模擬耐候鋼在高濕熱海洋大氣中腐蝕的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及模擬耐候鋼在大氣中腐蝕過程的技術領域，尤其涉及一種模擬耐候鋼 在高濕熱海洋大氣中腐蝕的方法。
【背景技術】
[0002] 耐候鋼由于其在使用過程中表面會形成一層致密的、連續(xù)的黏附于基體的腐蝕產(chǎn) 物層，可以阻止外界氧、水及其他腐蝕性介質(zhì)對基體的進一步腐蝕而具有較好的耐大氣腐 蝕性能，同時兼?zhèn)涓吣透g性能和優(yōu)良的力學、焊接等使用性能。
[0003] 將材料進行實地暴曬試驗是研究大氣腐蝕常用的試驗方法，該方法能真實反映所 在地的腐蝕情況，為工程建設上合理選材提供可靠的試驗數(shù)據(jù)依據(jù)。為此，我國也根據(jù)不同 的地域、氣候差異，設立了若干個大氣腐蝕試驗站，積累了一定的數(shù)據(jù)。但是，大氣暴曬試驗 的長周期性、環(huán)境的復雜性以及外界干擾的不確定性，甚至出現(xiàn)暴曬試樣遺失等特點，促使 人們尋求開展實驗室模擬加速腐蝕試驗研究，以期獲得試驗周期短、穩(wěn)定可控、可參考的試 驗數(shù)據(jù)，從而對選用材料的耐大氣腐蝕壽命進行預測。室內(nèi)加速腐蝕試驗在滿足模擬性、加 速性和重現(xiàn)性的基礎上，可以很好地與實地暴曬試驗結(jié)果相一致，并可方便對腐蝕過程進 行動態(tài)監(jiān)測。
[0004] 高濕熱海洋大氣環(huán)境是我國南海典型的氣候環(huán)境，相比于其他海洋大氣環(huán)境地 區(qū)，例如青島、舟山、萬寧等，由于南海是典型的高溫、高濕、高鹽霧、長日照地區(qū)，因而該地 區(qū)在中國的沿海地區(qū)中腐蝕條件最為惡劣。近年來，隨著南海局勢的升溫，國家對南海的開 發(fā)、利用及防御提升到前所未有的高度，最直觀的就是表現(xiàn)在對海洋工程裝備材料的研究、 開發(fā)和使用上提出更嚴格的要求。已有研究數(shù)據(jù)表明，金屬材料在南海地區(qū)暴曬1年的腐蝕 情況，相當于在海南暴曬4年，廣州暴曬5年，根據(jù)IS09223標準，南海地區(qū)的腐蝕性超過了最 高級C5級。
[0005] 目前，對于模擬大氣腐蝕的試驗方法較多，但多局限于各自的環(huán)境特點和使用地 域限制，如針對重污染工業(yè)大氣環(huán)境的、海洋工業(yè)環(huán)境的。而關于模擬耐候鋼在高濕熱海洋 大氣環(huán)境腐蝕過程的試驗方法未見報道。本發(fā)明試圖根據(jù)這一特定具體的大氣環(huán)境一一高 濕熱海洋大氣環(huán)境，通過設定試驗參數(shù)，進行一系列試驗篩選出模擬性、加速性和重現(xiàn)性 好的試驗條件，以提供一種模擬耐候鋼在高濕熱海洋大氣環(huán)境腐蝕過程的試驗方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種模擬耐候鋼在高濕熱海洋大氣中腐蝕的方 法，該方法具有較好的模擬性、加速性和重現(xiàn)性，為研究耐候鋼在高濕熱海洋環(huán)境下的腐蝕 規(guī)律及耐腐蝕性提供依據(jù)。
[0007] 本發(fā)明的目的主要是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
