[發明專利]一種低合金耐蝕鋼大氣腐蝕的壽命評估方法

在審

• 申請號: 201911070877.7
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110823792A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 范益;陳林恒;劉智勇;程煥林
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 艾中蘭

本發明公開一種低合金耐蝕鋼大氣腐蝕的壽命評估方法，是一種模擬低合金耐蝕鋼在大氣環境的壽命評估方法，通過建立腐蝕壽命預測模型及電化學極化測試，能夠快速計算得出腐蝕的加速倍率，并對材料的腐蝕壽命進行評估，具有較高的可靠性和較高的相關性。本發明方法應用廣泛，時間短，成本低，準確性高，解決了現有評價方法的不足，適用于各類低合金耐蝕鋼在各種大氣環境下的腐蝕研究及腐蝕壽命快速評價，對于耐蝕鋼的推廣應用都具有重要意義。

技術領域

本發明涉及鋼大氣腐蝕的壽命評估方法，屬于金屬材料腐蝕試驗方法領域。

背景技術

對腐蝕壽命的有效評估是限制低合金耐蝕鋼應用和發展的重要因素之一。目前對于碳鋼、低合金鋼、耐蝕耐候鋼、不銹鋼等材料壽命評估主要包括：掛片曝露試驗、鹽霧強化試驗和周浸加速試驗等。掛片曝露雖然具有準確性高的特點，但試驗周期長、成本高；鹽霧強化試驗雖然可以對單一環境因素進行強化實現加速，但是這類方法不具備干濕交替等功能，對于實際的海洋大氣環境模擬效果有所欠缺，室內外相關性也較差。周浸復合循環試驗數據變化規律與真實環境試驗數據較為接近，但是其加速性還需要掛片試驗數據進行測定。上述試驗方法均存在著優缺點，很難快速實現對材料腐蝕壽命的評估和預測。為了滿足低合金耐蝕鋼的應用和發展要求，迫切需要一種快速、簡便的方法，對低合金耐蝕鋼進行壽命預測評估。

發明內容

為了克服現有低合金耐蝕鋼壽命評估方法缺陷，本發明對自然環境曝露或模擬腐蝕狀態試樣和室內加速試樣進行動電位極化測試，得到相應的極化電阻以及室內加速腐蝕狀態下的腐蝕電流，通過測定計算相應的模型參數，建立腐蝕壽命預測模型，可以快速地計算得出腐蝕的加速倍率，并對材料的腐蝕壽命進行預測評估。

本發明具體采用如下技術方案：

一種低合金耐蝕鋼大氣腐蝕的壽命評估方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：確定腐蝕壽命模型參數。選擇一定試驗周期的自然曝露或模擬腐蝕試樣和室內加速試樣，計算試樣的面積和腐蝕裕量，確定腐蝕預測壽命模型參數K₂和K₃；

其中，K₂通過對室內加速試樣進行多次電化學測試求得，K₃通過自然曝露時間和室內加速時間比值求得；

步驟2：對自然環境曝露或模擬腐蝕試樣和室內加速試樣的電化學測試結果進行擬合計算，得出相應的電化學腐蝕數據：自然環境曝露或模擬腐蝕狀態R_pa，室內加速腐蝕狀態下材料動電位極化電阻R_pe以及室內加速腐蝕狀態下的腐蝕電流

步驟3：根據腐蝕壽命模型參數和電化學腐蝕數據，采用如下腐蝕壽命預測模型公式進行腐蝕壽命評估：

其中，為室內加速腐蝕電流密度，A/cm²；

K₂為的校準系數；

K為室內加速試樣的加速倍率；

D_a為自然環境曝露時間，D_e為加速試驗時間；

R_pa、R_pe分別為自然環境曝露和室內加速試樣的極化電阻；

A為試樣有效面積，cm²；

Δσ_s為試樣腐蝕裕量(可通過失重計算)，單位C；

腐蝕裕量

其中：n—金屬價態；

ΔG—試樣失重量，g；

M：金屬相對原子質量