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一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法及試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法及試驗系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，包括以下步驟：制作光面的金屬拉伸試件，將金屬拉伸試件的表面清理干凈，確定金屬拉伸試件的中間一段區(qū)域為中間預(yù)銹區(qū)，則金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)之外的兩端為非預(yù)銹區(qū)，使陽極導(dǎo)線的銅絲與金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)相接觸電連接，用絕緣膠帶緊密纏繞包裹金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)及陽極導(dǎo)線的銅絲，將中間預(yù)銹區(qū)暴露在外。本發(fā)明還提供了一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是：可以快速制作出銹蝕狀況較為均勻、銹蝕位置可控、銹蝕后試件的銹蝕率較為精確的銹蝕金屬試件。
【專利說明】一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法及試驗系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制作銹蝕金屬試件的試驗方法，尤其涉及一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法及試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]土木工程中包含大量金屬試件，如鋼筋、栓釘、鋼梁等，實際工程都處于自然環(huán)境中，面臨各種惡劣天氣以及有害介質(zhì)，金屬試件都會發(fā)生銹蝕。銹蝕后的金屬材料力學(xué)性能會有不同程度的下降，對結(jié)構(gòu)物的使用性能甚至安全性能造成危害。
[0003]于是土木工程試驗研究中的一個方向，就是對金屬試件的銹蝕展開研究，一般在實驗室條件下對金屬試件進行模擬的人工環(huán)境銹蝕，之后對銹蝕金屬試件進行力學(xué)試驗，已獲得其力學(xué)性能。
[0004]在土木工程金屬銹蝕試驗研究中，很關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，就是模擬自然條件下的金屬試件銹蝕。由于實際環(huán)境中的金屬試件需要幾年或者幾十年達到較大的銹蝕程度，實驗室中難以實現(xiàn)。一般需要采取其他的措施，對金屬試件進行加速銹蝕。
[0005]為了研究金屬銹蝕后材料微觀結(jié)構(gòu)的差異和力學(xué)性能的下降，實驗室經(jīng)常采用人工加速方法制作銹蝕金屬試件，一般為通電加速銹蝕的試驗方法。采用通電加速銹蝕方法，可以用比自然界高若干倍的速率得到銹蝕試件，試驗中銹蝕速率可以控制，加速銹蝕的過程可以被觀察并且相關(guān)數(shù)據(jù)可以被記錄，使得對金屬銹蝕后的研究更加方便快捷。目前通電加速銹蝕技術(shù)已經(jīng)廣泛用于各大高校及研究機構(gòu)關(guān)于材料技術(shù)工程、土木工程耐久性等針對金屬銹蝕的研究，主要有鋼筋銹蝕后力學(xué)性能的研究、鋼筋銹蝕后的微觀研究、鋼筋銹蝕后與混凝土的粘接滑移研究、鋼筋銹蝕后構(gòu)件與結(jié)構(gòu)總體力學(xué)性能的研究的方向。
[0006]金屬在自然界的銹蝕比較緩慢，在實驗室中一般采用通電加速銹蝕的方法實現(xiàn)銹蝕，以期在較短時間內(nèi)獲得所需金屬銹蝕率的試件。通電加速銹蝕試驗遵循著Faraday (法拉第)定理，通常用其推算出金屬試件的通電時間與其理論銹蝕率的關(guān)系。
[0007]Faraday定律可以指導(dǎo)通電銹蝕試驗，由于通電時間與理論銹蝕率成正比，改變試件表面的電流密度以控制金屬的銹蝕速率，則可得到目標銹蝕率。
