石油化工機(jī)械裝置所用2205雙相不銹鋼材料的點(diǎn)腐蝕試驗(yàn),是制造工藝中關(guān)系到材料物理-化學(xué)性能的重要試驗(yàn),進(jìn)行這樣的試驗(yàn)存在相應(yīng)的試驗(yàn)技術(shù)問(wèn)題:
(a)材料的點(diǎn)腐蝕試驗(yàn),國(guó)標(biāo)GB和美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)都分別存在酸度、溫度不同等差異。如何解決和處理這些矛盾需要做大量的方法試驗(yàn)。雙相鋼的點(diǎn)蝕試驗(yàn)是以三氯化鐵+鹽酸的混合溶液為特征,其中氯離子的腐蝕作用直接影響著測(cè)試結(jié)果(氯離子濃度引起的影響)。
(b)雙相不銹鋼是一種以?shī)W氏體+鐵素體相系的不銹鋼材料,采用點(diǎn)蝕方法試驗(yàn)對(duì)材料的表面狀況具有特殊的要求,這些同樣影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性(雙相鋼表面狀態(tài)的影響)。2205材料試驗(yàn)包含著板材、管材、焊材、鍛件及板材+焊材、管材+焊材、鍛件+焊材等不同相關(guān)材料的耐蝕性能的試驗(yàn),不同材料測(cè)試操作各異,需要分別采取不同的操作方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)(不同的型材操作各異)。
1、調(diào)研
a)2205屬奧氏體鐵素體不銹鋼,通常叫做雙相不銹鋼,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能(表1);
b)根據(jù)工藝指定的溶液對(duì)其進(jìn)行理論計(jì)算pH<1.0,而文獻(xiàn)介紹點(diǎn)蝕試驗(yàn)溶液pH值在1.0~1.5之間為宜;
c)樣品表面的粗糙度o Ra1.2,其表面形成均勻的、沒(méi)有被破壞的鈍化膜。鈍化膜的形成采用化學(xué)法可以實(shí)現(xiàn)。
2、試驗(yàn)
2.1、試驗(yàn)1:試樣的酸洗鈍化試驗(yàn)
a)硝酸煮沸試驗(yàn)。試樣經(jīng)65%硝酸煮沸30min或更短的時(shí)間,可以在材料的表面形成致密的鈍化膜。
b)硝酸_氫氟酸試驗(yàn)。試樣經(jīng)(25 + 3 + 72 )硝酸+氫氟酸+水的溶液浸泡25min后形成致密的鈍化膜,從使用的角度將配比修正為8+1+24。
上述的兩種化學(xué)鈍化方法,前者適合于母材,而后者適合于焊接后的熔敷金屬及焊縫。
2.2、試驗(yàn)2:水中溶解氧去除試驗(yàn)
一般常使用蒸餾水,試驗(yàn)表明水中的溶解氧在鹽酸介質(zhì)中增大了試樣的腐蝕率。
2.3、試驗(yàn)3:酸度的控制
用不同的酸度試驗(yàn),試驗(yàn)分別采取不同的pH值,并用化學(xué)測(cè)試方法測(cè)量溶液的Fe+濃度及pH值,然后再以化學(xué)方法調(diào)節(jié)溶液的pH值。
2.4、試驗(yàn)4:不同溫度及時(shí)間對(duì)腐蝕率的影響
實(shí)驗(yàn)表明,腐蝕率隨溫度升高和時(shí)間增加而增大。
2.5、試驗(yàn)5:表面粗糙度對(duì)腐蝕率的影響
試樣的表面粗糙度對(duì)腐蝕率存在著非常明顯的影響,Ra值與腐蝕率成正比。試驗(yàn)結(jié)果列于表2。
3、點(diǎn)腐蝕量化試驗(yàn)的方法
根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)論確定了相應(yīng)的點(diǎn)腐蝕量化試驗(yàn)工藝方法,具有操作簡(jiǎn)單、便于應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
方法如下:
試樣以不同的研磨砂及研磨方式研磨直至#240水磨完畢。以清洗劑清除油脂,并經(jīng)清水沖洗后,在乙醇中浸泡5min之后再以清水沖洗,取出。
放入帶有冷凝器的燒瓶?jī)?nèi),以試樣經(jīng)(25+3+72)硝酸+氫氟酸+水的溶液浸泡25min后,再以.(65%)HNO3溶液煮沸1h,取出。以清水沖洗直至pH=7。
然后,再在乙醇中浸泡5min后,取出。以電熱烘箱烘干,移至干燥器中冷卻至室溫,恒重、稱量,記取質(zhì)量m1 (準(zhǔn)至0. 0001g)。
將試樣放置在盛有(6%)FeCl3溶液(CHc=0.10mol/L),并已在水浴中預(yù)熱至40C的燒瓶中,恒溫40C,24h后取出。以清水沖洗試樣直至無(wú)Fe+3后,在乙醇中浸泡5min,以電熱烘箱烘干,移至干燥器中冷卻至室溫,恒重、稱量,記取質(zhì)量m2(準(zhǔn)至0.0001g)。
4、注意事項(xiàng)
(a)樣品的烘干過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格,從電熱烘箱內(nèi)取出后放入干燥器中待冷卻至室溫再稱量,應(yīng)反復(fù)稱量?jī)纱?操作者應(yīng)戴汗巾手套;
(b)配制試驗(yàn)溶液待完全溶解后,應(yīng)檢查溶液的pH值,理論計(jì)算控制在pH=1.3;
(c)試樣的預(yù)處理需注意其表面粗糙度,做標(biāo)識(shí)時(shí)應(yīng)鋪墊一軟質(zhì)橡膠皮以防止試樣表面碰傷。
5、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)條件試驗(yàn)確定了腐蝕量化試驗(yàn)的方法,使得2205材料的點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)符合材料的基本特性,避免了反復(fù)試驗(yàn)而不能用數(shù)據(jù)量化的情況,特別是焊接材料及熔敷金屬的試驗(yàn),使得此方法具有良好的通用性。
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