本发明专利技术涉及搪瓷用钢的检测装置和方法。一种搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置，包括：实验槽（31）、循环控温装置（21）、测温探头（23）、第一对电极（25）、恒电流仪（29），实验槽中下部置放样板（24），实验槽被样板分离形成实验槽上部腔体和实验槽下部腔体；第一对电极和样板接恒电流仪，实验槽上部腔体盛放充氢溶液（22）构成充氢池（A）；实验槽下部腔体内装有温控蛇形管、测温探头、第二对电极（28）、参比电极（27），第二对电极、样板和参比电极接恒电位仪（30），实验槽下部腔体盛满氧化溶液（26）构成氧化池（B）；电信号测量仪接在样板和第二对电极之间，用以检测样板与第二对电极之间的氧化电流，从而获得氧化电流‑时间曲线。
【技术实现步骤摘要】
搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置及检测方法
本专利技术涉及搪瓷用钢的检测装置和方法，尤其涉及一种搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置及检测方法，属于产品质量检测领域。
技术介绍
搪瓷鳞爆是由于钢板中的氢所引起的。实际上，搪瓷瓷层是一种多层结构，主要是由混合多面体相互组合成的连续网架；瓷层网络的规则程度，介于硅酸盐晶体与硅酸盐瓷釉之间，属于亚规则的连续网络结构。正是由于这种特殊的结构,使氢在瓷层中的扩散非常困难。在搪瓷制品生产的过程中，如果钢中溶入了大量的氢原子，冷却后钢中的氢达到过饱和，那么氢就要向外扩散；而氢又很难在瓷层中扩散，这样就造成了氢在金属和瓷层之间积聚并以气体的形式存在。当氢气的压力足够大时，便会冲破瓷层而产生鳞爆。氢穿透曲线测量是表征钢板储氢性能的重要研究手段，也是用于表征搪瓷钢抗鳞爆性能的重要手段。鳞爆是生产搪瓷制品最重要的缺陷，抗鳞爆性能是搪瓷用钢最重要的关键性能。钢板抗搪瓷鳞爆性能早期的检测方法主要是涂搪检验，试验选用对鳞爆敏感的瓷釉，通过对制作搪瓷试样的观察，直观判断钢板的抗搪瓷鳞爆性能。也有用各种已知有鳞爆倾向的底釉进行涂搪，然后将试样在200～300℃的烘箱中保温数天，根据每一种底釉产生鳞爆的数量，决定该种钢板是否适用于搪瓷。为此检测方法，国外还设计并生产出了专用鳞爆敏感瓷釉，以检测钢板的鳞爆倾向。该方法虽然可用来对钢板抗搪瓷鳞爆性能进行检测，但试验过于复杂，费时费力，且检测结果依赖试验瓷釉，很难单独对一个钢板本身做出科学、客观的评价。根据搪瓷鳞爆为钢板渗氢所致的现象，人们自然想到采用氢穿透的方法评价搪瓷钢抗鳞爆性能。关于氢穿透试验的标准有两类。一类以标准BSEN10209-2013为代表，图1是试验装置示意图，一种搪瓷钢鳞爆性能检测装置包括：实验槽3、记录仪5、水浴控温装置6、恒电流仪7、密封塞8、毛细管2，实验槽8中下部置放样板4，实验槽8被样板4分离形成实验槽上部腔体和下部腔体，上部腔体内装有温控蛇形管、测温探头、对电极，温控蛇形管接水浴控温装置6，上部腔体内放置充氢溶液，对电极和样板4接恒电流仪7，恒电流仪7接记录仪5，实验槽31上部腔体构成充氢池；下部腔体内装有毛细管2和导电溶液，装入毛细管2的下部腔体一端用密封塞8塞住，毛细管2另一端向外和向上伸出，外部的毛细管2上装有光电传感器1，用于检测毛细管2内液面，光电传感器1被设置于水平底座9上的支架支撑。被测样品上表面接触添加充氢溶液，同时被施加恒电流，进行充氢。在样板上表面，充氢电流使得氢气过饱和。部分过饱和的氢气将穿透样板在样板下表面析出，析出的氢气排除液体导致毛细管液面上升。记录毛细管液面上升情况，也即通过渗透在样板下表面析出的氢气的体积。根据获得的毛细管液面（通过渗透在样板下表面析出的氢气的体积）与时间曲线，采用切线法确定氢穿透时间，表征材料抗鳞爆性能，参见图2，图2为搪瓷钢氢穿透曲线。