技术领域
[0001] 本发明涉及一种碳钢用模拟盐雾环境的加速腐蚀试验方法，属于碳钢的腐蚀模拟技术领域。
相关背景技术
[0002] 碳钢因性能稳定，价格相对低廉而在各工业领域有着广泛的应用。但碳钢在使用环境中会发生腐蚀，因此需要评价其腐蚀性能，为应用设计提供依据。碳钢腐蚀性能的通用评价方法是自然暴露法和室内腐蚀试验，自然暴露法是将碳钢直接暴露在自然环境中，测试其耐腐蚀性能，以此获得的数据可靠，但试验周期较漫长，且与试验点的气候特征关联性强。室内腐蚀试验目前应用最多的是盐雾试验和周期浸润试验，也积累了大量的数据。但比较而言，盐雾试验和周期浸润试验仍比较长，有时要达数千小时的时间。因此，近年来又发展了多因素的模拟加速试验方法，来评测碳钢的腐蚀行为。这些方法多是基于对自然暴露法的加速模拟，而缺少对盐雾试验的加速模拟试验方法。
具体实施方式
[0024] 本发明为一种具有模拟性和加速性的碳钢用模拟盐雾环境的加速腐蚀试验方法，包括：1标准中性盐雾→2干燥试验→3紫外照射试验→4潮湿试验→5重复1～4。
[0025] 该方法的具体步骤包括：
[0026] 1)以碳钢为试验材料，制成试样。
[0027] 2)对步骤1)中制得的试样进行标准中性盐雾试验，标准中性盐雾条件为：溶液浓度(50±5)g/L NaCl，温度(35±1)℃，pH＝6.5～7.2；时间5h。
[0028] 3)对完成步骤2)的试样进行干燥试验，干燥试验条件为：温度(35±1)℃，时间1h。
[0029] 4)对完成步骤3)的试样进行紫外照射试验，紫外照射条件为：紫外线波长：340nm2
以下，强度0.71W/(m·nm)，紫外线照射温度60℃，时间1h。
[0030] 5)对完成步骤4)的试样进行潮湿试验，潮湿试验条件为：：相对湿度＞95％，温度50℃，时间1h。
[0031] 6)重复步骤2)～5)，进行8～36个循环。
[0032] 7)按a＝vnss/vmul计算加速比。执行不同周期的循环试验，可用于加速碳钢在盐雾环境中的腐蚀速率，并通过公式：a＝vnss/vmul；a：加速比；vnss：标准中性盐雾时间的腐蚀速率；vmul：本发明方法相同时间的腐蚀速率，计算对盐雾环境的加速比。
[0033] 下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0034] 实施例：
[0035] 本实施例碳钢用模拟盐雾环境的加速腐蚀试验方法，其步骤为：
[0036] (1)以碳钢为试验材料，制成试样；试验材料为Q235碳钢，化学成份见表1。
[0037] 表1试样的化学成分
[0038]
[0039] 试样尺寸为50mm×50mm×3mm，试样用丙酮除油，乙醇除水后，吹干，精确称量试样试验前重量。
[0040] (2)对步骤(1)中制得的试样进行标准中性盐雾试验，标准中性盐雾条件为：溶液浓度50g/L NaCl，温度35℃，pH＝6.5～7.2；时间5h。
[0041] (3)对完成步骤(2)的试样进行干燥试验，干燥试验条件为：温度35℃，时间1h。
[0042] (4)对完成步骤(3)的试样进行紫外照射试验，紫外照射条件为：紫外线波长：2
340nm下，强度0.71W/(m·nm)，紫外线照射温度60℃，时间1h。
[0043] (5)对完成步骤(4)的试样进行潮湿试验，潮湿试验条件为：相对湿度＞95％，温度50℃，时间1h。
[0044] (6)重复步骤(2)～(5)，进行8～36个循环。
[0045] (7)按a＝vnss/vmul计算加速比。
[0046] 按照上述步骤(1)～(7)开展试验，试验周期分别为16h、24h、48h、96h。
[0047] 在达到上述周期后，测试试样的重量、用X‑衍射分析腐蚀产物，用扫描电镜分析表面形貌。
[0048] 如图1所示，为Q235钢采用本发明方法经16h、24h、48h、96h后的腐蚀动力学曲线，可以看出，碳钢采用本发明方法的腐蚀动力学遵循幂函数规律，且在整个腐蚀试验期间，本发明方法的n值大于1，表明本发明的方法整体的腐蚀进程是不断加速的过程。
