本發明涉及材料腐蝕性能測試領域,具體涉及一種聲發射檢測材料腐蝕性能的夾具及其使用方法。
背景技術:
腐蝕是材料在苛刻服役環境中發生的一種緩慢損傷過程,具有極強的隱蔽性、偶然性、突發性以及嚴重的破壞性等特點。電化學是一種常用的快速評價材料耐腐蝕性能的測試方法,如動電位極化、恒電位極化、循環動電位極化、電化學阻抗測試等。電化學技術主要針對小試樣的破壞性檢測,目的在于對材料耐蝕性的事先預測或事后評估,但無法對在役大型構件腐蝕狀況進行在線檢測。聲發射技術是一種高靈敏度的在線無損檢測技術。與腐蝕相關的鈍化膜開裂、氣泡破裂、應力腐蝕開裂等是典型的聲發射源。目前聲發射技術已成功應用于遠距離輸油管道泄漏檢測、儲罐腐蝕程度在線評估等領域。但腐蝕損傷過程中聲發射機制和聲發射定量評估腐蝕程度的應用研究仍然處于起步階段。現有的同時采用聲發射技術和電化學技術檢測材料腐蝕性能的測試裝置的主要缺點是:(1)傳統的測試裝置要求的被測試樣尺寸太大,無法進行微小試樣的測試。被測試樣與腐蝕介質接觸的同時還要求有足夠的面積與波導桿或直接與聲發射傳感器連接,這就要求被測試樣的尺寸必需設計的足夠大。焊接接頭通常是結構件最為薄弱的環節,如果想要對焊接接頭的不同區域(焊縫根部、蓋面、焊縫中心、高溫和低溫熱影響等)進行聲發射和電化學檢測,基于取樣的限制,現有的測試裝置是無法實現的;(2)為了便于聲發射傳感器的安裝,被測試樣作為工作電極通常需要安裝在電解池的底部,因此現有的測試裝置限制了對腐蝕介質的加熱和保溫;(3)無法模擬多種混合氣體環境下材料腐蝕性能的聲發射檢測和電化學檢測;(4)試樣安裝和拆卸的操作復雜。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種用于電化學腐蝕測試的樣品夾具及其使用方法;
本發明的目的還在于提供一種聲發射檢測材料腐蝕性能的夾具及其使用方法;
本發明的另一個目的還在于提供一種腐蝕電化學測試裝置及其使用方法;
本發明的另一個目的還在于提供一種聲發射檢測材料腐蝕性能的電化學測試裝置及其使用方法。
用于電化學腐蝕測試的樣品夾具,由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒和密封圈組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒和密封圈同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼。
在上述技術方案中,一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在進行使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊;利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號。
聲發射檢測材料腐蝕性能的夾具,由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端,在固定端上設置與其接觸的聲發射傳感器;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿和固定端均為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼。
在上述技術方案中,一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,在固定端和聲發射傳感器之間設置粘合劑層。
在上述技術方案中,利用磁性夾具將聲發射傳感器固定在固定端上。
進行使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊;利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號;試樣在腐蝕過程中發出的聲發射彈性波通過階梯螺紋波導桿傳至聲發射傳感器并將位移信號轉化為電信號,向外傳輸。
一種腐蝕電化學測試裝置,包括電解池、電化學測試裝置、加熱裝置和保溫裝置;
