[发明专利]一种应力状态下的测量焊管腐蚀的装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料的领域，具体涉及一种测试用于大气侵蚀、腐蚀或防腐测量中的电化学测量系统领域。

背景技术

目前，测量直缝焊管焊缝处耐腐蚀性能使用的是电化学法。所述电化学法一般采用三电极体系的电解池，将焊缝和母材加工成工作电极，采用恒电位法阳极过电位50mV腐蚀144小时，测定出焊缝的沟槽腐蚀敏感性系数，以此来表示焊缝的耐蚀性能。

另一方面，现在很多焊管产品，如J55型焊管、K55型焊管等，不经过整管热处理，焊缝处存在着较大的残余应力。其周向残余拉应力达到300MPa左右，接近焊管的屈服强度，当焊缝加工成工作电极后，其残余应力降低为100MPa以下。周向拉应力能够降低焊缝的腐蚀电位，加速腐蚀，增大沟槽腐蚀敏感性系数。而进行调质处理之后的焊管产品，如N80—Q型焊管，P110型焊管等，其焊缝残余应力周向残余拉应力较小，为10～100MPa，加工成工作电极后其周向拉应力变化不大。这样，用以上常规的测量方法，通常无法表征焊管产品在实际应用时真实的耐蚀性能，也无法真实区分进行了调质处理和未进行调质处理的焊管产品焊缝耐蚀性能。

另外，上述三电极体系的电解池由于工作电极的腐蚀，电解质溶液中产生很多腐蚀产物，无法即时清除，对工作电极的腐蚀行为有一定影响。而且，作为影响沟槽腐蚀的重要影响因素的氧浓度，也随着腐蚀的进行发生变化，不能保持恒定，影响焊缝腐蚀性能测定的准确性。

GB/T15970(中国国家标准金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验)中没有对ERW(Electric Resistance Welding，电阻焊接)直缝焊管沟槽腐蚀性能方法以及装置、试样的制备做出规定，目前也未见到有关ERW焊管应力条件下焊缝腐蚀敏感性的相关报道及专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应力状态下的测量焊管腐蚀的装置，其可以在恒定条件电解质溶液下，对实际使用条件下的焊管产品沟槽腐蚀敏感性进较长时间的连续测量，解决了工作电极形状复杂导致的非腐蚀面密封问题，能够真实测定不同热处理条件下导致应力的不同对焊管沟槽腐蚀性能影响。

本发明的技术方案是：提供一种应力状态下测量焊管腐蚀的装置，包括设置有工作电极、参比电极、辅助电极和盐桥的电解池组件，其特征在于：所述的电解池组件内的中间部分设置一隔板1，将整个电解池组件分隔为电解池2和电极安装室3两个部分；所述的隔板上开设有边缘嵌入密封橡皮圈的贯通圆孔4；在所述的电极安装室一侧设置一支架13，支架上设置一应力环11，在应力环两端，设置应力环螺母12；所述工作电极14的两端设置螺纹，其螺纹旋入相应的应力环螺母后，使工作电极在载荷状态下固定在应力环内；在所述电极安装室的侧面设置压紧螺拴5，将加有载荷的工作电极紧压在开设于隔板上的嵌入了密封橡皮圈的圆孔上，压紧螺拴正对圆孔设置。

进一步地，其所述的电解池形状为矩形；所述的电解池上方设置有可拆卸的电解池上盖板15；所述的电解池上盖板设置有辅助电极插入孔7、参比电极插入孔8和电解质溶液流入孔9。

在所述电解池内用隔板分离的电解池部分的正面上方，设置防电解液溢出孔10，其正面下方设置电解液流出控制阀6。

其所述的辅助电极通过电解池上盖板的辅助电极插入孔插入，并固定在工作电极的对面，其高度与工作电极的高度相同，辅助电极的形状为圆形。

其所述的盐桥通过参比电极插入孔插入，盐桥一端与参比电极连接，另一端与工作电极相连接，盐桥为直角式毛细管结构。

本发明还提供了一种应力状态下的测量焊管腐蚀的方法，其可以在恒定条件电解质溶液下，对实际使用条件下的焊管产品沟槽腐蚀敏感性进较长时间的连续测量，解决了工作电极形状复杂导致的非腐蚀面密封问题，能够真实测定不同热处理条件下导致应力的不同对焊管沟槽腐蚀性能影响。

其技术方案是：提供一种应力状态下的测量焊管腐蚀的方法，其特征在于所述的方法至少包括下列步骤：

步骤一：在电解池组件中间部分，设置一隔板1，将电解池组件分隔为电解池2和电极安装室3两个部分；

步骤二：所述的隔板上开设边缘嵌入密封橡皮圈的贯通圆孔4；

步骤三：在电极安装室一侧设置一支架13，支架上设置一应力环11，在应力环两端，设置应力环螺母12；

步骤四：所述的工作电极的两端设置螺纹，其螺纹旋入相应的应力环螺母后，使其在受应力载荷状态下固定在应力环内；