[0008]目前實驗室內(nèi)對鋼筋銹蝕進行的試驗研究，為了使鋼筋在短時間內(nèi)銹蝕，一般將鋼筋澆筑于混凝土中，采用通電加速銹蝕方法獲得銹蝕鋼筋。操作方法一般包括:確定鋼筋表面的電流密度，用法拉第定律計算好銹蝕時間，養(yǎng)護鋼筋混凝土試件至預(yù)定齡期后，對非銹蝕區(qū)域采取必要的封閉措施，之后將試件放入制配好的氯化鈉溶液中，將連接電源的負極放入溶液中，接通電源。鋼筋的銹蝕程度衡量一般采用稱重法，用質(zhì)量損失來表征其銹蝕程度的大小。之后采用拉伸試驗來測量銹蝕鋼筋屈服強度、極限強度以及伸長率等數(shù)據(jù)。
[0009]采用傳統(tǒng)的通電銹蝕試驗方法(即應(yīng)用Faraday定律指導(dǎo)的通電銹蝕試驗)做出來的銹蝕鋼筋試件，主要表現(xiàn)為分布不均勻的坑蝕，鋼筋表面銹蝕狀況不相一致，在鋼筋縱向截面的銹蝕情況也相差很大。這是由于實驗過程中鋼筋表面任何一點都可能成為陽極，由于鋼筋一般帶肋，表面情況有一定差異，而跟鋼筋每一處接觸的溶液性質(zhì)也不相一致，再加上銹蝕產(chǎn)物的積累使得反應(yīng)中鋼筋某些表面與溶液不能很好接觸，通電銹蝕后鋼筋通常無法達到均勻銹蝕，難以對金屬材料銹蝕進行比較細致的研究。
[0010]其次，用稱重法算出的銹蝕率，是鋼筋縱向銹蝕程度的一個平均值，將鋼筋試件的損傷都一并包含在內(nèi)。而在拉伸試驗中，銹蝕鋼筋都有一個控制截面，往往是局部銹蝕最大的截面，此時稱重法得到的銹蝕率并不能表征控制截面的損傷程度。
[0011]再者，F(xiàn)araday定律用于金屬銹蝕有較多理論假設(shè)，在實驗室條件下有不少無法改變的自然因素和人為因素，影響著Faraday定律應(yīng)用于實驗室金屬銹蝕的精度，比如晝夜溫差使得溶液溫度不恒定，試件在容器中的放置方式無法使每一處金屬表面與溶液接觸的狀況一致，銹蝕產(chǎn)物生成后附著于金屬表面甚至堆積成一層堅硬的殼狀物，阻礙試件充分反應(yīng)，這些產(chǎn)物無法在生成后立即清除，隨反應(yīng)進行溶液的濃度也發(fā)生著變化等等，這些因素都在試驗過程中被顯著地表現(xiàn)出來；最后，在以往關(guān)于鋼筋混凝土銹蝕的試驗研究中，發(fā)現(xiàn)Faraday定律指導(dǎo)的通電銹蝕試驗精度都不是很令人滿意。
[0012]再者，傳統(tǒng)試驗方法為了隔離銹蝕區(qū)外的區(qū)域與溶液接觸，一般用環(huán)氧樹脂或石蠟等環(huán)涂于鋼筋表面，這些材質(zhì)在硬化后非常難去除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法及試驗系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明提供了一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，包括以下步驟:
51、制作光面的金屬拉伸試件，將金屬拉伸試件的表面清理干凈，確定金屬拉伸試件的中間一段區(qū)域為中間預(yù)銹區(qū)，則金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)之外的兩端為非預(yù)銹區(qū)，使陽極導(dǎo)線的銅絲與金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)相接觸電連接，用絕緣膠帶緊密纏繞包裹金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)及陽極導(dǎo)線的銅絲，將金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)暴露在外；
52、將金屬拉伸試件水平架設(shè)在容器內(nèi)，使金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)架空，往容器注入氯化鈉溶液，使金屬拉伸試件水平浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)；
53、通過陽極導(dǎo)線接通恒壓直流電源的陽極，將恒壓直流電源的陰極接通銅棒，并將銅棒豎直浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)，保持銅棒與金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)不相接觸；
54、打開恒壓直流電源的開關(guān)，將電壓調(diào)至最大值，然后再自零開始將電流調(diào)到預(yù)定電流值；
