[发明专利]一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法

说明书

本发明涉及钢铁大气腐蚀分析技术领域，具体为一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法。以NaCl水溶液为浸渍溶液，按“(浸渍)→润湿→干燥→”的顺序每8小时为一个循环，其中根据实际环境中的氯离子的一年的平均沉积速率来计算配制浸渍溶液，每9个循环在润湿阶段开始时用浸渍溶液润湿试样表面(40μL/cm²)。湿润阶段：20～40℃，75～95％RH；干燥阶段：30～50℃，25～45％RH；润湿阶段和干燥阶段时间比例1：1～4：1。本发明具有模拟性、加速性、重现性，以此来模拟钢材在海岸大气环境中的腐蚀过程，用于各种钢材的海岸大气腐蚀行为研究及其耐蚀性能的快速评估和寿命预测。

技术领域

本发明涉及钢铁大气腐蚀分析技术领域，具体为一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法。

背景技术

钢材因其优异的机械性能和较高的性价比而被作为一种重要的工程结构材料广泛用于制造各种基础设施。但是，暴露在室外环境尤其是在沿海大气环境中的钢材会遭受严重的腐蚀，不仅影响服役安全，还会带来巨大的经济损失。

对钢材大气腐蚀的研究方法逐渐从室外暴露发展到室内加速腐蚀试验。但是，大气暴露试验周期长，区域性强，试验结果是多种环境因素共同作用的反映，不利于试验结果的推广和应用。室内加速腐蚀试验周期短，可模拟不同大气环境下的腐蚀，获得与真实试验近似的数据，建立预测材料大气腐蚀的寿命模型，用于各种钢材的大气腐蚀行为研究及其耐蚀性能的快速评估和寿命预测。目前主要采用的室内加速试验方法主要有以下几种：湿热试验，盐雾试验，周期喷雾复合试验，周期浸润复合试验，多因子循环复合腐蚀试验等。湿热试验法凝聚在试片表面的通常是大小不一的水珠，不能形成稳定均匀的水膜，试验对于实际大气腐蚀的模拟性较差。盐雾试验方法仅能作为一种人工加速腐蚀试验方法，并不能很好地对海洋气候进行模拟，腐蚀行为往往与真实情况存在偏差；对有保护层或无保护层的金属进行性能试验，不能用来换算材料或者保护层在某一实际使用环境下的寿命。周期喷雾复合试验与单纯盐雾试验相比，这种方法可更好地模拟和研究大气腐蚀。周期浸润复合试验符合大气腐蚀干湿交替循环的特征，被认为是一种能比较好地模拟大气腐蚀过程的加速实验方法，但该方法浸润过程难以有效控制。多因子循环复合腐蚀试验可以模拟多种环境和气象条件下的大气腐蚀，获得与真实大气暴露实验近似的数据，但是不足之处是需要控制的因素较多，操作难度较大。这些试验方法都有各自的优势和不足，都属于大方向的指导方法。

公开号为CN 1542431A的中国发明专利公开了一种模拟大气腐蚀过程的加速腐蚀试验方法，其循环周期短，虽然可以大大缩短试验时间，但是与自然环境暴露下的干湿交替周期相差较大，造成腐蚀产物结构和性能的差异。

公布号为CN 105259098A的中国专利公开了一种模拟海洋用钢在海水干湿交替环境下的，试验开始前的样品准备阶段需将样品用砂纸打磨到1200#，工作量较大，且试样表面经酒精冲洗后再加入浸渍溶液时，很难均匀铺展开，造成腐蚀不均匀，试验对比实际大气腐蚀的模拟性差。

为了建立室内加速腐蚀试验和自然环境大气暴露试验结果的相关性，室内模拟加速腐蚀试验方法必须满足模拟性、加速性和重现性三个基本条件。由于大气环境的复杂多样，各种材料对环境因子腐蚀的敏感性存在差异。因此，任何一种模拟加速实验方法的建立，都要针对实际服役环境和材料，依据环境特征来设定实验参数，通过一系列实验筛选出模拟性、加速性和重现性都好的实验条件来实现。目前许多研究者都在设计和探索各自需求的试验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好的模拟性、加速性和重现性的模拟低碳钢及低合金钢海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，该方法具有模拟性、加速性、重现性，以此来模拟钢材在海岸大气环境中的腐蚀过程，用于各种钢材的海岸大气腐蚀行为研究及其耐蚀性能的快速评估和寿命预测。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法，包括以下步骤：