動態浸泡
2016-05-30 16:22:22

在強腐蝕體系中,由于腐蝕劑消耗過快或腐蝕產物積累過多;或者在緩慢腐蝕的體系中,由于一些重要的微量組分濃度發生變化;或者為了模擬實際情況,考察腐蝕介質和金屬材料間相對運動及充氣、去氣等對腐蝕的影響,要求試驗過程中不斷更新溶液或使試樣/溶液界面產生相對運動。為此發展了多種動態浸泡試驗。

總體概況

       在強腐蝕體系中,由于腐蝕劑消耗過快或腐蝕產物積累過多;或者在緩慢腐蝕的體系中,由于一些重要的微量組分濃度發生變化;或者為了模擬實際情況,考察腐蝕介質和金屬材料間相對運動及充氣、去氣等對腐蝕的影響,要求試驗過程中不斷更新溶液或使試樣/溶液界面產生相對運動。為此發展了多種動態浸泡試驗。

詳細介紹

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一般流動溶液試驗
 

       使試樣和介質間產生相對運動的最簡單的方法,是固定試樣而攪動溶液。攪動溶液可采用各種類型的攪拌器,如葉輪式攪拌器、管式攪拌器、偏心輪攪拌器和電磁攪拌器。對溶液充氣也是一種不用攪拌器或機械泵而使溶液運動的方法,這種充氣攪拌措施還可達到對溶液充氧或除氧的目的。為了達到均勻攪拌和均勻充氣(去氣)的目的,可使用帶有小孔的螺旋形玻璃導管或由燒結玻璃、燒結陶瓷制成的多孔過濾器,使氣體成彌散狀態通入溶液。

       循環流動溶液試驗

      
為了計量試樣表面的溶液流速,往往把試樣固定在管道中,或者直接用試驗材料制成管路系統中的一段管子,利用泵使溶液在其中循環流過。當只能用有限量溶液進行較長時間試驗時,也經常采用循環溶液的試驗。最簡單的方法是用注流泵使溶液循環流動。注流泵在運行時,空氣泡隨同試驗溶液一起被吸入低壓容器中,從而使溶液不斷充氣。這種情況適用于中性或弱酸性敞開溶液體系,它可以不改變腐蝕過程的機理而加速腐蝕。循環溶液試驗需注意,如果溶液流速太大,可能會由于流體吸收了泵的攪動能而使液溫顯著升高;而且在泵的轉子、流量閥及法蘭處也容易產生空泡腐蝕。

       高速流動溶液試驗

       由于海水的高速沖刷,或金屬結構件(如艦艇)在海水中高速運動,經常會遇到高速流動溶液造成的腐蝕破壞,其他腐蝕介質也有這種情況。高速轉動金屬試樣的試驗只能實現試樣與溶液之間的高速相對運動,但其表面腐蝕形態甚至腐蝕機理都可能與縱向液流引起的結果不同。

       轉動金屬試樣的試驗

       轉動金屬試樣的試驗使用緊湊而容易操作的裝置,可以獲得很高的相對速度,在有限的試驗溶液中就可實現高流速試驗。這種試驗有兩類裝置試樣的結構,其一是把試樣安裝在可以高速轉動的圓盤周沿,其二是旋轉圓盤裝置。所謂的旋轉圓盤裝置是指試樣與驅動軸垂直配置,并與心軸作同心圓周運動的裝置。根據轉動軸和溶液液面的相對位置,兩類裝置試樣的結構都可分為水平軸和垂直軸兩種情況。對于把試樣安裝在圓盤周沿的情況,水平軸轉輪往往用于間浸試驗,通過改變軸線與液面的距離調整大氣暴露與浸入時間的比例;垂直軸轉輪可用于間浸和全浸試驗,由蝸輪蝸桿來調整干濕比。兩者都通過改變轉速來控制各個循環周期的總暴露時間。對于旋轉圓盤試樣,借高速轉動的心軸,可在圓盤端面距中心不同距離處得到不同的相對運動速度。改變旋轉速度和圓盤直徑可在圓盤試樣上建立一系列不同的圓周速度。因此圓盤的旋轉角速度及圓盤直徑對試驗結果有顯著影響。角速度可影響溶液在周向和徑向的流動,而離心力則影響到腐蝕產物的狀態。但是,腐蝕破壞與旋轉半徑和角速度所決定的運動速度之間并無簡單的定量關系。

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