55、保持氯化鈉溶液的液面高度不變；
56、通電銹蝕預(yù)定時間后，關(guān)閉恒壓直流電源的開關(guān)，取出金屬拉伸試件，沖洗金屬拉伸試件，將絕緣膠帶撕去，擦除金屬拉伸試件表面的水分。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟S2中注入的氯化鈉溶液的濃度為3%。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟S2中，在容器內(nèi)放置兩塊絕緣墊塊，將金屬拉伸試件的兩端分別架設(shè)在絕緣墊塊上。
[0017]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟S3中，恒壓直流電源的陰極通過陰極導(dǎo)線接通銅棒的頂端，將銅棒豎直浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)，并保持陰極導(dǎo)線與銅棒頂端的連接處位于氯化鈉溶液的液面之上，使陰極導(dǎo)線不浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)。
[0018]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟S5中，往容器內(nèi)注入相同濃度的氯化鈉溶液，以保持氯化鈉溶液的液面高度不變。
[0019]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟S6中，擦除金屬拉伸試件表面的水分后，用風(fēng)干機吹干或者烘干，保存于密封袋中。
[0020]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟SI中，將陽極導(dǎo)線的銅絲纏繞在金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)上，使陽極導(dǎo)線與金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)相接觸電連接。
[0021]作為本發(fā)明的進一步改進，將多組金屬拉伸試件依次進行步驟SI至S6，但每組金屬拉伸試件通電銹蝕預(yù)定時間線性遞增，用稱重法測量進行了步驟S6之后的金屬拉伸試件的銹蝕率，得到不同時間間隔下金屬拉伸試件的銹蝕率，得出在相同試驗處理下以及相同試驗環(huán)境中的“時間-銹蝕率”曲線。
[0022]本發(fā)明還提供了一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗系統(tǒng)，包括絕緣膠帶、絕緣墊塊、恒壓直流電源、光面的金屬拉伸試件、容器和銅棒，其中，所述金屬拉伸試件的中間為中間預(yù)銹區(qū)，兩端為非預(yù)銹區(qū)，所述恒壓直流電源的陽極通過陽極導(dǎo)線與所述金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)電連接，所述恒壓直流電源的陰極通過陰極導(dǎo)線與所述銅棒電連接，所述絕緣膠帶纏繞包裹所述金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)，所述金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)暴露在夕卜，所述容器內(nèi)盛有氯化鈉溶液，所述金屬拉伸試件水平浸泡在所述氯化鈉溶液內(nèi)，所述銅棒豎直浸泡在所述氯化鈉溶液內(nèi)，所述金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)與所述銅棒不接觸，所述絕緣墊塊設(shè)置在所述容器底部，所述金屬拉伸試件的兩端架設(shè)在所述絕緣墊塊上。
[0023]作為本發(fā)明的進一步改進，所述陰極導(dǎo)線與所述銅棒的連接處位于所述氯化鈉溶液的液面之上，所述氯化鈉溶液的濃度為3%。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:通過上述方案，可以快速制作出銹蝕狀況較為均勻、銹蝕位置可控、銹蝕后試件的銹蝕率較為精確的銹蝕金屬試件，采用絕緣膠帶即可避免不反應(yīng)區(qū)域金屬與溶液的接觸，采用絕緣膠帶的試驗效率極高，相當大程度節(jié)省了試驗預(yù)處理時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0027]圖1中的附圖標號為:恒壓直流電源I ;陽極導(dǎo)線2 ;陰極導(dǎo)線3 ;銅棒4 ;絕緣墊塊5 ;中間預(yù)銹區(qū)6 ;絕緣膠帶7 ;容器8 ;氯化鈉溶液9。
