[發明專利]一種應力可調的耐腐蝕性能測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201410201927.1
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104458547A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 薛鋼;王濤;宮旭輝
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/08
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明屬于耐蝕性能測量技術領域，尤其是涉及一種應力可調的耐蝕性能測量裝置及測量方法。

背景技術

已知的，隨著工業化水平的提高，各領域對高性能新材料尤其是金屬材料的需求日益強烈。由于使用環境不同，材料暴露于大氣和海洋等介質，使得腐蝕不可避免。腐蝕給材料造成巨大的損失，金屬材料的腐蝕直接關系到國民經濟的各個領域，因此金屬材料的腐蝕和防護成為材料科學中亟待解決的問題。

由于陸地資源的過度消耗和減少，為滿足工業技術的發展，發展海洋科技成為各國的首要任務。隨著海洋開發、港口建設、沿海核電、石油化工、大型鋼鐵企業以及造船行業的發展，金屬材料在海洋環境中的應用日益得到重視，應用量、應用范圍不斷增大。而海水是自然環境最嚴酷最充足的腐蝕性介質，為了對金屬材料進行正確的選用和防護，提高經濟效益，使研究金屬材料在海洋環境中的腐蝕行為和規律以及積累常用材料的海洋腐蝕數據變為十分緊迫。

均勻腐蝕和點蝕是在海洋環境中的結構件的兩種常見的腐蝕類型。均勻腐蝕是指在金屬表面上幾乎以相同的速度所進行的腐蝕。點蝕是材料表面局部區域內出現向深處發展的腐蝕小孔，表面的其余部分則往往無任何明顯的腐蝕，蝕孔一旦形成，具有“深挖”的動力，即向深處自動加速進行的作用。均勻腐蝕和點蝕都具有極大的隱患性和破壞性。均勻腐蝕和點?蝕的表征參量分別為均勻腐蝕速率和點蝕敏感性。另外，試樣暴露過程中可能發生應力腐蝕開裂現象，腐蝕開裂時間也是材料耐腐蝕性能的表征參量。因此，準確測量材料的耐腐蝕性能參數具有重要的意義。

目前，測定材料的均勻腐蝕速率試驗主要有兩類：一類為室內加速腐蝕試驗，可快速評價材料的耐蝕性，但難以模擬實際使用環境，試驗結果與材料實際腐蝕行為一致性較差；另一類為海洋掛片試驗，即將試件放入實際使用環境中試驗，可用于研究材料的腐蝕機理、腐蝕規律和腐蝕失效原因。

以上耐腐蝕性測量的試驗條件均為無加載的自由狀態，不考慮應力對腐蝕速率的影響。由于影響海水腐蝕因素的多樣化和復雜化，尤其是結構服役時的外加載荷(應力)對腐蝕速率的影響至關重要，依靠傳統的不考慮應力影響的耐腐蝕性試驗研究金屬材料的腐蝕規律，不能真實全面地放映金屬材料實際服役條件下的腐蝕情況，所得試驗結果不能準確評價結構實際服役時的耐蝕性能，實際參考依據不足。

現有耐腐蝕性的測試條件均為無加載的自由狀態，而構件在服役時總會承受相應的外加載荷，外加載荷(應力)必然影響腐蝕速率。但考慮應力影響的材料耐腐蝕性測試研究國內基本處于空白，導致耐腐蝕性測試結果與實際結構服役時的結果一致性較差。針對現有的不考慮應力影響的耐腐蝕性測試裝置和方法的不合理性，根據結構服役條件，設計試驗結果更可靠的考慮不同應力水平對材料腐蝕速率影響的應力可調的耐腐蝕性測試裝置，提供更準確合理的耐腐蝕性試驗數據，開展相應的研究工作，具有現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種應力可調的耐腐蝕性能測量裝置，能夠根據實際服役條件方便準確測得材料的耐腐蝕性能參數，以解決傳統的材料耐腐蝕性能參數測量時不考慮應力對腐蝕速率影響的問題。

為了實現所述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種應力可調的耐腐蝕性能測量裝置，所述測量裝置包括拉伸試驗機、剛性框架、緊固螺母、螺桿樣品、應力測試裝置；所述剛性框架的一面設有螺桿樣品安裝孔A，相對面設有螺桿樣品安裝孔B，螺桿樣品安裝孔A和螺桿樣品安裝孔B的圓心在同一水平線上；所述螺桿樣品插在螺桿樣品安裝孔A和螺桿樣品安裝孔B內，通過緊固螺母固定；所述螺桿樣品的材質與待測試樣材質相同；螺桿樣品兩端連接拉伸試驗機的卡具，應力測試裝置設于螺桿樣品中部。

本發明所述的應力測試裝置為引伸計或者應變片。

本發明所述的剛性框架為中部鏤空的長方體或圓柱體。

一種應力可調的耐腐蝕性能測量方法，其測量步驟為：①將螺桿樣品插在剛性框架的螺桿樣品安裝孔A和螺桿樣品安裝孔B中，用緊固螺母固定；

②將拉伸試驗機的卡具卡住螺桿樣品的兩端，通過拉伸試驗機對螺桿樣品施加載荷，用應力測試裝置測試拉伸試驗機對螺桿樣品施加載荷的應力數值；

③用緊固螺母將螺桿樣品與剛性框架固定，然后將螺桿樣品兩端與拉伸試驗機卡具分離，并將拉伸試驗機卸載，保持應力數值不變；

④將螺桿樣品中部用膠布粘上，連同被緊固螺母固定在一起的剛性框架全部侵入防腐涂料中涂裝，涂裝后待防腐涂料晾干，將膠布去除，并將試驗裝置放入海洋腐蝕環境中進行暴露；

⑤按照點蝕或均勻腐蝕的測量方法測量螺桿樣品樣品的耐腐蝕性能參數。