[0008] 本發(fā)明一種模擬耐候鋼在高濕熱海洋大氣中腐蝕的方法，通過調(diào)控周浸腐蝕試驗 機內(nèi)的試驗參數(shù)，用耐候鋼試樣在周浸腐蝕試驗機內(nèi)的腐蝕行為來模擬耐候鋼在高濕熱海 洋環(huán)境大氣中的腐蝕行為，所述周浸腐蝕試驗機內(nèi)的試驗參數(shù)包括:所述耐候鋼試樣在所 述周浸腐蝕試驗機內(nèi)經(jīng)歷浸漬、濕潤和干燥的循環(huán)過程，所述循環(huán)周期為60min±5min，其 中浸漬時間為2min ± lmin，濕潤時間為lOmin ± 2min;浸漬溶液為NaCl溶液，其中NaCl溶液 濃度為2.00 % ± 0.05 % ;所述浸漬溶液溫度為35 °C ± 2 °C ;所述周浸腐蝕試驗機內(nèi)濕度為 80%RH±5%RH;所述耐候鋼試樣在所述周浸腐蝕試驗機內(nèi)總腐蝕時間大于等于72h;所述 周浸腐蝕試驗機內(nèi)烘烤燈保持打開。
[0009] 進一步地，每24h向所述浸漬溶液補入去離子水或蒸餾水，以保證所述浸漬溶液液 面穩(wěn)定。
[0010] 進一步地，所述耐候鋼試樣在所述周浸腐蝕試驗機內(nèi)總腐蝕時間為96h。
[0011] 進一步地，所述耐候鋼試樣尺寸為60mmX40mmX (3mm~5mm)。
[0012] 進一步地，所述耐候鋼試樣在放入周浸腐蝕試驗機內(nèi)腐蝕之前進行表面去毛刺、 清洗和吹干處理，其中所述清洗過程為先用汽油或石油醚清洗，再用無水乙醇清洗，最后用 丙酮清洗。
[0013] 進一步地，所述周浸腐蝕試驗機為滾筒式周浸腐蝕試驗機。
[0014] 進一步地，所述烘烤燈溫度為70°C~80°C，來烘干試樣的表面。
[0015]進一步地，所述烘烤燈溫度為75 °C
[0016] 本發(fā)明所模擬的高濕熱海洋大氣的氣象參數(shù)為:年平均溫度27.0°C，年平均相對 濕度82%，年干濕時間比約為1:5，C1-沉積率1.123mg · 100cm-2 · d-SS02沉積率小于 O.OOlmg · 100cm-2 · d-、
[0017] 本發(fā)明有益效果如下：
[0018] (1)采用本發(fā)明的試驗方法主要腐蝕產(chǎn)物與實地暴曬的腐蝕產(chǎn)物一致，都是α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe 3〇4。
[0019] (2)采用本發(fā)明的試驗方法在室內(nèi)外的試驗結(jié)果均有相似的規(guī)律，即耐候鋼試樣 的耐蝕性順序一致。
[0020] (3)重復試驗證明具有很好的再現(xiàn)性。
[0021] (4)本發(fā)明具有模擬性、加速性和重現(xiàn)性，可以適用于各種低合金耐候鋼在高濕熱 海洋大氣環(huán)境下的腐蝕過程研究及耐蝕性的快速評價，為合理選材提供依據(jù)。
[0022] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明 書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0023] 附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖 中，相同的參考符號表不相同的部件。
[0024] 圖1為周浸腐蝕試驗機結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0025] 圖2為實施例1四種試樣在周浸腐蝕試驗機內(nèi)模擬高濕熱海洋大氣環(huán)境下的平均 腐蝕速率曲線圖；
[0026] 圖3為0#試樣在周浸腐蝕試驗機內(nèi)模擬高濕熱海洋大氣環(huán)境下的腐蝕銹層物相的 XRD圖譜；
[0027] 圖4為1#試樣在周浸腐蝕試驗機內(nèi)模擬高濕熱海洋大氣環(huán)境下的腐蝕銹層物相的 XRD圖譜；