[0028]如圖1所示，一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，包括以下步驟:
S1、制作光面的金屬拉伸試件，將金屬拉伸試件的表面清理干凈，去除油污和灰塵，露出金屬拉伸試件的光亮表面，將金屬拉伸試件進行稱重并記錄，用游標卡尺確定尺寸，編號，用游標卡尺確定金屬拉伸試件的中間一段區(qū)域為中間預(yù)銹區(qū)6，用油性筆標出，則金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6之外的兩端為非預(yù)銹區(qū)，將陽極導(dǎo)線2的銅絲纏繞在金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)上，使陽極導(dǎo)線2與金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)相接觸電連接，用絕緣膠帶7緊密纏繞包裹金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)及陽極導(dǎo)線2的銅絲，避免金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)及陽極導(dǎo)線2暴露在外，用絕緣膠帶7防止溶液滲透，將金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6暴露在外； 52、選取高密度開模壓制成型的泡沫箱作為容器8，將金屬拉伸試件水平架設(shè)在容器8內(nèi)，在金屬拉伸試件的兩端分別設(shè)置絕緣墊塊5，使金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6架空懸于容器8內(nèi)，通過絕緣墊塊5留出一定空間讓銹蝕產(chǎn)物堆積，往容器8注入濃度為3%的氯化鈉溶液9，使金屬拉伸試件水平浸泡在氯化鈉溶液9內(nèi)；
53、通過陽極導(dǎo)線2接通恒壓直流電源I的陽極，恒壓直流電源I的陰極通過陰極導(dǎo)線3接通銅棒4的頂端，將銅棒4豎直浸泡在氯化鈉溶液9內(nèi)，并保持陰極導(dǎo)線3與銅棒4頂端的連接處位于氯化鈉溶液9的液面之上，使陰極導(dǎo)線3不浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)，可防止陰極導(dǎo)線3的銅線受氯化鈉溶液9的銹蝕而斷開，保持銅棒4與金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6不相接觸，避免銅棒4與金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6相接觸造成短路；
54、打開恒壓直流電源I的開關(guān)，將電壓調(diào)至最大值，然后再自零開始將電流調(diào)到預(yù)定電流值；
55、往容器內(nèi)注入濃度為3%的氯化鈉溶液9，以保持氯化鈉溶液9的液面高度不變，因為通電之后，觀察陰極發(fā)現(xiàn)其表面有氣泡產(chǎn)生，氯化鈉溶液9顏色逐漸變深，此后隨著銹蝕產(chǎn)物的生成，金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6的表面會更難跟溶液接觸，也就是電阻將變大，觀察電壓示數(shù)發(fā)現(xiàn)其在隨反應(yīng)進程上升。試驗中也發(fā)現(xiàn)隨電壓值上升，反應(yīng)將消耗更多水分，為了保證在通電銹蝕反應(yīng)中溶液狀態(tài)恒定，應(yīng)隨時注入濃度為3%的氯化鈉溶液9使溶液液面保持在原位置；
56、通電銹蝕預(yù)定時間后，關(guān)閉恒壓直流電源I的開關(guān)，取出金屬拉伸試件，取出金屬拉伸試件后，可以發(fā)現(xiàn)金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6有一層銹蝕產(chǎn)物堆積而成的殼狀物，有一定強度和剛度，沖洗金屬拉伸試件，將絕緣膠帶7撕去，在試件金屬完全暴露于空氣后，應(yīng)立即擦除金屬拉伸試件表面的水分，擦除金屬拉伸試件表面的水分后，用風(fēng)干機吹干或者烘干，保存于密封袋中。
