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。采用本发明专利技术所述应力可调的耐腐蚀性能测量装置，不仅能够测得考虑应力影响的材料耐腐蚀性能参数，并且针对结构的实际服役条件测定相应应力水平下的耐腐蚀性能参数，更准确的评价结构实际服役时的耐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐蚀性能测量
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。为了实现所述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：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。本专利技术所述的应力测试装置为引伸计或者应变片。本专利技术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。考虑应力影响的耐腐蚀性能测量时，无法直观确定施加应力的大小。由于结构服役时的载荷都不会大于材料的屈服强度，即螺杆样品结构处于弹性范围内，可按照弹性力学理论处理。而根据式(1)胡克定律可知，试件中应力大小可通过控制试件的应变大小实现(温度一定时，材料的弹性模量为一固定值)，而应变大小可通过引伸计或应变片测得。因此，测得指定试验温度时材料的弹性模量后，可通过调节应变的大小，实现应力可调，进而实现不同应力水平的加载(应变和应力一一对应)。 (1)式中σ——加载的应力；E——试样材料的弹性模量；ε——加载的应变。点蚀和均匀腐蚀是在海洋环境中的金属结构件的两种常见的腐蚀类型。准确测量考虑应力影响时金属材料的点蚀敏感性和均匀腐蚀速率具有重要的意义。对出现的点蚀坑的深度进行测量，可确定一定时间内点蚀坑的最大深度和平均深度，以评价特定应力水平下材料的点蚀敏感性。采用失重法测试，可给出特定应力水平下材料的均匀腐蚀速率，如式(2)所示：定期(暂定1周，具体监测周期需要与试验人员协商、视实际试验条 件而定)对试验装置进行称重计算，在理想条件下，被防腐涂料包裹的部分螺杆样品及刚性框架未发生腐蚀，失重应全部计入暴露部分。均匀腐蚀速率＝kW/Atρ (2)式中k——常数，等于3.65×103；W——相应的应力水平时试样腐蚀失重，g；A——试样表面积，cm2；t——试验时间，d；ρ——材料密度，g/cm3。考虑到暴露过程中螺杆样品可能发生应力腐蚀开裂现象，特定应力水平下的腐蚀开裂时间也是表征材料耐腐蚀性能的重要参量。试样暴露过程中，全程采用实海监测电化学装置监测试样的电位变化，如发生腐蚀开裂，则通过电位变化可判定特定应力水平下的腐蚀开裂时间。以上的耐腐蚀性能参数通过应力可调的耐腐蚀性能测量装置测得，可考虑不同应力水平的影响，比传统的不考虑应力影响的耐腐蚀性能参数更能准确的评价材料的耐腐蚀性能。另外，将不同应力水平下试验数据进行回归处理，可获得耐腐蚀性能参数与应力之间的关系。为了准确测量特定应力水平下的耐腐蚀性能参数，使用本专利技术时，螺杆、螺母和刚性框架，三者之间相互关联不能分开使用，具有相应的特定技术特征。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术具有设计原理简单、操作方便、效率高、适应性强等优点，本专利技术的应力可调节性使得该装置能够对不同应力水平、不同材料的耐腐蚀性能参数进行测 量。在本专利技术应力可调的耐腐蚀性能测量装置作用下，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应力可调的耐腐蚀性能测量装置，其特征是：所述测量装置包括拉力试验机、刚性框架（1）、紧固螺母（5）、螺杆样品（4）、应力测试装置（7）；所述刚性框架（1）的一面设有螺杆样品安装孔A（2），相对面设有螺杆样品安装孔B（3），螺杆样品安装孔A（2）和螺杆样品安装孔B（3）的圆心在同一水平线上；所述螺杆样品（4）插在螺杆样品安装孔A（2）和螺杆样品安装孔B（3）内，通过紧固螺母（5）固定；所述螺杆样品（4）的材质与待测试样材质相同；螺杆样品（4）两端连接拉伸试验机的卡具（6），应力测试装置（7）设于螺杆样品（4）中部。
【技术特征摘要】
1.一种应力可调的耐腐蚀性能测量装置，其特征是：所述测量装置包括拉力试验机、刚性框架（1）、紧固螺母（5）、螺杆样品（4）、应力测试装置（7）；所述刚性框架（1）的一面设有螺杆样品安装孔A（2），相对面设有螺杆样品安装孔B（3），螺杆样品安装孔A（2）和螺杆样品安装孔B（3）的圆心在同一水平线上；所述螺杆样品（4）插在螺杆样品安装孔A（2）和螺杆样品安装孔B（3）内，通过紧固螺母（5）固定；所述螺杆样品（4）的材质与待测试样材质相同；螺杆样品（4）两端连接拉伸试验机的卡具（6），应力测试装置（7）设于螺杆样品（4）中部。
2.如权利要求1所述的应力可调的耐腐蚀性能测量装置，其特征是：所述应力测试装置（7）为引伸计或者应变片。
3.如权利要求1所述的应力可调的耐腐蚀性能测量装置，其特征是：所述刚性框架（1）为中部镂空的长方体或圆柱体。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛钢，王涛，宫旭辉，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。