所述電解池包括反應池、反應池蓋、密封墊片、緊固裝置、試樣安裝裝置,所述反應池為圓柱形,反應池上端邊緣設置有法蘭,所述反應池蓋和反應池頂部墊有密封墊片,反應池蓋和反應池通緊固裝置密封;反應池蓋上設置進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔;進氣管螺紋孔與進氣管連接,排氣管螺紋孔與排氣管連接,輔助電極螺紋孔與所述的輔助電極連接,數顯溫度計探頭螺紋孔與數顯溫度計連接;魯金毛細管螺紋孔與魯金毛細管注液口的外螺紋相連,以使魯金毛細管的彎曲部位于反應池中,其開口處正對作為工作電極的試樣,魯金毛細管注液口的內螺紋與參比電極外螺紋相連,以使參比電極中參比液能夠流至針對試樣的開口處;魯金毛細管的開口處、作為工作電極的試樣以及輔助電極位于同一水平面上;所述的試樣安裝裝置由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒和密封圈同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端;第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈;
所述電化學測試裝置包括輔助電極夾頭、參比電極夾頭、工作電極夾頭、電化學數據處理系統;所述輔助電極夾頭、參比電極夾頭和工作電極夾頭分別與電解池上的輔助電極、參比電極以及階梯螺紋波導桿的固定端相連,然后通過信號傳輸線與電化學數據處理系統相連;
所述的加熱裝置設置在反應池的外側,保溫裝置設置在加熱裝置的外側,加熱裝置的內壁設置溫度傳感器,用于檢測反應池中電解液的溫度變化。
在上述技術方案中,所述緊固裝置的數量為6~8組,緊固裝置由“弓”形緊固裝置夾頭、緊固螺釘和緊固墊片組成,緊固裝置夾頭材料為316奧氏體不銹鋼;緊固裝置夾頭包括第一水平段、豎直段和第二水平段,第二水平段上表面設置有厚為2~3mm的緊固墊片,緊固裝置墊片的材料為聚四氟乙烯,以防止緊固力太大導致玻璃池破裂。
在上述技術方案中,所述的反應池蓋上設置有不銹鋼定位環,該不銹鋼定位環上均勻分布有6~8個緊固螺釘定位槽,緊固螺釘定位槽的直徑為4~5mm、深為0.5~0.6mm,緊固螺釘定位槽用于定位所述的緊固螺釘,所述不銹鋼定位環的另一個作用是承受緊固螺釘施加的緊固力,避免所述緊固螺釘將所述反應池蓋損壞。
在上述技術方案中,所述的進氣管螺紋孔數量為3~4個,排氣管螺紋孔數量為1~2個,魯金毛細管螺紋孔數量為1個,輔助電極螺紋孔數量為1個,數顯溫度計探頭螺紋孔數量為1~2個;相應地,進氣管數量為3~4個,排氣管數量為1~2個,魯金毛細管數量為1個,輔助電極數量為1個,數顯溫度計探頭數量為1~2個;進氣管、排氣管、魯金毛細管、輔助電極和數顯溫度計探頭分別于與進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔連接后二者之間設有密封圈。
在上述技術方案中,所述的進氣管和排氣管為具有外螺紋的玻璃管;所述進氣管一端裝有用于氣泡分散的多孔泡沫,目的是分散輸入氣體并加速其在腐蝕介質中的溶解;所述進氣管通入高純氮氣或者二氧化碳或者硫化氫中的一種,高純氮氣對腐蝕介質除氧,二氧化碳、硫化可以模擬實際的腐蝕環境;不使用的進氣管螺紋孔設置密封螺釘進行密封,密封螺釘的材料為聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,所述的輔助電極為鉑網電極;所述的參比電極安裝在魯金毛細管內,所述魯金毛細管的注液口為具有內外雙螺紋的結構,所述魯金毛細管外螺紋與所述玻璃池上的魯金毛細管螺紋孔連接,所述魯金毛線管內螺紋與所述參比電極的外螺紋通過螺紋結構連接,并采用橡膠密封圈密封;所述魯金毛細管尖端的開口處對準試樣測試面口的中心,并與被測試樣保持0.5~1mm的距離。