[0029]此處是試驗中有別于其他傳統(tǒng)試驗的地方。通電時間的精確性影響著所獲得試件的銹蝕率準確性。傳統(tǒng)試驗是用Faraday定律計算通電時間，結(jié)果并不準確，交底書中已經(jīng)有數(shù)據(jù)比較。本試驗用以下方法處理通電時間，使得通電時間更準確，且能批量制作。
[0030]將多組金屬拉伸試件依次進行步驟SI至S6，但每組金屬拉伸試件通電銹蝕預(yù)定時間按y=kx線性遞增，例如第一組的通電銹蝕預(yù)定時間為24小時，則第二組的通電銹蝕預(yù)定時間為48小時，第三組的通電銹蝕預(yù)定時間為72小時，以此類推，本發(fā)明優(yōu)選同時放入多組金屬拉伸試件，每間隔相同時間取出一組金屬拉伸試件，用稱重法測量進行了步驟S6之后的金屬拉伸試件的銹蝕率，得到不同時間間隔下金屬拉伸試件的銹蝕率，得出在相同試驗處理下以及相同試驗環(huán)境中的“時間-銹蝕率”曲線，在相同試驗處理下以及相同試驗環(huán)境中的“時間-銹蝕率”曲線。定出目標銹蝕率后，按照以上曲線推算相應(yīng)需要的銹蝕時間，同樣精確到分鐘。在往后取出金屬拉伸試件時，都記錄下金屬拉伸試件的銹蝕時間和銹蝕率的數(shù)據(jù)，添加到總樣本中再次歸納新的“時間-銹蝕率”曲線，以此循環(huán)。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明還提供了一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗系統(tǒng)，包括絕緣膠帶7、絕緣墊塊5、恒壓直流電源1、光面的金屬拉伸試件、容器8和銅棒4，其中，所述金屬拉伸試件的中間為中間預(yù)銹區(qū)6，兩端為非預(yù)銹區(qū)，所述恒壓直流電源I的陽極通過陽極導(dǎo)線2與所述金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)電連接，所述恒壓直流電源I的陰極通過陰極導(dǎo)線3與所述銅棒4電連接，所述絕緣膠帶7纏繞包裹所述金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)，所述金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6暴露在外，所述容器8內(nèi)盛有氯化鈉溶液9，所述金屬拉伸試件水平浸泡在所述氯化鈉溶液9內(nèi)，所述銅棒4豎直浸泡在所述氯化鈉溶液9內(nèi)，所述金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)6與所述銅棒4不接觸，所述絕緣墊塊5設(shè)置在所述容器8底部，所述金屬拉伸試件的兩端水平架設(shè)在所述絕緣墊塊5上。
[0032]如圖1所示，所述陰極導(dǎo)線3與所述銅棒4的連接處位于所述氯化鈉溶液9的液面之上，所述氯化鈉溶液9的濃度為3%。
[0033]本發(fā)明提供的一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法及試驗系統(tǒng)，旨在實驗室條件下采用簡單、快捷的方法，制作出銹蝕狀況較為均勻、銹蝕位置可控、理論銹蝕時間與實際銹蝕時間差異小、銹蝕后試件的銹蝕率較為精確的銹蝕金屬試件，且此方法有繼承性，能批量制作出銹蝕狀況更良好的銹蝕試件，使得試驗中金屬樣本的銹蝕質(zhì)量得到保證。
[0034]本試驗的待銹蝕的金屬試件設(shè)計與制作的方法如下:
本試驗設(shè)計制作一批金屬拉伸試件，進行加速均勻銹蝕試驗。拉伸試件形狀為棒材，總長度為150mm，有效區(qū)直徑為10mm。設(shè)計銹蝕環(huán)境為濃度3%的氯化鈉溶液。選取外包絕緣膠皮的銅絲電線，將電線一端膠皮剪除露出銅絲，把銅絲緊密捆綁于金屬試件表面。由于暴露在外受腐蝕的金屬在全浸泡中溶液性質(zhì)并非處處一致，引起試件表面的銹蝕情況也非點點一致，本試驗設(shè)計僅將試件中間20_處的金屬部分暴露在外銹蝕，以趨近均勻銹蝕。為此，除了暴露在外預(yù)銹蝕區(qū)域，試件其余表面都用絕緣膠帶7緊密包裹，避免其與溶液接觸。同時注意將電線的銅絲部分緊密包裹于絕緣膠帶7中，避免于此處滲入溶液。在預(yù)試驗中發(fā)現(xiàn)，如豎直放置試件令其銹蝕，預(yù)留銹蝕段下側(cè)的銹蝕程度會大于上側(cè)的銹蝕程度，隨著銹蝕程度的增長這種趨勢越發(fā)明顯，推測原因應(yīng)該是通電過程中溶液濃度非處處均勻，位于容器下方的溶液濃度高于上部的濃度。