一种应力状态下的测量焊管腐蚀的装置和测量方法，属借助测定材料的化学或物理性质来测试分析材料的领域。其在电解池内中间部分设置隔板，将电解池分隔为电解池和电极安装室，隔板上开设有边缘嵌入密封橡皮圈的贯通圆孔，在电极安装室一侧设置支架，支架上装设两端设有螺母的应力环，工作电极两端通过螺纹与应力环联结，在载荷状态下固定在应力环内，电极安装室的侧面设置压紧螺栓，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。本发明专利技术还提供了在应力状态下测量焊管腐蚀倾向的方法。可广泛适用于对各种不同热处理条件下导致应力载荷不同且形状复杂的工作电极进行侵蚀、腐蚀或防腐测量中的电化学测量领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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ll，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io， 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。本专利技术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悍管腐蚀的方法，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l，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ll，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；步骤五通过电极安装室右侧面上的压紧螺拴5，将加有载荷的工作电极14紧压在 开设于隔板上的边缘嵌入密封橡皮圈的贯通圆孔上，压紧螺拴正对圆孔设置；步骤六将含有ERW缝的工作电极按上述操作设置后，在电解池中灌充电解液， 使工作电极与电解液接触，且保持电解池中电解液的不断补充和更新，然后对其进行 电化学加速腐蚀；步骤七采用X射线衍射法测定焊管焊缝处的周向拉应力和工作电极周向拉应力； 步骤八采用恒电位法/恒电流法，测试不同载荷下工作电极的沟槽腐蚀倾向； 步骤九在不同载荷下，测试工作电极的沟槽腐蚀深度dl和均匀腐蚀深度d2，将dl和d2两者相比，进而得到工作电极在实际应用中的沟槽腐蚀敏感性系数(X。其所述的X射线衍射法，其加载两者应力差值为0 400MPa，电解质溶液温度范围为20。C 40。C 。其所述的恒电位法，其极化电位范围为一200 一700mV ，极化时间24 200小时； 所述的恒电流法，极化电流密度为0.001 0.lmA/cm2，极化时间为24 200小时。 其所述的电解液为浓度为3.5%的氯化钠溶液。 本专利技术具有如下的有益效果1. 工作电极采用应力环加载一定载荷，能够测定不同载荷下工作电极的腐蚀行为 以及测定焊管实际应用中的沟槽腐蚀敏感性；2. 电极安装室侧面加工设置压紧螺拴，压紧螺拴将加有载荷的工作电极紧压在露 有小孔的电解池侧面，解决了工作电极形状复杂导致的非腐蚀面密封问题；3. 电解池的电解质溶液不断更新补充，消除了氧浓度和腐蚀产物对耐蚀性能测定 的影响，同时可以防止溶液溢出和流干；4. 电解池的上盖可以拆卸，这样可以在不拆下工作电极的情况下对其进行清洗；5. 采用恒电流法进行测定，保持稳定的腐蚀速率，减小了腐蚀产物对焊缝耐蚀性 能测定的影响；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。附图说明图l是沟槽腐蚀敏感性系数a值的测定示意图； 图2是电解池的立体结构示意图3是工作电极的形状、结构示意图； 图4是应力环的结构示意图； 图5是应力环与电解池组装结构示意图。图中l-隔板，2-电解池，3-电极安装室，4-边缘嵌入密封橡皮圈的贯通圆孔，5-压紧螺栓，6-电解液流出控制阀门，7-辅助电极插入孔，8-参比电极插入孔，9-电解质 溶液流入孔，10-防电解液溢出孔，11-应力环，12-应力环螺母，13-支架，14-工作电 极，15-电解池上盖板。具体实施例方式下面，结合附图，对本专利技术的应力状态下测量焊管腐蚀的装置及方法作进一步详述。图1中，沟槽腐蚀倾向采用沟槽腐蚀敏感性系数a来表示。将含有ERW (Electric Resistance Welding电阻焊接)缝的试样浸泡在3.5。/。NaCl水溶液中，然后对其进行电 化学加速腐蚀，然后测试样品的均匀腐蚀深度d2和沟槽腐蚀深度dl，并以沟槽腐蚀系 数a表示试验的本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董晓明，田青超，丁维军，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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