如何精确记录毛细管液面升降情况是影响实验精确性与有效性的关键。标准BSEN10209-2013推荐采用光电设备记录液面上升情况。该类设备较为昂贵，且只能人工记录，效率较低。另一类以ISO10209-2014标准为代表，装置如图3所示，采用左右双电解池结构；图3中：A充氢电池，B氧化电池，1参比电极，2辅助电极，3试样，a进气，b出气。其原理是在钢板上施加足够高的阳极电位，使得钢板中的氢被重新氧化为H+进入溶液，测量过程中形成的阳极电流，根据法拉第定律即可计算得出氢气量。该方法在国内应用普遍，后衍生出国标GB/T29515-2013，用以测量搪瓷钢氢穿透曲线表征其抗鳞爆性能。ISO10209-2014标准采用电化学氧化氢原子的方法测氢的析出量，解决了BSEN10209-2013标准测氢难的问题。但ISO10209-2014标准的试验方法有多处与BSEN10209-2013标准不符，主要有：1、装置构造。BSEN10209标准为上下结构，而ISO17081及GB-T29515标准均为左右结构。BSEN10209标准测试孔直径40mm，GB-T29515标准测试孔直径15-20mm。2、样板的表面处理。BSEN10209标准仅对出厂状态的样板表面进行清洗。ISO17081及GB-T29515标准则还需要对样板表面进行研磨。3、充氢电流密度。BSEN10209标准充氢电流密度达125mA/cm2,GB-T29515标准仅为1mA/cm2。4、溶液温度。BSEN10209标准采取有效措施控制溶液温度，且对温度控制精度有较高要求，要求溶液温度为25±0.5℃，在开始测量前要求静置10分钟以保证温度合乎要求。GB-T29515标准对溶液温度控制精度要求不高，为25-30℃。且测试过程中并无有效的温度控制措施。5、样板残余氢的处理。BSEN10209标准不对样板残余氢做任何处理。而ISO17081及GB-T29515标准则需要在正式测试氢穿透曲线前将样板残余氢进行析出处理。这也导致上述两标准在氢穿透曲线测试前需要较长一段时间进行放氢。同时在开始测试时需要有添加充氢溶液、施加恒电流及启动样板另一侧电流检测等一系列操作，操作人员操作的熟练程度会对结果产生较大影响。6、性能判定依据。BSEN10209标准给出了TH值6.7分钟的性能判定标准，TH值等于或大于该值则认为材料抗鳞爆性能合格。而ISO17081及GB-T29515标准则没有给出，只是说该值越大材料抗鳞爆性能越好。基于上述差异，两类方法的测试结果很难对应。经过多年的实际应用，BSEN10209-2013标准在欧洲搪瓷行业被普遍认可。而BSEN10209-2013标准给出的判定搪瓷用冷轧钢板抗鳞爆性能合格与否的阈值也被普遍接受。而ISO10209-2014及GB/T29515-2013并未能给出判定搪瓷用冷轧钢板抗鳞爆性能合格与否的阈值。在欧洲，ISO10209-2014及GB/T29515-2013标准实验方法距离被搪瓷行业认可尚有较长的路要走。国内现有关于搪瓷钢鳞爆性能检测装置及方法的主要包括：中国专利CN201010228443公开了一种检测搪瓷鳞爆的装置和方法、中国专利CN201210289125公开了一种冷轧钢板搪瓷鳞爆敏感性的电位测量法、中国专利CN201220296655公开了一种冷轧钢板抗搪瓷鳞爆性能的测试装置，三者均采用电解测氢，遵循的都是基于ISO10209-2014标准的试验体系，表现为：双电解池采用左右结构，具体试验参数包括试样面积、试验步骤等也都参考的ISO10209-2014标准。中国专利CN201510853714公开了一种基于微差压原理的搪瓷用钢抗鳞爆性检测装置及方法，其采用上下结构电解池，测试方法基于BSEN10209-2013标准。