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镀锌钢管盐雾试验的焊接部位耐腐蚀性能检测方法

镀锌钢管因良好的耐腐蚀性能广泛应用于给排水、消防等领域,但焊接部位因热影响导致镀锌层破坏、组织变化,成为腐蚀薄弱点。盐雾试验作为模拟大气腐蚀环境的快速检测方法,是评估焊接部位耐腐蚀性能的关键手段。本文详细介绍镀锌钢管盐雾试验中焊接部位耐腐蚀性能的检测方法,涵盖试样准备、试验操作、结果评价等环节,为行业提供实操指南。

检测前的试样准备要点

试样选取需包含完整焊接接头,覆盖焊缝、热影响区及母材,通常尺寸为100mm×50mm×壁厚(与实际产品一致),确保检测结果代表实际使用情况。若产品为管道,可截取包含焊缝的管段,长度不小于100mm,两端用密封材料(如硅橡胶)封堵,防止盐雾进入管内影响结果。

表面预处理是关键步骤:先用丙酮或无水乙醇擦拭试样表面,去除油污、灰尘等杂质;再用2000目细砂纸轻轻打磨焊缝及周边毛刺,避免尖锐边缘刮伤喷雾装置或影响盐雾分布。需注意,预处理不能破坏镀锌层——若镀锌层有破损,需记录破损位置及面积,避免后续结果误判。

试样干燥后需用电子天平称重(精确至0.001g),记录初始重量;同时用记号笔在非腐蚀区域标记焊缝位置(如“焊缝中心”“热影响区边界”),便于试验后定位观察。

盐雾试验的标准参数设置

盐雾试验溶液需符合GB/T 10125-2012《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》要求:采用5%(质量分数)氯化钠溶液(用蒸馏水或去离子水配制),避免杂质(如钙、镁离子)影响腐蚀速率。溶液配制后需静置24小时,让杂质沉淀,取上层清液使用。

溶液pH值需控制在6.5-7.2之间(中性环境)——若pH值低于6.5(酸性),会加速锌和铁的腐蚀;高于7.2(碱性),则会抑制腐蚀。调整方法:用盐酸(10%)降低pH值,或用氢氧化钠溶液(10%)升高pH值,调整后需用pH计校准(精度±0.1)。

试验温度设定为(35±2)℃,湿度保持在95%以上——这是模拟常温下海洋或工业大气的典型环境,确保盐雾在试样表面形成连续的电解液膜(腐蚀的必要条件)。喷雾量需通过“喷雾量收集装置”校准:用80cm²的漏斗(开口直径约10cm)收集1小时,收集的溶液体积需在1-2mL之间(即1-2mL/(80cm²·h))。

焊接部位的针对性试验操作

试样放置角度需为15-30度(与垂直方向),焊缝朝上或朝向喷雾方向——这样可确保盐雾均匀覆盖焊缝的凹凸表面(如余高、咬边处),避免积液堆积。若试样为管段,需横向放置(管轴线与水平方向平行),防止管内积水影响腐蚀均匀性。

试验周期根据产品使用环境调整:室内给排水管道(轻度腐蚀环境)通常选择24-48小时;户外消防管道(中度腐蚀环境)需延长至72-168小时(一周);海上平台用管道(重度腐蚀环境)可能需要336小时(两周)。试验过程中,每24小时需进行一次“中间检查”:用干燥毛刷轻轻除去试样表面的盐粒(不可用水冲,避免冲掉腐蚀产物),记录是否有变色(如锌层发白、焊缝变黑)或点蚀迹象。

试验结束后,需将试样从试验箱中取出,在室温下自然干燥24小时(或用吹风机冷风吹干)——不可用热风干燥,避免腐蚀产物固化难以清理。

腐蚀产物的清理与微观观察

腐蚀产物(主要是氧化锌、氢氧化锌及铁的氧化物)会覆盖试样表面,影响重量测量及腐蚀形态分析,需彻底清理。常用方法是“化学浸泡法”:将试样浸入10%硝酸溶液(体积分数,温度25℃)中1-2分钟,待腐蚀产物溶解后,立即用清水冲洗3次,再用无水乙醇脱水(去除表面水分),最后在50℃烘箱中干燥1小时。