于是調(diào)整試驗將試件平置，使得銹蝕段的溶液濃度基本一致，避免了銹蝕區(qū)域兩端反應(yīng)程度不一致的情況發(fā)生。另外，在通電銹蝕過程中，銹蝕產(chǎn)物首先包裹于銹蝕段外側(cè)，隨著銹蝕程度的增大，銹蝕產(chǎn)物受重力影響往下方移動，堆積于銹蝕段下側(cè)，往往造成下側(cè)金屬表面被銹蝕產(chǎn)物所覆蓋，不能與溶液很好接觸。隨著通電時間的增長，預(yù)銹蝕段上下側(cè)表面的反應(yīng)程度也有明顯區(qū)別。為避免這一現(xiàn)象，試驗中采用墊塊將試件的首尾墊高，留下中間區(qū)域堆積銹蝕產(chǎn)物，使得試件下側(cè)表面不會被銹蝕產(chǎn)物覆蓋，上下側(cè)的銹蝕狀態(tài)基本一致。
[0035]本發(fā)明提供的一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法及試驗系統(tǒng)的優(yōu)點是:
一、本試驗的金屬拉伸試件預(yù)處理簡單快捷。試驗中制作光面的金屬拉伸試件，其表面積比普通帶肋鋼筋小，不易積累灰塵與污垢，便于清潔保養(yǎng)。制作完金屬拉伸試件后在其表面涂上一層潤滑油，將金屬拉伸試件放于密封袋中，既可以避免金屬拉伸試件在試驗前不發(fā)生銹蝕。而普通鋼筋在試驗前一般已經(jīng)發(fā)生自然狀態(tài)下的銹蝕，需要用特殊措施進行除銹，使得傳統(tǒng)試驗方法預(yù)處理較為麻煩。再者，傳統(tǒng)試驗方法為了隔離銹蝕區(qū)外的區(qū)域與溶液接觸，一般用環(huán)氧樹脂或石蠟等環(huán)涂于鋼筋表面，這些材質(zhì)在硬化后非常難去除。本試驗采取絕緣膠帶7即可避免不反應(yīng)區(qū)域金屬與溶液的接觸，采用絕緣膠帶7的試驗效率極高，相當大程度節(jié)省了試驗預(yù)處理時間。
[0036]二、本試驗可以根據(jù)研究意愿，調(diào)整銹蝕區(qū)域的位置、形狀、尺寸。且根據(jù)本試驗的指導(dǎo)思路，銹蝕時間可以較為精確地把握。[0037]三、本試驗在金屬拉伸試件銹蝕完畢后的處理工作非常方便，僅需用清水洗除銹蝕區(qū)域的銹蝕產(chǎn)物，將絕緣膠帶7去除，烘干保存即可。傳統(tǒng)試驗中去除銹蝕后鋼筋表面的防護措施需要相當?shù)墓Ψ颍热绮捎锰厥獾幕瘜W(xué)試劑溶解或者烘烤褪去金屬表面的環(huán)氧樹脂或者石蠟，且這類有機試劑在硬化后難以完全消除，對后期稱重會有一定程度的影響。
[0038]四、本試驗制作的金屬拉伸試件的銹蝕狀況良好，基本屬于均勻銹蝕。本試驗制作的金屬拉伸試件所測得的銹蝕率是嚴格意義上的銹蝕率，金屬表面的銹蝕狀況基本一致，有利于后續(xù)對金屬拉伸試件的檢測衡量及試驗研究。
[0039]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、制作光面的金屬拉伸試件，將金屬拉伸試件的表面清理干凈，確定金屬拉伸試件的中間一段區(qū)域為中間預(yù)銹區(qū)，則金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)之外的兩端為非預(yù)銹區(qū)，使陽極導(dǎo)線的銅絲與金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)相接觸電連接，用絕緣膠帶緊密纏繞包裹金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)及陽極導(dǎo)線的銅絲，將金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)暴露在外； S2、將金屬拉伸試件水平架設(shè)在容器內(nèi)，使金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)架空，往容器注入氯化鈉溶液，使金屬拉伸試件水平浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)； S3、通過陽極導(dǎo)線接通恒壓直流電源的陽極，將恒壓直流電源的陰極接通銅棒，并將銅棒豎直浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)，保持銅棒與金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