[發明專利]一種局部腐蝕鋼試件的制作裝置及制作方法

有效

• 申請號: 201510326095.0
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104913962B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 孫陽;章家保;蘇靜波;翟秋;季小梅;龍星
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.一種局部腐蝕鋼試件的制作裝置，其特征在于：包括：用于盛裝腐蝕溶液(11)的容器(12)，所述容器(12)的頂端敞口由蓋板(6)覆蓋，所述蓋板(6)由若干分散于所述容器(12)四周的支架柱(7)支撐，所述支架柱(7)上帶有螺紋，調節螺母(8)設置于所述支架柱(7)上，所述蓋板(6)穿過所述支架柱(7)的頂端后由所述調節螺母(8)調節所述蓋板(6)的高度，所述蓋板(6)的上表面固定設置有插銷(10)，所述插銷(10)穿進固定塊(9)下端的插孔(16)從而將所述固定塊(9)固定在所述蓋板(6)上，所述固定塊(9)的中心設置有用于固定鋼試件(1)上端的第一通孔，所述蓋板(6)正對所述第一通孔處設置有用于穿入所述鋼試件(1)的第二通孔，所述蓋板(6)上還設置有便于將所述鋼試件(1)從側面裝入蓋板(6)的開槽(17)，所述開槽(17)與所述第一通孔相連通；所述容器(12)內還設置有銅管(13)，所述鋼試件(1)和銅管(13)分別通過導線(14)與電源(15)的正負極相連。

2.根據權利要求1所述的一種局部腐蝕鋼試件的制作裝置，其特征在于：所述電源(15)為直流電源。

3.根據權利要求1所述的一種局部腐蝕鋼試件的制作裝置，其特征在于：所述支架柱(7)的個數為4個。

4.根據權利要求1所述的一種局部腐蝕鋼試件的制作裝置，其特征在于：所述鋼試件(1)包括中間細兩端粗的啞鈴型鋼試件；所述第二通孔為V型開口，所述V型開口的下表面直徑接近所述啞鈴型鋼試件的中間部分直徑；所述開槽(17)的寬度與所述V型開口的下表面直徑相同。

5.根據權利要求1所述的一種局部腐蝕鋼試件的制作裝置，其特征在于：所述銅管(13)與另一個所述局部腐蝕鋼試件的制作裝置中的所述鋼試件(1)通過所述導線(14)串聯，使若干個所述局部腐蝕鋼試件的制作裝置串聯后同時腐蝕若干所述鋼試件(1)。

6.一種局部腐蝕鋼試件的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一，鋼試件(1)的獲取：在同一張板材上縱向截取若干鋼試件(1)；

步驟二，鋼試件(1)的前處理：

S01，將步驟一中截取的鋼試件(1)經700～900℃保溫50～80分鐘后，進行水冷固溶處理；

S02，鋼試件(1)表面，狹縫區域附近用電化學拋光液進行電解拋光處理，以消除機械加工劃痕對試驗結果的影響，狹縫內部嵌藏的磨屑均清洗干凈；

S03，設定鋼試件(1)的腐蝕段長度為L，在鋼試件(1)中間用刻度線(3)標記腐蝕段，再用寬度為L的紙條(2)沿刻度線(3)將腐蝕段層層裹緊，然后再用寬度為L的膠帶(4)綁扎固定紙條(2)；

S04，在鋼試件(1)擬浸入腐蝕溶液(11)的一端涂抹防腐蝕層(5)，所述防腐蝕層(5)延伸至所述紙條(2)處；

S05，用刀片沿步驟S04涂抹的防腐蝕層(5)與步驟S03包裹的紙條(2)交匯處平齊切開，然后再用刀片切除紙條(2)和膠帶(4)，露出鋼試件(1)中間的腐蝕段；

步驟三，計算鋼試件(1)的電化學銹蝕持續時間：根據試驗需要的鋼試件腐蝕率，用式(1)計算電化學銹蝕持續時間t：

$t=\frac{\mathrm{\Δ}m\×Z\×F}{M\×I}---\left(1\right)$

式(1)中，Δm為根據試驗需要的鋼試件腐蝕率計算得到的鋼試件的質量損失；M為鐵的摩爾質量；I為銹蝕電流強度，t為電化學銹蝕持續時間，Z為陽極反應電極化學價，F為法拉第常數；

式(1)中的I由式(2)計算得出：

I＝i×s＝i×2πrL (2)

式(2)中，i為鋼試件銹蝕電流密度；s為鋼試件腐蝕段表面積；r為腐蝕段半徑；L為鋼試件腐蝕段長度；

步驟四，鋼試件(1)的局部腐蝕：

S06，將調節螺母(8)旋至支架柱(7)的上部，使蓋板(6)遠離容器(12)，將鋼試件(1)未涂抹防腐蝕層(5)的一端固定于固定塊(9)中并通過導線(14)與電源(15)的正極相連；設置于腐蝕溶液(11)中的銅管(13)通過導線(14)與電源(15)的負極相連，或與下一個局部腐蝕鋼試件的制作裝置中的鋼試件(1)未涂抹防腐蝕層(5)的一端相串聯；然后向下旋轉調節螺母(8)，使鋼試件(1)涂抹防腐蝕層(5)的一端浸泡在腐蝕溶液(11)中，并且使鋼試件(1)上位于上端的刻度線(3)與腐蝕溶液(11)液面平齊；

S07，當通電時間達到步驟三計算的電化學銹蝕持續時間時，關閉電源(15)，將鋼試件(1)取出并晾干，即完成局部腐蝕鋼試件的制作。