若腐蚀产物难以去除(如焊缝处的铁氧化物),可辅助超声波清洗:将试样放入无水乙醇中,用50W功率超声5分钟,利用超声振动剥离顽固产物——但需注意,超声时间不可超过10分钟,避免损伤镀锌层或基体。

清理后的试样需再次称重(精确至0.001g),计算重量损失;随后用放大镜(10-20倍)或金相显微镜(50-200倍)观察腐蚀形态:记录腐蚀点的位置(焊缝中心、热影响区或母材)、数量、直径(如φ0.1mm以下为“微小点蚀”,φ0.5mm以上为“宏观点蚀”);用显微镜观察是否有“晶间腐蚀”(沿焊缝晶界扩展的裂纹)或“应力腐蚀裂纹”(因焊接应力导致的裂纹)。

耐腐蚀性能的评价指标与方法

1、腐蚀率计算:腐蚀率(v)是衡量耐腐蚀性能的核心指标,公式为:v = (m₀-m₁) / (A × t),其中m₀为初始重量(g),m₁为试验后重量(g),A为试样表面积(m²),t为试验时间(h)。单位为g/(m²·h)——数值越小,耐腐蚀性能越好。例如:室内管道的腐蚀率需≤0.01g/(m²·h),户外管道需≤0.03g/(m²·h)。

2、腐蚀等级评定:依据GB/T 6461-2002《金属基体上金属和其他无机覆盖层 经腐蚀试验后的试样和试件的评级》,将腐蚀程度分为0-10级。需重点关注焊缝区域的腐蚀等级:若焊缝腐蚀等级高于母材2级以上(如母材为1级,焊缝为3级),说明焊接工艺存在缺陷(如焊后未修复镀锌层、焊缝含碳量过高)。

3、焊缝完整性评价:检查焊缝是否有“裂纹、剥落或穿孔”——若焊缝表面有“剥落”(镀锌层或焊缝金属脱落),会导致基体直接暴露,加速腐蚀;若显微镜下观察到“晶间裂纹”,说明焊接过程中形成了“敏化组织”(如奥氏体不锈钢焊缝的晶间腐蚀),存在结构失效风险。

常见干扰因素及排除方法

1、表面油污:若预处理不彻底,油污会在试样表面形成油膜,阻止盐雾接触,导致腐蚀率偏低(结果偏优)。解决方法:增加丙酮擦拭次数(2-3次),或用100W功率超声清洗10分钟,确保表面无油污残留(可通过“水膜试验”验证:滴一滴水在试样表面,若水膜连续不破裂,说明无油污)。

2、pH值波动:试验过程中,溶液会吸收空气中的CO₂,导致pH值逐渐下降(酸性增强),加速腐蚀。解决方法:每12小时检测一次溶液pH值,及时调整至6.5-7.2之间;若试验周期超过72小时,需更换新的氯化钠溶液(避免溶液老化)。

3、喷雾量不均:喷嘴堵塞(因盐粒结晶)会导致部分试样未覆盖盐雾,影响结果准确性。解决方法:试验前用清水冲洗喷嘴(去除内部盐粒);试验过程中每24小时检查一次喷雾量,若收集量低于1mL/(80cm²·h),需更换喷嘴或清理试验箱内的盐沉积(箱底的盐粒需每周清理一次)。

4、试样积液:若试样放置角度过大(>30度),会导致盐雾在焊缝凹陷处(如咬边、未熔合)积液,加速局部腐蚀(形成“点蚀坑”)。解决方法:调整试样角度至20度左右,或在试样下方放置塑料支架(高度5cm),让积液自然滴落。

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