参见图4，图4中：1控制柜、2计算机、3微差压传感器、4数显触摸屏、5直流恒电流恒电压仪、6硅胶管、7铂电极、8温度计、9橡胶塞、10充氢槽、11环氧树脂板固定夹、12样品、13扩氢槽、14橡胶塞、15氢扩散液体注入管、16氢扩散液体导出管、17紧固螺栓。该专利公开了一种测量氢析出量的方法，试验前限定样板下方区域液体体积为固定值，然后压力归零。试验时，氢从样板下表面析出，占用液体体积，导致液体压力增大，以此来测量表征氢的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置，包括：实验槽（31）、循环控温装置（21）、测温探头（23）、第一对电极（25）、恒电流仪（29），实验槽（31）中下部置放样板（24），实验槽（31）被样板（24）分离形成实验槽上部腔体和实验槽下部腔体；所述上部腔体内装有温控蛇形管、测温探头（23）、第一对电极（25），温控蛇形管和测温探头（23）接循环控温装置（21），上部腔体内盛放充氢溶液（22），第一对电极（25）为阳极，样板（24）为阴极，第一对电极（25）和样板（24）接恒电流仪（29），实验槽（31）上部腔体构成充氢池（A）；其特征是：所述实验槽下部腔体内盛满氧化溶液（26），下部腔体内装有温控蛇形管、测温探头、第二对电极（28）、参比电极（27），温控蛇形管和测温探头接循环控温装置（21），第二对电极（28）为阴极，样板（24）为阳极，第二对电极（28）、样板（24）和参比电极（27）接恒电位仪（30），实验槽（31）下部腔体构成氧化池（B）；电信号测量仪接在样板（24）和第二对电极（28）之间，用以检测样板（24）与第二对电极（28）之间的氧化电流。
【技术特征摘要】
1.一种搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置，包括：实验槽（31）、循环控温装置（21）、测温探头（23）、第一对电极（25）、恒电流仪（29），实验槽（31）中下部置放样板（24），实验槽（31）被样板（24）分离形成实验槽上部腔体和实验槽下部腔体；所述上部腔体内装有温控蛇形管、测温探头（23）、第一对电极（25），温控蛇形管和测温探头（23）接循环控温装置（21），上部腔体内盛放充氢溶液（22），第一对电极（25）为阳极，样板（24）为阴极，第一对电极（25）和样板（24）接恒电流仪（29），实验槽（31）上部腔体构成充氢池（A）；其特征是：所述实验槽下部腔体内盛满氧化溶液（26），下部腔体内装有温控蛇形管、测温探头、第二对电极（28）、参比电极（27），温控蛇形管和测温探头接循环控温装置（21），第二对电极（28）为阴极，样板（24）为阳极，第二对电极（28）、样板（24）和参比电极（27）接恒电位仪（30），实验槽（31）下部腔体构成氧化池（B）；电信号测量仪接在样板（24）和第二对电极（28）之间，用以检测样板（24）与第二对电极（28）之间的氧化电流。2.根据权利要求1所述的搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置，其特征是：所述样板上表面的充氢池（A）和样板下表面的氧化池（B）与样板上下表面接触的实验槽漏斗口直径为40mm。3.根据权利要求1所述的搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置，其特征是：所述充氢池（A）的充氢电流密度达125mA/cm2。4.根据权利要求1所述的搪瓷钢鳞爆性能双电解实验检测装置，其特征是：所述充氢溶液（22）为添加了0.25...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴玮巍，王宝森，周庆军，刘明亮，王双成，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。