一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法与流程

本发明涉及材料耐大气腐蚀分析，具体涉及一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法。

背景技术：

1、据不完全统计，我国每年因为腐蚀造成的经济损失占国民经济产值的5％，其中由于大气环境下的腐蚀行为所造成的损失占一半以上，约为地震、飓风、洪水、水灾等自然灾害所造成的经济损失之和的6倍。许多设备和基础设施在大气环境中服役，由于材料的腐蚀会降低这些设备和设施的可靠性和安全性，甚至威胁到公共安全和环境安全。

2、在工业厂区环境中的硫化物、氮化物以及碳氧化物等多种污染物浓度往往比一般地区高出很多，对钢铁材料的腐蚀危害是不可忽视的，其中以so2影响最大。so2在水中溶解度很高，导致酸雨的形成，同时在腐蚀过程中会形成so42-离子循环再生机制，进一步加速对钢铁材料的腐蚀作用，其浓度越高对钢材的腐蚀危害越大，这对工业厂区钢材的使用提出了更高的要求。

3、室内加速腐蚀试验是一种常用的腐蚀性能评估方法，它可以在较短时间内模拟出材料在自然环境中长期暴露的腐蚀过程，快速评估材料的耐腐蚀性能。目前常规的室内加速试验方法主要包括：盐雾试验、周期腐蚀试验、周期浸润试验等，这些试验可以一定程度模拟材料在海洋环境、工业大气环境中的腐蚀过程等。但是，钢铁材料在自然环境中的大气曝露周期长，区域性强，常规的室内加速试验方法不能真实反映钢铁材料在特定区域的腐蚀规律。例如盐雾试验方法可以模拟海洋环境cl-离子气氛，但材料在盐雾中的腐蚀行为与真实环境中的往往相差较大。周期浸润试验是一种较为接近真实环境的人工加速腐蚀方法，但是该试验湿润过程不容易有效控制。因此，常规的室内加速腐蚀方法都有自身的不足，被认为是一种指导性方法。

4、公开号为cn106442296a的发明专利公开了一种金属在滨海工业大气中的腐蚀性能模拟加速测试方法及装置，虽然能缩短大气腐蚀试验周期，但整个试验过程较为复杂，既需要反复喷雾又需要反复浸润，且喷雾中含有so2和h2s，因此对于试验人员有一定危险性。

5、公开号为cn102207446a的发明专利提供一种模拟低合金钢在海洋工业大气环境下腐蚀过程的试验方法，其溶剂为蒸馏水和无水乙醇1：1混合而成，加入无水乙醇降低了溶液的表面张力，很难均匀铺展开，会产生腐蚀不均匀的问题。

6、由于大气环境具有复杂性和多变性，为使室内加速试验方法所得结果接近真实环境，应根据实际环境综合考虑各类腐蚀因素的影响，满足对环境的模拟性、加速性和重现性的基本要求。因此，合适的室内加速试验方法要建立在真实环境特征数据之上，依据环境数据设定试验参数。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，该方法具有较好模拟性、加速性、重现性，可用来模拟各类钢材在工业厂区大气环境中腐蚀过程，快速评估各类钢材在工业厂区大气环境中的耐蚀性能，并对使用寿命进行预测。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，包括以下步骤：

4、(1)将钢板加工成试样并编号，去除试样氧化铁皮层后清洁表面，然后进行干燥，称取初始重量；

5、(2)根据实际工业厂区大气环境中so2的年平均干沉降量配制nahso3电解液；

6、(3)将nahso3电解液喷淋在样品表面，喷淋后铺展润湿；在温度15-35℃、相对湿度80-100％环境中保持湿润状态；在温度35-65℃、相对湿度20-40％环境中完成干燥过程；按照“喷淋—干燥—”的顺序循环试验；一个循环周期为8-12小时，喷淋过程和干燥过程时间比例1∶4-1∶1；

7、(4)经过若干个周期循环试验后，进行腐蚀失重测量以及腐蚀产物和形貌分析。

8、进一步地，本发明步骤(1)所述试样的尺寸为30mm×30mm×2mm；每个样品包含3个平行试样；依次使用240号、400号和800号砂纸对试样表面进行打磨，然后利用酒精超声清洗10-15分钟，随后吹干放入干燥箱中干燥，干燥完成后取出用电子微天平称量试样初始重量。

9、进一步地，本发明所述步骤(2)中，每升nahso3电解液中hso3-离子的摩尔量等于大气环境中单位面积so2的年干沉降摩尔量。

10、进一步地，本发明步骤(2)所述nahso3电解液的浓度为0.01 -0.5mol/l，每次喷淋单位面积电解液的用量为25-55μl/cm2。

11、进一步地，本发明步骤(3)中，在喷淋电解液前，需用蒸馏水冲洗试样表面，去除锈层中的沉积盐，等试样彻底干燥再喷淋电解液。

12、进一步地，本发明所述方法，在进行试样循环加速腐蚀试验时，取样时间节点为每8-10个循环周期。

13、本发明所述方法适用于各类表面无镀层、涂层的钢材。

14、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

15、(1)采用本发明所述的室内循环加速试验方法可以模拟工业厂区大气环境下钢材的腐蚀行为，快速评估各类钢材在工业厂区大气环境中的耐蚀性能，有效避免传统大气暴露试验周期长、费用高等问题，有助于对各类钢材在工业厂区环境中的使用寿命进行预测。

16、(2)与传统的室内加速试验方法相比，本发明具有良好的模拟性、加速性和重现性。

17、(3)本发明操作性强，试验过程可控，有助于揭示各类钢材在工业厂区大气环境中的腐蚀规律。

18、(4)本发明可在较短时间内获得钢材的腐蚀数据，为钢材用户合理选材和选用合适的腐蚀防护手段提供科学依据。

1.一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，其特征在于，步骤（1）中所述试样的尺寸为30mm×30mm×2mm；每个样品包含3个平行试样；依次使用240号、400号和800号砂纸对试样表面进行打磨，然后利用酒精超声清洗10-15分钟，随后吹干放入干燥箱中干燥，干燥完成后称量试样初始重量。

3.根据权利要求1所述的一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，其特征在于，所述步骤（2）中，每升nahso3电解液中hso3-离子的摩尔浓度等于大气环境中单位面积so2的年干沉降摩尔量。

4.根据权利要求1或3所述的一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，其特征在于，步骤（2）中所述nahso3电解液的摩尔浓度为0.01-0.5mol/l，每次喷淋单位面积电解液的用量为25-55μl/cm2。

5.根据权利要求1所述的一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，其特征在于，步骤（3）中，在喷淋电解液前，需用蒸馏水冲洗试样表面，去除锈层中的沉积盐，等试样彻底干燥再喷淋电解液。

6.根据权利要求1所述的一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，其特征在于，在进行试样循环加速腐蚀试验时，取样时间节点为每8-10个循环周期。

7.根据权利要求1所述的一种研究工业厂区大气环境下钢材腐蚀的加速试验方法，其特征在于，所述方法适用于各类表面无镀层、涂层的钢材。