[发明专利]一种应力可调的耐腐蚀性能测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于耐蚀性能测量技术领域，尤其是涉及一种应力可调的耐蚀性能测量装置及测量方法。

背景技术

已知的，随着工业化水平的提高，各领域对高性能新材料尤其是金属材料的需求日益强烈。由于使用环境不同，材料暴露于大气和海洋等介质，使得腐蚀不可避免。腐蚀给材料造成巨大的损失，金属材料的腐蚀直接关系到国民经济的各个领域，因此金属材料的腐蚀和防护成为材料科学中亟待解决的问题。

由于陆地资源的过度消耗和减少，为满足工业技术的发展，发展海洋科技成为各国的首要任务。随着海洋开发、港口建设、沿海核电、石油化工、大型钢铁企业以及造船行业的发展，金属材料在海洋环境中的应用日益得到重视，应用量、应用范围不断增大。而海水是自然环境最严酷最充足的腐蚀性介质，为了对金属材料进行正确的选用和防护，提高经济效益，使研究金属材料在海洋环境中的腐蚀行为和规律以及积累常用材料的海洋腐蚀数据变为十分紧迫。

均匀腐蚀和点蚀是在海洋环境中的结构件的两种常见的腐蚀类型。均匀腐蚀是指在金属表面上几乎以相同的速度所进行的腐蚀。点蚀是材料表面局部区域内出现向深处发展的腐蚀小孔，表面的其余部分则往往无任何明显的腐蚀，蚀孔一旦形成，具有“深挖”的动力，即向深处自动加速进行的作用。均匀腐蚀和点蚀都具有极大的隐患性和破坏性。均匀腐蚀和点 蚀的表征参量分别为均匀腐蚀速率和点蚀敏感性。另外，试样暴露过程中可能发生应力腐蚀开裂现象，腐蚀开裂时间也是材料耐腐蚀性能的表征参量。因此，准确测量材料的耐腐蚀性能参数具有重要的意义。

目前，测定材料的均匀腐蚀速率试验主要有两类：一类为室内加速腐蚀试验，可快速评价材料的耐蚀性，但难以模拟实际使用环境，试验结果与材料实际腐蚀行为一致性较差；另一类为海洋挂片试验，即将试件放入实际使用环境中试验，可用于研究材料的腐蚀机理、腐蚀规律和腐蚀失效原因。

以上耐腐蚀性测量的试验条件均为无加载的自由状态，不考虑应力对腐蚀速率的影响。由于影响海水腐蚀因素的多样化和复杂化，尤其是结构服役时的外加载荷(应力)对腐蚀速率的影响至关重要，依靠传统的不考虑应力影响的耐腐蚀性试验研究金属材料的腐蚀规律，不能真实全面地放映金属材料实际服役条件下的腐蚀情况，所得试验结果不能准确评价结构实际服役时的耐蚀性能，实际参考依据不足。

现有耐腐蚀性的测试条件均为无加载的自由状态，而构件在服役时总会承受相应的外加载荷，外加载荷(应力)必然影响腐蚀速率。但考虑应力影响的材料耐腐蚀性测试研究国内基本处于空白，导致耐腐蚀性测试结果与实际结构服役时的结果一致性较差。针对现有的不考虑应力影响的耐腐蚀性测试装置和方法的不合理性，根据结构服役条件，设计试验结果更可靠的考虑不同应力水平对材料腐蚀速率影响的应力可调的耐腐蚀性测试装置，提供更准确合理的耐腐蚀性试验数据，开展相应的研究工作，具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种应力可调的耐腐蚀性能测量装置，能够根据实际服役条件方便准确测得材料的耐腐蚀性能参数，以解决传统的材料耐腐蚀性能参数测量时不考虑应力对腐蚀速率影响的问题。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种应力可调的耐腐蚀性能测量装置，所述测量装置包括拉伸试验机、刚性框架、紧固螺母、螺杆样品、应力测试装置；所述刚性框架的一面设有螺杆样品安装孔A，相对面设有螺杆样品安装孔B，螺杆样品安装孔A和螺杆样品安装孔B的圆心在同一水平线上；所述螺杆样品插在螺杆样品安装孔A和螺杆样品安装孔B内，通过紧固螺母固定；所述螺杆样品的材质与待测试样材质相同；螺杆样品两端连接拉伸试验机的卡具，应力测试装置设于螺杆样品中部。

本发明所述的应力测试装置为引伸计或者应变片。

本发明所述的刚性框架为中部镂空的长方体或圆柱体。

一种应力可调的耐腐蚀性能测量方法，其测量步骤为：①将螺杆样品插在刚性框架的螺杆样品安装孔A和螺杆样品安装孔B中，用紧固螺母固定；

②将拉伸试验机的卡具卡住螺杆样品的两端，通过拉伸试验机对螺杆样品施加载荷，用应力测试装置测试拉伸试验机对螺杆样品施加载荷的应力数值；

③用紧固螺母将螺杆样品与刚性框架固定，然后将螺杆样品两端与拉伸试验机卡具分离，并将拉伸试验机卸载，保持应力数值不变；

④将螺杆样品中部用胶布粘上，连同被紧固螺母固定在一起的刚性框架全部侵入防腐涂料中涂装，涂装后待防腐涂料晾干，将胶布去除，并将试验装置放入海洋腐蚀环境中进行暴露；

⑤按照点蚀或均匀腐蚀的测量方法测量螺杆样品样品的耐腐蚀性能参数。