systématiquement toutes les mesures d'un même échantillon 8 en une mesure globale.The values El and E2 are taken in absolute values
The curves of Figs. 4 and 5, obtained with an assembly similar to that which has just been described, shows the advantage of obtaining local information rather than systematically integrating all the measurements of the same sample 8 into a global measurement.
Ainsi. sur la Fig. 4, on distingue deux zones a et b visuellement anisotrope d'un échantillon 8 qu , au cours du décapage chimique, présentent un comportement différent, comme représenté sur les courbes a et b de la Fig. 4. So. in Fig. 4, there are two visually anisotropic zones a and b of a sample 8 which, during chemical etching, exhibit different behavior, as shown in curves a and b in FIG. 4.
La concentration de 350 g/l en acide est inappropriée pour un réel décapage chimique, mais elle présente l'avantage de mettre en évidence les comportements différents des deux zones. The concentration of 350 g / l of acid is inappropriate for real chemical etching, but it has the advantage of highlighting the different behaviors of the two zones.
En effet, la courbe b, correspondant à l analyse de l évolution de l'état de surface de la zone b de 1 'échantillon 8, fait apparaitre en A une augmentation transitoire de son potentiel d'abandon qui se maintient alors à un palier, avant de redescendre vers 28 mn à une valeur de fin de décapage, environ égale à 0,8 mV. Indeed, the curve b, corresponding to the analysis of the evolution of the surface condition of the area b of the sample 8, shows in A a transient increase in its abandonment potential which then remains at a plateau , before going down again around 28 min to a value of end of pickling, approximately equal to 0.8 mV.
Un tel comportement traduit un ralentisse ment du phénomène de décapage, alors que la courbe a, correspondant à l'analyse de la zone a de l'échantil- lon 8. représente le maintien du potentiel d'abandon à une valeur de fin de décapage ce qui est conforme à l'état de surface de ladite zone. Such behavior reflects a slowing down of the pickling phenomenon, while the curve a, corresponding to the analysis of the area a of the sample 8. represents the maintenance of the abandonment potential at an end of pickling value. which is consistent with the surface condition of said area.
La Fig. 5 représente l'analyse de l'évolution de l'état de surface de deux zones d'un échantillon 8 pour lesquelles on ne peut distinguer visuelle ment une anisotropie. Fig. 5 represents the analysis of the evolution of the surface condition of two zones of a sample 8 for which an anisotropy cannot be visually distinguished.
Or, les courbes a et b l traduisent deux comportements distincts. La courbe a1 fait apparaître une remontée du potentiel d'abandon en A2 caractéristique d'un fort ralentissement du décapage alors que la courbe b ^ ne révèle qu'un faible ralentissement du décapage en A3. celui-ci commençant plus tôt que celui de la courbe a
Le comportement singulier de l'une d'entre elle a fait apparaître une augmentation transitoire de son potentiel d'abandon en cours de décapage ce qui traduit un ralentissement du décapage.However, curves a and bl reflect two distinct behaviors. The curve a1 shows a rise in the abandonment potential in A2 characteristic of a strong slowing down of the pickling while the curve b ^ reveals only a slight slowing down of the pickling in A3. this one starting earlier than the one in curve a
The singular behavior of one of them revealed a transient increase in its abandonment potential during stripping, which translates into slower stripping.
Une telle mesure n'est possible qu'avec l'utilisation d'une cellule électrochimique bisonde. Such a measurement is only possible with the use of a bisonde electrochemical cell.
Selon un autre mode de réalisation représenté à la Fig. 6, une cellule électrochimique bisonde 1 formée de deux sondes potentiométriques 20a et 20b peut être appliquée à la mesure du potentiel d'abandon de deux éprouvettes 8a et 8b différentes. According to another embodiment shown in FIG. 6, a bisonde electrochemical cell 1 formed by two potentiometric probes 20a and 20b can be applied to the measurement of the abandonment potential of two different test pieces 8a and 8b.
L'intérêt d'un tel montage réside dans le fait que l'on peut comparer l'état de surface de deux éprouvettes distinctes. The advantage of such an assembly lies in the fact that one can compare the surface condition of two separate test pieces.
Dans ce montage, les deux électrodes de référence 11 sont reliées à une masse commune sur l appareil de mesure 2 tandis que les deux électrodes de mesure 13 reliant chacune une éprouvette à l'appareil de mesure, sont reliées à deux voies d'entrée différentes dudit appareil de mesure. In this arrangement, the two reference electrodes 11 are connected to a common ground on the measuring device 2 while the two measuring electrodes 13 each connecting a test piece to the measuring device, are connected to two different input channels of said measuring device.
Les éprouvettes 8a, 8b pour l'expérience présentent une apparence isotropie alors que les po tentiogrammes représentés à la Fig. 7, font apparaître une différence de comportement électrochimique
Les deux courbes a 2 et b 2 sur la Fig. 7 rêvé Lent deux comportements chimiques différents, malgré une apparente isotropie visuelle.The test pieces 8a, 8b for the experiment have an isotropic appearance while the po tentiograms shown in FIG. 7, show a difference in electrochemical behavior
The two curves a 2 and b 2 in FIG. 7 dreamed Slowly two different chemical behaviors, despite an apparent visual isotropy.
La courbe a 2 fait apparaître un ralentissement du décapage illustré par le palier A4 qui se prolonge jusqu'à plus de 40mn, alors que la courbe b2 présente un palier As plus court que A ret qui se termine 23mn après le début de l'analyse. The curve a 2 shows a slowing down of the stripping illustrated by the level A4 which extends to more than 40 min, while the curve b2 has a level As shorter than A ret which ends 23 minutes after the start of the analysis .
Toutefois, il convient de noter que le nombre de sondes potentiométriques pouvant constituer la cellule électrochimique n'est limitée en aucune façon However, it should be noted that the number of potentiometric probes which can constitute the electrochemical cell is not limited in any way
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9106115A FR2676818B1 (en) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | DEVICE FOR ANALYZING THE EVOLUTION OF THE SURFACE CONDITION OF AT LEAST ONE METAL SUBSTRATE DURING STRIPPING. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9106115A FR2676818B1 (en) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | DEVICE FOR ANALYZING THE EVOLUTION OF THE SURFACE CONDITION OF AT LEAST ONE METAL SUBSTRATE DURING STRIPPING. |
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| FR2676818B1 FR2676818B1 (en) | 1995-01-06 |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2676818B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109073534A (en) * | 2016-03-03 | 2018-12-21 | 韦特柯格雷斯堪的纳维亚有限公司 | The quick non-destructive evaluation of the sensitization degree of stainless steel and the alloy based on nickel |
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1991
- 1991-05-21 FR FR9106115A patent/FR2676818B1/en not_active Expired - Lifetime
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| US10908067B2 (en) * | 2016-03-03 | 2021-02-02 | Vetco Gray Scandinavia As | Rapid non-destructive evaluation of the degree of sensitization in stainless steels and nickel based alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2676818B1 (en) | 1995-01-06 |
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