[0049] 如图2a)至图2d)所示，分别为Q235钢采用本发明方法经16h、24h、48h、96h后腐蚀产物的X‑射线衍射谱，可以看出，Q235钢在本发明方法的环境中产生的腐蚀产物以α–FeOOH、β‑FeOOH、γ‑FeOOH和Fe3O4为主。试验初期时，腐蚀产物以γ‑FeOOH，随试验时间的增加，α–FeOOH的比例逐渐增加。
[0050] 如图3a)至图3d)所示，分别为Q235钢采用本发明方法经16h、24h、48h、96h后的表面形貌图，可以看出，Q235钢在本发明方法的环境中，其腐蚀过程为，初期以局部腐蚀为主，在裸露基体上，不均匀散布有颗粒状腐蚀产物。随着试验时间的加长，试样表面开始出现区域性的刺状腐蚀产物，时间继续加长，腐蚀产物出现了明显的分层，且有裂纹产生。至腐蚀后期，腐蚀产物分层较严重且有大量裂纹，表层腐蚀产物发生脱落。
[0051] 对比例：
[0052] 使用相同的Q235钢试样开展标准盐雾试验，试验条件为50g/L NaCl，温度35℃，pH＝6.5～7.2，试验周期为1d，9d，19d和38d。在完成上述实验周期后，测试试样的重量、用X‑衍射分析腐蚀产物，用扫描电镜分析表面形貌。
[0053] 如图4所示，为Q235钢试样在标准盐雾试验环境中的腐蚀动力学曲线，与图1碳钢试样在本发明的加速方法所提供的多因素环境中的腐蚀动力学曲线进行对比，比对可以看出，Q235钢在两种方法中的腐蚀动力学都遵循相同的幂函数规律，且在整个腐蚀试验期间，本发明方法的n值大于1且明显高于标准盐雾试验的n值，表明本发明的方法整体的腐蚀进程是不断加速的过程，且整个腐蚀进程明显快于同等时间材料在标准盐雾盐雾试验中的进程。
[0054] 如图5a)至图5d)所示，分别为碳钢试样经标准盐雾试验1d，9d，19d和38d后腐蚀产物的X‑射线衍射谱，与图2a)至图2d)碳钢试样经本发明方法的16h、24h、48h、96h后腐蚀产物的X‑射线衍射谱进行对比，比对可以看出，Q235钢在标准盐雾腐蚀方法和本发明方法的环境中产生的腐蚀产物都以α–FeOOH、β‑FeOOH、γ‑FeOOH和Fe3O4为主。初期腐蚀时，腐蚀产物以γ‑FeOOH，随试验周期的增加，α–FeOOH的比例逐渐增加。
[0055] 如图6a)至图6d)所示，分别为碳钢试样经标准盐雾试验1d，9d，19d和38d后试样的表面形貌图，与图3a)至图3d)碳钢试样经本发明方法的16h、24h、48h、96h后的表面形貌图进行对比，比对可以看出，Q235钢在标准盐雾腐蚀方法和本发明方法的环境中，初期以局部腐蚀为主，在裸露基体上，不均匀散布有颗粒状腐蚀产物。随着试验时间的加长，试样表面开始出现区域性的刺状腐蚀产物，时间继续加长，腐蚀产物出现了明显的分层，且有裂纹产生。至腐蚀后期，腐蚀产物分层较严重且有大量裂纹，表层腐蚀产物发生脱落。
[0056] 计算比对加速比：首先按公式计算腐蚀速率，V＝(W0‑W1)/2(a*b+b*c+c*a)式中V2
为腐蚀速率，g/cm；W0为试样原始重量，g；W1为试样试验后重量，g；a、b、c分别为试样长度、宽度、厚度，mm。通过公式a＝vnss/vmul；式中a：计算加速比；vnss：标准中性盐雾时间的腐蚀速率；vmul：本方法相同时间的腐蚀速率，两种方法的腐蚀速率及加速比数据见表2，比对可以看出，对于相同的试验时间，Q235钢在本发明方法中的腐蚀速率明显大于标准盐雾方法，本发明方法相对于标准盐雾方法来说大大缩短了试验进程，减少了试验周期。
[0057] 表2加速比计算结果
[0058]
[0059] 本发明以碳钢为试验材料，采用标准中性盐雾5h→干燥试验1h→紫外照射试验1h→潮湿试验1h为一试验周期，重复8～36个循环。本发明具有模拟性和加速性，可用于加速标准盐雾试验进程，为研究和预测碳钢在盐雾环境中的腐蚀行为提供方法。