)不相接觸； S4、打開恒壓直流電源的開關(guān)，將電壓調(diào)至最大值，然后再自零開始將電流調(diào)到預(yù)定電流值； S5、保持氯化鈉溶液的液面高度不變； S6、通電銹蝕預(yù)定時間后，關(guān)閉恒壓直流電源的開關(guān)，取出金屬拉伸試件，沖洗金屬拉伸試件，將絕緣膠帶撕去，擦除金屬拉伸試件表面的水分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于:步驟S2中注入的氯化鈉溶液的濃度為3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于:步驟S2中，在容器內(nèi)放置兩塊絕緣墊塊，將金屬拉伸試件的兩端分別架設(shè)在絕緣墊塊上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于:步驟S3中，恒壓直流電源的陰極通過陰極導(dǎo)線接通銅棒的頂端，將銅棒豎直浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)，并保持陰極導(dǎo)線與銅棒頂端的連接處位于氯化鈉溶液的液面之上，使陰極導(dǎo)線不浸泡在氯化鈉溶液內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于:步驟S5中，往容器內(nèi)注入相同濃度的氯化鈉溶液，以保持氯化鈉溶液的液面高度不變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于:步驟S6中，擦除金屬拉伸試件表面的水分后，用風(fēng)干機吹干或者烘干，保存于密封袋中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于:步驟Si中，將陽極導(dǎo)線的銅絲纏繞在金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)上，使陽極導(dǎo)線與金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)相接觸電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗方法，其特征在于:將多組金屬拉伸試件依次進行步驟SI至S6，但每組金屬拉伸試件通電銹蝕預(yù)定時間線性遞增，用稱重法測量進行了步驟S6之后的金屬拉伸試件的銹蝕率，得到不同時間間隔下金屬拉伸試件的銹蝕率，得出在相同試驗處理下以及相同試驗環(huán)境中的“時間-銹蝕率”曲線。
9.一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗系統(tǒng)，其特征在于:包括絕緣膠帶、絕緣墊塊、恒壓直流電源、光面的金屬拉伸試件、容器和銅棒，其中，所述金屬拉伸試件的中間為中間預(yù)銹區(qū)，兩端為非預(yù)銹區(qū)，所述恒壓直流電源的陽極通過陽極導(dǎo)線與所述金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)電連接，所述恒壓直流電源的陰極通過陰極導(dǎo)線與所述銅棒電連接，所述絕緣膠帶纏繞包裹所述金屬拉伸試件的非預(yù)銹區(qū)，所述金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)暴露在外，所述容器內(nèi)盛有氯化鈉溶液，所述金屬拉伸試件水平浸泡在所述氯化鈉溶液內(nèi)，所述銅棒豎直浸泡在所述氯 化鈉溶液內(nèi)，所述金屬拉伸試件的中間預(yù)銹區(qū)與所述銅棒不接觸，所述絕緣墊塊設(shè)置在所述容器底部，所述金屬拉伸試件的兩端架設(shè)在所述絕緣墊塊上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種批量制作均勻銹蝕金屬試件的試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述陰極導(dǎo)線與所述銅棒的連接處位于所述氯化鈉溶液的液面之上，所述氯化鈉溶液的濃度為3%。
【文檔編號】G01N17/02GK103983500SQ201410206164
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】隋莉莉, 邢鋒, 邱桐, 周英武, 韓寧旭, 李偉文 申請人:深圳大學(xué)