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根據(jù)加載方式的不同,應(yīng)力腐蝕試驗方法又可分為恒變形法、恒載荷法和慢應(yīng)變速率法。恒變形法是通過拉伸或彎曲使試樣變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力,利用具有足夠剛性的框架維持這種變形,或者直接采用加力框架保證試樣變形恒定,從而進行應(yīng)力腐蝕試驗。這種方法往往用于模擬工程構(gòu)件中的加工制造應(yīng)力狀態(tài),采用的試樣形狀有彎曲試樣(如U形彎曲試樣、三點彎曲或四點彎曲試樣等)、C形試樣以及模擬縫隙存在的人工縫隙試樣等。其中,U形試樣既有彈性變形又有塑性變形,常用來確定一種金屬在給定環(huán)境下對應(yīng)力腐蝕破裂是否敏感,在實驗室中常用來篩選材料的特殊應(yīng)用敏感性,在使用環(huán)境中則用來評價破壞的危險性。腐蝕試驗里,利用X射線衍射技術(shù)分析腐蝕產(chǎn)物的成分,明確腐蝕反應(yīng)的類型與過程。河南腐蝕試驗方法

測試目的:開裂敏感性評估:量化材料在特定介質(zhì)中的臨界應(yīng)力強度因子(KISCC),例如304不銹鋼在沸騰MgCl?溶液中的KISCC≤20MPa?m1/2為合格。案例:某核電站蒸汽管道因應(yīng)力腐蝕開裂泄漏,通過試驗篩選出抗Cl?應(yīng)力腐蝕的316LN不銹鋼,事故風(fēng)險降低90%。工藝與設(shè)計驗證:檢測焊接殘余應(yīng)力、冷加工應(yīng)力對開裂的影響,例如評估鋁合金輪轂在鹽霧環(huán)境下的應(yīng)力集中區(qū)域腐蝕風(fēng)險。標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性檢測:滿足行業(yè)強制標(biāo)準(zhǔn)(如NACEMR0175對油氣設(shè)備的H?S應(yīng)力腐蝕要求),獲取高危環(huán)境準(zhǔn)入資格(如深海油氣田、核反應(yīng)堆部件)。南京氯化鈉腐蝕試驗儀腐蝕試驗結(jié)果用于制定設(shè)備的維護周期和檢修計劃。

影響:應(yīng)力腐蝕過程試驗研究表明:當(dāng)金屬加上陽極電流時可以加劇應(yīng)力腐蝕,而加上陰極電流時則能停止應(yīng)力腐蝕。一般認為壓應(yīng)力對應(yīng)力腐蝕的影響不大。一般存在拉應(yīng)力,但實驗發(fā)現(xiàn)壓應(yīng)力有時也會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。對于裂紋擴展速率,應(yīng)力腐蝕存在臨界KISCC,即臨界應(yīng)力強度因子要大于KISCC,裂紋才會擴展。一般應(yīng)力腐蝕都屬于脆性斷裂。應(yīng)力腐蝕的裂紋擴展速率一般為10-6至10-3mm/min,而且存在孕育期,擴展區(qū)和瞬斷區(qū)三部分。容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕的設(shè)備:發(fā)生這種腐蝕的主要設(shè)備有熱交換器、冷卻器、蒸汽發(fā)生器、送風(fēng)機、干燥機和鍋爐。
慢應(yīng)變速率試驗(SSRT)則是在一定環(huán)境中將拉伸試件放入特制的慢應(yīng)變速率試驗機中,以恒定不變的相當(dāng)緩慢的應(yīng)變速度通過試驗機十字頭位移而把載荷施加到試件上,以強化應(yīng)變狀態(tài)來加速應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)過程的發(fā)生和發(fā)展。由于試驗處于環(huán)境室中,可在慢拉伸過程中同時研究其他因素如溫度、電極電位和溶液pH值等對應(yīng)力腐蝕過程的影響。該試驗可采用無裂紋試樣或缺口試樣,將試樣在特定的腐蝕介質(zhì)和惰性介質(zhì)中緩慢拉斷后,就可以根據(jù)延伸率等參數(shù)的不同和斷口形貌及二次裂紋的特征來評定特定材料-介質(zhì)體系對應(yīng)力腐蝕破裂的敏感性。慢應(yīng)變速率法對應(yīng)力腐蝕開裂有較高的靈敏性,且可以得到很多有用的信息,可定量地判斷應(yīng)力腐蝕破裂敏感性的大小。然而,其缺點是設(shè)備復(fù)雜,確定應(yīng)變速率值的影響因素很多,對材料要求苛刻,且不能提供更多的信息,在比較腐蝕環(huán)境和空氣中的拉伸曲線時,不容易比較裂紋的潛伏期和擴展期,很難估計裂紋擴展速度。在腐蝕試驗中,對涂層試樣進行劃痕處理,研究劃痕處涂層的耐蝕性與自我修復(fù)能力。

慢應(yīng)變速率試驗(SSRT):優(yōu)勢:模擬動態(tài)應(yīng)力條件,量化應(yīng)力與腐蝕的協(xié)同效應(yīng),適合測量臨界應(yīng)力值(σth)。參數(shù):應(yīng)變速率:10??~10??/s(典型10??/s);介質(zhì)示例:含0.1MNaCl的去離子水(模擬海水淡化設(shè)備環(huán)境)。數(shù)據(jù)輸出:繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線,計算斷裂時間(tF)和斷面收縮率(RA),RA下降30%以上判定為應(yīng)力腐蝕敏感。彎梁法特點:操作簡便,適合現(xiàn)場快速篩查,施加應(yīng)力約75%屈服強度。試樣:U型彎或C型彎試樣,浸泡周期96-3000小時(如核電用不銹鋼需浸泡1000小時)。應(yīng)用:檢測低應(yīng)力場景下的應(yīng)力腐蝕(如建筑鋼結(jié)構(gòu)的大氣應(yīng)力腐蝕)。腐蝕試驗里,通過熒光光譜分析腐蝕介質(zhì)中金屬離子的濃度變化,監(jiān)測腐蝕過程。河南腐蝕試驗方法
腐蝕試驗對城市地下管道材料進行測試,預(yù)防管道因腐蝕導(dǎo)致的泄漏事故。河南腐蝕試驗方法
慢應(yīng)變速率法評價指標(biāo):試驗結(jié)果評價是與在惰性環(huán)境中所得數(shù)據(jù)進行比較,評價指標(biāo)包含:塑性損傷、斷裂強度、吸收能量、斷裂時間等,并結(jié)合斷口形貌和二次裂紋等信息綜合評估材料應(yīng)力腐蝕敏感性大小。優(yōu)點:試驗周期短,效率高;評價結(jié)果具有多維度、多指標(biāo)性,不局限于斷裂時間一種。缺點:設(shè)備相對復(fù)雜,不便于進行高溫高壓環(huán)境試驗,且費用較高;不能從試驗曲線中區(qū)分裂紋萌生期和擴展期相關(guān)信息。應(yīng)用領(lǐng)域:如果只用于材料篩選的目的,慢應(yīng)變速率試驗無疑是頭一選擇。然而,由于沒有可接受的驗收準(zhǔn)則,慢應(yīng)變速率試驗并不能用于材料驗收評價,即只用做選材,這與前兩種評價方法有本質(zhì)區(qū)別。河南腐蝕試驗方法