一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法技术

本发明专利技术涉及钢铁大气腐蚀分析技术领域，具体为一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法。以NaCl水溶液为浸渍溶液，按“(浸渍)

【技术实现步骤摘要】
一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法


[0001]本专利技术涉及钢铁大气腐蚀分析
，具体为一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法。

技术介绍

[0002]钢材因其优异的机械性能和较高的性价比而被作为一种重要的工程结构材料广泛用于制造各种基础设施。但是，暴露在室外环境尤其是在沿海大气环境中的钢材会遭受严重的腐蚀，不仅影响服役安全，还会带来巨大的经济损失。
[0003]对钢材大气腐蚀的研究方法逐渐从室外暴露发展到室内加速腐蚀试验。但是，大气暴露试验周期长，区域性强，试验结果是多种环境因素共同作用的反映，不利于试验结果的推广和应用。室内加速腐蚀试验周期短，可模拟不同大气环境下的腐蚀，获得与真实试验近似的数据，建立预测材料大气腐蚀的寿命模型，用于各种钢材的大气腐蚀行为研究及其耐蚀性能的快速评估和寿命预测。目前主要采用的室内加速试验方法主要有以下几种：湿热试验，盐雾试验，周期喷雾复合试验，周期浸润复合试验，多因子循环复合腐蚀试验等。湿热试验法凝聚在试片表面的通常是大小不一的水珠，不能形成稳定均匀的水膜，试验对于实际大气腐蚀的模拟性较差。盐雾试验方法仅能作为一种人工加速腐蚀试验方法，并不能很好地对海洋气候进行模拟，腐蚀行为往往与真实情况存在偏差；对有保护层或无保护层的金属进行性能试验，不能用来换算材料或者保护层在某一实际使用环境下的寿命。周期喷雾复合试验与单纯盐雾试验相比，这种方法可更好地模拟和研究大气腐蚀。周期浸润复合试验符合大气腐蚀干湿交替循环的特征，被认为是一种能比较好地模拟大气腐蚀过程的加速实验方法，但该方法浸润过程难以有效控制。多因子循环复合腐蚀试验可以模拟多种环境和气象条件下的大气腐蚀，获得与真实大气暴露实验近似的数据，但是不足之处是需要控制的因素较多，操作难度较大。这些试验方法都有各自的优势和不足，都属于大方向的指导方法。
[0004]公开号为CN 1542431A的中国专利技术专利公开了一种模拟大气腐蚀过程的加速腐蚀试验方法，其循环周期短，虽然可以大大缩短试验时间，但是与自然环境暴露下的干湿交替周期相差较大，造成腐蚀产物结构和性能的差异。
[0005]公布号为CN 105259098A的中国专利公开了一种模拟海洋用钢在海水干湿交替环境下的，试验开始前的样品准备阶段需将样品用砂纸打磨到1200#，工作量较大，且试样表面经酒精冲洗后再加入浸渍溶液时，很难均匀铺展开，造成腐蚀不均匀，试验对比实际大气腐蚀的模拟性差。
[0006]为了建立室内加速腐蚀试验和自然环境大气暴露试验结果的相关性，室内模拟加速腐蚀试验方法必须满足模拟性、加速性和重现性三个基本条件。由于大气环境的复杂多样，各种材料对环境因子腐蚀的敏感性存在差异。因此，任何一种模拟加速实验方法的建立，都要针对实际服役环境和材料，依据环境特征来设定实验参数，通过一系列实验筛选出模拟性、加速性和重现性都好的实验条件来实现。目前许多研究者都在设计和探索各自需
求的试验方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种具有较好的模拟性、加速性和重现性的模拟低碳钢及低合金钢海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，该方法具有模拟性、加速性、重现性，以此来模拟钢材在海岸大气环境中的腐蚀过程，用于各种钢材的海岸大气腐蚀行为研究及其耐蚀性能的快速评估和寿命预测。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，包括以下步骤：
[0010](a)将试样进行预处理：加工成试样后，设置平行试样数量并进行编号，对试样表面进行喷砂除垢后清洗，吹干后放置于干燥器中，24h后取出，称取原始重量；
[0011](b)根据待测试样的真实大气环境中Cl
‑
的沉积速率来确定浸渍溶液的浓度；
[0012](c)将步骤(a)预处理后的试样按“浸渍
→
湿润
→
干燥
→”
的顺序循环试验，一个周期为8h；
[0013](d)经过步骤(c)所得试样进行处理后，进行腐蚀失重，腐蚀产物及形貌分析。