在上述技術方案中,所述的溫度傳感器數量為1~8個;所述的加熱裝置采用電阻加熱水浴或油浴方式對電解池加熱,溫度傳感器通過閉環方法自動控制加熱速度以及水或油的溫度,將所述反應池放入加熱保溫裝置中的水或油中,加熱裝置中的水位或油位低于階梯螺紋波導桿下端2~5cm;在加熱裝置和保溫裝置中,通過設置加熱目標溫度、加熱速度對所述加熱裝置中的水或油進行加熱,待加熱到目標溫度后,加熱裝置停止加熱,并保證加熱裝置中的水或油始終維持在目標溫度±0.1℃。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼;一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在一種腐蝕電化學測試裝置使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊;利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號;數顯溫度計探頭和溫度傳感器探測電解池內腐蝕介質的真實溫度,待達到測試要求溫度并保持穩定后即可開始測試。
一種聲發射檢測材料腐蝕性能的電化學測試裝置,包括電解池、電化學測試裝置、加熱裝置和保溫裝置;
所述電解池包括反應池、反應池蓋、密封墊片、緊固裝置、試樣安裝裝置,所述反應池為圓柱形,反應池上端邊緣設置有法蘭,所述反應池蓋和反應池頂部墊有密封墊片,反應池蓋和反應池通緊固裝置密封;反應池蓋上設置進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔;進氣管螺紋孔與進氣管連接,排氣管螺紋孔與排氣管連接,輔助電極螺紋孔與所述的輔助電極連接,數顯溫度計探頭螺紋孔與數顯溫度計連接;魯金毛細管螺紋孔與魯金毛細管注液口的外螺紋相連,以使魯金毛細管的彎曲部位于反應池中,其開口處正對作為工作電極的試樣,魯金毛細管注液口的內螺紋與參比電極外螺紋相連,以使參比電極中參比液能夠流至針對試樣的開口處;魯金毛細管的開口處、作為工作電極的試樣以及輔助電極位于同一水平面上;所述的試樣安裝裝置由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端,在固定端上設置與其接觸的聲發射傳感器;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈;
所述電化學測試裝置包括輔助電極夾頭、參比電極夾頭、工作電極夾頭、電化學數據處理系統;所述輔助電極夾頭、參比電極夾頭和工作電極夾頭分別與電解池上的輔助電極、參比電極以及階梯螺紋波導桿相連,然后通過信號傳輸線與電化學數據處理系統相連;
所述的加熱裝置設置在反應池的外側,保溫裝置設置在加熱裝置的外側,加熱裝置的內壁設置溫度傳感器,用于檢測反應池中電解液的溫度變化。
在上述技術方案中,所述緊固裝置的數量為6~8組,緊固裝置由“弓”形緊固裝置夾頭、緊固螺釘和緊固墊片組成,緊固裝置夾頭材料為316奧氏體不銹鋼;緊固裝置夾頭包括第一水平段、豎直段和第二水平段,第二水平段上表面設置有厚為2~3mm的緊固墊片,緊固裝置墊片的材料為聚四氟乙烯,以防止緊固力太大導致玻璃池破裂。
在上述技術方案中,所述的反應池蓋上設置有不銹鋼定位環,該不銹鋼定位環上均勻分布有6~8個緊固螺釘定位槽,緊固螺釘定位槽的直徑為4~5mm、深為0.5~0.6mm,緊固螺釘定位槽用于定位所述的緊固螺釘,所述不銹鋼定位環的另一個作用是承受緊固螺釘施加的緊固力,避免所述緊固螺釘將所述反應池蓋損壞。
在上述技術方案中,所述的進氣管螺紋孔數量為3~4個,排氣管螺紋孔數量為1~2個,魯金毛細管螺紋孔數量為1個,輔助電極螺紋孔數量為1個,數顯溫度計探頭螺紋孔數量為1~2個;相應地,進氣管數量為3~4個,排氣管數量為1~2個,魯金毛細管數量為1個,輔助電極數量為1個,數顯溫度計探頭數量為1~2個;進氣管、排氣管、魯金毛細管、輔助電極和數顯溫度計探頭分別于與進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔連接后二者之間設有密封圈。
