[發明專利]金屬材料在大氣腐蝕環境中使用壽命評估方法

有效

• 申請號: 201611054039.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN108106983B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 王煒;田文亮;高珊
• 申請（專利權）人: 寶鋼湛江鋼鐵有限公司;寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;鄭丹

本發明公開了一種用于金屬材料在大氣環境中使用壽命的評估方法，其根據金屬材料在該真實大氣環境中的腐蝕規律ΔW＝Ktⁿ評估使用壽命，其包括如下步驟：第一步，調整并判定實驗室加速腐蝕試驗方法；(1)設定加速腐蝕試驗條件：(2)對加速腐蝕試驗條件進行判定：第二步，獲取n值；第三步，獲取K值；第四步，獲得腐蝕規律并進行壽命評估；計算出目標金屬材料在該真實大氣環境中使用壽命：本發明試驗設備簡單，結果可靠，試驗周期短。

技術領域

本發明屬于金屬材料使用壽命評估領域，具體涉及一種用于評估金屬材料在大氣腐蝕環境中使用壽命的方法。

背景技術

目前，考察某種金屬材料在大氣腐蝕環境中的壽命，主要通過對該金屬材料在室外進行腐蝕掛片4-16年，得到腐蝕規律(一般符合經驗公式(源于 ASTM G101-2010)：ΔW＝Ktⁿ，其中，ΔW為腐蝕深度，單位為mm，t為時間(單位為年)，K和n為常數，通過ΔW和t可以計算得出常數K和n)，最后根據該規律推算該金屬材料的使用壽命。該方法的缺點是：所需時間很長，無法滿足當下金屬材料的更新換代。

標準“TB2375-93鐵路用耐候鋼周期浸潤腐蝕試驗方法”提到在 0.01mol/LNaHSO₃溶液中干濕交替72小時的方法來評價耐候鋼的耐蝕性能，該方法可以比較出碳鋼之間耐蝕性的相對排序，也有人據此估算金屬材料的使用壽命。但是該方法由于存在以下致命缺陷：模擬的大氣環境只適應于工業大氣，并不適用于大氣中含有氯化物等其它腐蝕性污染物的環境；測試時間過短(72小時)，只能反映出碳鋼短期內的腐蝕規律，并不能真實反映長期腐蝕規律，估算值明顯偏離實際值；測試時間點只有1個，所得數據存在一定偶然性，估算值因而也存在偶然性。因此，用此方法對碳鋼進行使用壽命評估，可靠性較差。

綜上，目前國內外并無可靠的、能快速評估金屬材料使用壽命的方法。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種在設計用于金屬材料在大氣環境中使用壽命的評估方法。

根據上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于金屬材料在大氣環境中使用壽命的評估方法，所述評估方法的步驟如下：

第一步，調整并判定實驗室加速腐蝕試驗方法

(1)設定加速腐蝕試驗條件：

根據待測樣本的真實大氣環境對試驗裝置的試驗介質和試驗裝置內氣氛溫度、濕度以及轉換時間進行調整，制造接近真實大氣環境的模擬大氣環境；

(2)對加速腐蝕試驗條件進行判定：

1)根據已有的金屬材料室外掛片2-16年的腐蝕數據，按照其在真實大氣環境中的腐蝕規律ΔW＝Ktⁿ，計算得出常數K₁和n₁，其中，ΔW為平均腐蝕深度，其單位為mm，t為時間，單位為年；

2)在試驗裝置內放置上述步驟1)中的金屬材料試樣，按照步驟(1)設定試驗條件；

3)將金屬材料試樣放入試驗裝置內，在模擬大氣環境中進行3個或以上試驗周期的加速腐蝕試驗，每試驗周期的最后一天取出一組試樣，并對該組試樣進行酸洗除銹、稱重，并按數理統計方法計算其平均值ΔW，其單位為 mm；

4)按照公式ΔW＝Ktⁿ，采用最小二乘法計算得出常數K₂和n₂；