[0028] 圖5為2#試樣在周浸腐蝕試驗機內(nèi)模擬高濕熱海洋大氣環(huán)境下的腐蝕銹層物相的 XRD圖譜；
[0029] 圖6為3#試樣在周浸腐蝕試驗機內(nèi)模擬高濕熱海洋大氣環(huán)境下的腐蝕銹層物相的 XRD圖譜；
[0030] 圖7為實施例2四種試樣在實地暴曬平均腐蝕速率柱狀圖；
[0031] 圖8為0#試樣在實地暴曬腐蝕銹層物相的XRD圖譜；
[0032] 圖9為1#試樣在實地暴曬腐蝕銹層物相的XRD圖譜；
[0033]圖10為2#試樣在實地暴曬腐蝕銹層物相的XRD圖譜；
[0034]圖11為3#試樣在實地暴曬腐蝕銹層物相的XRD圖譜；
[0035]其中，1-箱體，2-轉(zhuǎn)盤及試樣架，3-槽液，4-冷卻管，5-加熱器，6-壓縮機，7-濕度 計，8-空氣循環(huán)裝置，9-烘烤燈，10-電機及加速器，11 -加濕器。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并 與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
[0037] 本發(fā)明實施例提供了一種模擬耐候鋼在高濕熱海洋大氣中腐蝕的方法，本發(fā)明中 所模擬的高濕熱海洋大氣環(huán)境的氣象參數(shù)如下:年平均溫度27.0°C，年平均相對濕度82%， 年干濕時間比約為1:5，C1-沉積率1.123mg · 100cm-2 · d-SS02沉積率小于O.OOlmg · 100cm 4 · cf1，基本是無污染的海洋大氣環(huán)境。因此，本試驗方法將根據(jù)以上氣象參數(shù)，在模擬試 驗中進行一系列參數(shù)的篩選后，提供一種具備模擬性、加速性和重現(xiàn)性的試驗方法。
[0038] 為了驗證本發(fā)明模擬方法具有較好的模擬性、加速性和重現(xiàn)性，需要與在所述高 濕熱海洋環(huán)境中實地暴露腐蝕試樣進行對比，然后從腐蝕失重和腐蝕銹層的物相分析來進 行比較。
[0039]本發(fā)明實施例所用滾筒式周浸腐蝕試驗機如圖1所示。
[0040] 所述試驗方法包括下述步驟:在周浸腐蝕試驗機的箱體內(nèi)加入浸漬溶液，其中所 述浸漬溶液優(yōu)選為在室溫下配制的NaCl溶液，如圖1所示的槽液3,然后并采用絕緣材料將 預先加工好預定尺寸的耐候鋼試樣懸掛于周浸腐蝕試驗機的試樣架上，如圖1所示的轉(zhuǎn)盤 及試樣架2;通過控制周浸腐蝕試驗機的箱體試驗參數(shù)對試樣按浸漬、濕潤、干燥的順序進 行多次循環(huán)腐蝕實驗，以使試樣經(jīng)受腐蝕;將腐蝕后的試樣進行除銹處理，然后進行腐蝕失 重分析和銹層物相分析，從而得到試樣在該模擬高濕熱海洋大氣環(huán)境下的腐蝕性能。
[0041] 本發(fā)明實施例試樣放進周浸腐蝕試驗機內(nèi)進行腐蝕之前和實地暴露實驗在進行 暴露實驗之前，必須進行試樣的表面處理，包括去毛刺、清洗和熱風吹干，其中清洗時先使 用汽油或石油醚清洗，再用無水乙醇清洗，最后用丙酮清洗，然后測量并記錄試樣的原始尺 寸（精確到〇. 1mm)和質(zhì)量(精確到lmg)，本發(fā)明模擬方法采用的試樣尺寸為60mm(長）X 40mm(寬）X (3mm~5mm)(厚），實地暴曬的試樣的尺寸為150mm(長）X75mm(寬）X (3mm~ 5mm)(厚），并且設置有3個平行試樣，以確實驗的精準減少誤差。
[0042]本發(fā)明的實施例通過下述步驟得到在室溫下配制的NaCl溶液:在室溫下將分析純 NaCl溶