[發明專利]一種用于測量不銹鋼管外表面臨界點蝕溫度的夾具

有效

• 申請號: 201610128590.5
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105784803B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 楊雁澤
• 申請（專利權）人: 楊雁澤
• 主分類號: G01N27/28
• 分類號: G01N27/28
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙)32251
• 代理人: 陸金星

技術領域

本發明涉及一種用于測量不銹鋼管外表面臨界點蝕溫度的夾具，屬于電化學測試技術領域。

背景技術

不銹鋼是指的是以重量計，鉻含量超過12%的鐵基合金，由于鉻對氧的親和力較大，在常溫下能在空氣中被氧化而生成一層致密的氧化鉻膜即鈍化膜，保護鋼材不會被繼續氧化誘蝕，因此被稱為不銹鋼。由于不銹鋼具有優異的化學、力學性能，在石油、化工、機械、造船、核電、軍工、建筑、生活用品等工業部門中獲得廣泛應用成為國民經濟重要部門的基礎材料。

根據組織的差異對不銹鋼進行分類，可分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、馬氏體不誘鋼、奧氏體鐵素體雙相不銹鋼、沉淀硬化不誘鋼五種類型。其中，雙相不誘鋼是指在其固溶組織由鐵素體與奧氏體雙相組成，而且其中一相比例約為45~55%（量少相至少占30%）的不銹鋼。由于兩相組織的特征使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點，與鐵素體不銹鋼比，其韌性高、脆性轉變溫度低、耐晶間腐蝕和焊接性能好。同時保留了鐵素體鋼導熱系數高、膨脹系數小的優點。雙相不銹鋼發展開始于世紀年代，至今雙相不銹鋼己經發展了三代。隨著世界范圍出現資源短缺、鎳的市場價格高昂，促使開發了低成本，節鎳型雙相不誘鋼如DSS2001，2101，2304等，由于氮和鉬的添加，此類不銹鋼成本顯著降低而耐蝕性能依然出色。

然而，由于雙相不銹鋼包含鐵素體和奧氏體兩種鐵的同素異形體相，具有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點，但同時也容易在加工過程中產生有害二次相，是不銹鋼中最復雜、最難加工的鋼種。特別在進行焊接作業以后，雙相不誘鋼的焊縫組織演變對其耐蝕性有決定性影響。因此研究不同工況下雙相不銹鋼腐蝕行為及找到提高其耐蝕性能的方法對實際生產和科學研究都有顯著的意義。

另一方面，腐蝕是指材料受環境介質的化學、電化學作用而破壞的現象。目前腐蝕問題己經遍及我國國民經濟和國防建設的各個部門，造成相當大的直接和間接損失。腐蝕分為獨立過程腐蝕（均勻腐蝕、局部腐蝕、熔融熔鹽腐蝕和微生物腐蝕等）與外界因素作用的腐蝕（機械促進失效和環境導致開裂）兩大類。其中，局部腐蝕是在與環境接觸的金屬集體上局限于某些區域發生的腐蝕破壞，常以點坑、裂紋、溝槽等形狀出現。局部腐蝕是在表面隨機發生，難以預測，并可能引發惡性失效導致難以預防的突發性危害。工程應用中發現不誘鋼表面常見的局部腐蝕形式有點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、電偶腐蝕和應力腐蝕開裂等幾種。

由于不銹鋼的腐蝕失效可能會給生產、生活帶來嚴重的危害，因此，人們意識到了理解不誘鋼腐蝕的產生、發生機理以及如何預測和抑制其發生的重要性；尤其是點蝕和縫隙腐蝕這兩類最重要、最復雜的的局部腐蝕行為。通過深入研究它們的表象規律和發生機制，理解局部腐蝕的本質并找到預防局部腐蝕的措施，以減少國民經濟的損失。表象規律又分為內因和外因兩類。內因指不誘鋼的合金成分（鉻、鎳、鉬、碳、氮等元素）和組織結構（夾雜物、晶界、晶粒尺寸、二次析出相），而外因是環境介質成分（如鹵素離子）和溫度變化。為了表征這些因素對于局部腐蝕的影響，需要采取快速、方便、精確的電化學方法。

目前，國際上評價不銹鋼點蝕性能的方法主要有兩種：化學浸泡法和電化學方法。其中，電化學方法可以參見ASTM G150-99，包含動電位極化曲線確定點蝕電位和臨界點蝕溫度。點蝕電位是在特定的合金/介質體系中得到，即點蝕發生所需的最低電位。測量破裂電位較為簡便但有精度低、重復性差等缺陷，往往需要對同一種試樣重復進行多次測量。考慮到點蝕電位評價的局限性，出現了臨界點蝕溫度的概念，目前已經被廣泛應用在含鉬高合金不銹鋼的點蝕評價體系當中。目前存在幾種利用電化學方法進行不銹鋼產品臨界點蝕溫度測試的方法和器具，比如在ASTM G150 “Standard Test Method for Electrochemical Critical Pitting Temperature Testing of Stainless steels”中附錄X2提到的一種參考設備”Flushed Port Cell”（沖刷端口電解池），這種電解池可以在避免縫隙腐蝕發生的情況下測量平面樣品的臨界點蝕溫度。

然而，上述電解池只能測試平面狀的樣品。而目前有相當多種類的不銹鋼管材產品，對于這些不銹鋼管材產品，目前并沒有辦法檢測其管材的外表面材料臨界點蝕溫度。因此，開發一種專門用于測量不銹鋼管外表面臨界點蝕溫度的夾具，以在避免縫隙腐蝕發生的情況下對不銹鋼管樣品的外表面進行臨界點蝕溫度測試，顯然具有開創性的偉大意義。

發明內容