[0014]所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，步骤(a)的预处理中，所述试样的尺寸为30mm
×
30mm
×
4mm；每组试样包含三个平行试样；对试样表面进行喷砂处理后，依次用丙酮、去离子水和酒精超声清洗去除试样表面油污及杂质，随后吹干，放置干燥器中24h后，使用精度为0.0001g的电子天平称取试样原始重量。
[0015]所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，步骤(b)中，根据Cl
‑
的平均沉积速率来确定浸渍溶液的浓度和用量，每次单位面积所加浸渍溶液中NaCl的含量为自然环境中单位面积NaCl的年沉积量。
[0016]所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，步骤(b)中，浸渍溶液为0.1～1.0mol/L的NaCl水溶液，浸渍溶液润湿试样表面，浸渍溶液的用量为30～50μL/cm2。
[0017]所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，步骤(c)中，湿润阶段：20～40℃，75～95％RH；干燥阶段：30～50℃，25～45％RH；润湿阶段和干燥阶段时间比例1：1～4：1；在进行试样干湿交替腐蚀试验时，安排取样节点为6天、18天、30天。
[0018]所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，步骤(c)中，每9周期加一次浸渍溶液，即在试验开始的第1、10、19、28
……
依此类推周期的润湿阶段开始时，在试样表面滴加浸渍溶液，并使溶液均匀铺展开；在洗一次加浸渍溶液之前，需先从试验箱中取出试样，蒸馏水润洗试样表面，去除锈层中的沉积盐，等试样表面干燥后滴加浸渍溶液，再放入试验箱，开始干湿交替腐蚀周期。
[0019]所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，试样材质为低碳钢或低合金钢。
[0020]本专利技术的设计思想是：
[0021]目前，大气腐蚀评价仍采用实场挂片曝晒实验，虽然实场曝晒实验方法是判断材料耐蚀性能的可靠方法，可以如实地反映材料在服役过程中的腐蚀规律，但此法缺点是工作量大、周期长、计量不准、误差大、取样间隔时间长，尤其是难以即时地反映材料的腐蚀演
化规律等缺点。室内模拟加速腐蚀试验不仅可以缩短评价时间，也可以较为真实地反应大气腐蚀机制。同时，将室内模拟加速结果与室外曝晒结果建立相关性，准确预测材料腐蚀寿命，指导材料在实际工程中的应用至关重要。然而，到目前为止室内加速模拟试验，都很难模拟真实大气腐蚀环境，造成模拟结果与实际结果存在一定的偏差，难于准确反应材料的服役寿命。基于此，本专利技术优选干湿交替试验，并根据不同大气环境的实际湿度及氯离子沉降量对室内加速过程进行准确模拟，以期短期内实现大气腐蚀准确加速。
[0022]本专利技术的优点及有益效果是：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将试样进行预处理：加工成试样后，设置平行试样数量并进行编号，对试样表面进行喷砂除垢后清洗，吹干后放置于干燥器中，24h后取出，称取原始重量；(b)根据待测试样的真实大气环境中Cl
‑
的沉积速率来确定浸渍溶液的浓度；(c)将步骤(a)预处理后的试样按“浸渍
→
湿润
→
干燥
→”
的顺序循环试验，一个周期为8h；(d)经过步骤(c)所得试样进行处理后，进行腐蚀失重，腐蚀产物及形貌分析。2.根据权利要求1所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，其特征在于，步骤(a)的预处理中，所述试样的尺寸为30mm
×
30mm
×
4mm；每组试样包含三个平行试样；对试样表面进行喷砂处理后，依次用丙酮、去离子水和酒精超声清洗去除试样表面油污及杂质，随后吹干，放置干燥器中24h后，使用精度为0.0001g的电子天平称取试样原始重量。3.根据权利要求1所述的模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，其特征在于，步骤(b)中，根据Cl
‑
的平均沉积速率来确定浸渍溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆鑫，王悦，吝章国，陈昊男，陈振业，李超，赵林，韩鹏飞，齐建军，魏欣，马荣耀，王长罡，魏洁，董俊华，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：