在上述技術方案中,所述的進氣管和排氣管為具有外螺紋的玻璃管;所述進氣管一端裝有用于氣泡分散的多孔泡沫,目的是分散輸入氣體并加速其在腐蝕介質中的溶解;所述進氣管通入高純氮氣或者二氧化碳或者硫化氫中的一種,高純氮氣對腐蝕介質除氧,二氧化碳、硫化可以模擬實際的腐蝕環境;不使用的進氣管螺紋孔設置密封螺釘進行密封,密封螺釘的材料為聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,所述的輔助電極為鉑網電極;所述的參比電極安裝在魯金毛細管內,所述魯金毛細管的注液口為具有內外雙螺紋的結構,所述魯金毛細管外螺紋與所述玻璃池上的魯金毛細管螺紋孔連接,所述魯金毛線管內螺紋與所述參比電極的外螺紋通過螺紋結構連接,并采用橡膠密封圈密封;所述魯金毛細管尖端的開口處對準試樣測試面口的中心,并與被測試樣保持0.5~1mm的距離。
在上述技術方案中,所述的溫度傳感器數量為1~8個;所述的加熱裝置采用電阻加熱水浴或油浴方式對電解池加熱,溫度傳感器通過閉環方法自動控制加熱速度以及水或油的溫度,將所述反應池放入加熱保溫裝置中的水或油中,加熱裝置中的水位或油位低于階梯螺紋波導桿下端2~5cm;在加熱裝置和保溫裝置中,通過設置加熱目標溫度、加熱速度對所述加熱裝置中的水或油進行加熱,待加熱到目標溫度后,加熱裝置停止加熱,并保證加熱裝置中的水或油始終維持在目標溫度±0.1℃。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼;一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在上述技術方案中,在固定端和聲發射傳感器之間設置粘合劑層。
在上述技術方案中,利用磁性夾具將聲發射傳感器固定在固定端上。
一種聲發射檢測材料腐蝕性能的電化學測試裝置使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊;利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號;試樣在腐蝕過程中發出的聲發射彈性波通過階梯螺紋波導桿傳至聲發射傳感器并將位移信號轉化為電信號,向外傳輸;數顯溫度計探頭和溫度傳感器配合探測電解池內腐蝕介質的真實溫度,待達到測試要求溫度并保持穩定后即可開始測試。
本發明具有以下有益效果:
1.本發明將聲發射動態無損檢測技術與電化學測試技術集成起來,實現了在線、動態、實時檢測材料電化學腐蝕過程;本發明的試樣安裝裝置布置于玻璃池的側面,加熱與保溫裝置可以通過水浴或油浴方式對腐蝕介質加熱或保溫。
2.本發明的被測試樣為圓柱形微小試樣,測試面的面積19~20mm2,長度為僅為7mm,可以近可能的減小取樣過程對實際構件的損傷。另外,本發明可以實現對實際構件微小部位的取樣,比如焊接接頭不同區域(焊縫根部、蓋面、焊縫中心、高溫和低溫熱影響等)。
3.本發明的試樣安裝采用螺紋連接的方式,并通過階梯螺紋波導桿傳輸腐蝕聲發射信號和電化學信號,與傳統的環氧樹脂密封和導線傳導的方式相比,本發明的被測試樣的安裝、拆卸、清洗都更加便攜和高效。
4.不受被檢對象材料的限制,只要導電即可。
5.可以在惡劣復雜的工況條件使用,操作人只要在安全、適宜的環境下遠程操控即可,并且檢測自動程度高,操作簡單,測試效率較高,可大幅降低勞動強度,檢測設備耗能低,攜帶方便,便于作業現場的檢測。
附圖說明
圖1是本發明的聲發射檢測材料腐蝕性能的電化學測試裝置工作流程圖;
圖2是本發明的電解池正視圖;
圖3是本發明的電解池側視圖;
圖4是本發明的電解池俯視圖;
圖5是本發明的反應池示意圖;
圖6是本發明的緊固裝置示意圖;
圖7是本發明的反應池蓋示意圖;
圖8是本發明的試樣安裝裝置示意圖a;
圖9是圖8的剖面圖;
圖10是本發明的階梯螺紋波導桿示意圖;
圖11是本發明的一級套筒示意圖;
圖12是本發明的二級套筒示意圖;
圖13是本發明的三級套筒示意圖;
圖14是本發明的試樣示意圖和剖面圖;
圖15是本發明魯金毛細管安裝示意圖;
圖16是本發明的試樣安裝裝置示意圖b;
其中:1緊固裝置;2反應池密封墊片;3溫度傳感器;4加熱裝置;5保溫裝置;6反應池蓋;7反應池;8試樣安裝裝置;9法蘭;10側向外螺紋接口;
1-1緊固螺釘,1-2第一水平段,1-3豎直段,1-4緊固墊片,1-5第二水平段;6-1緊固螺釘定位槽,6-2不銹鋼定位環,6-3進氣管螺紋孔,6-4數顯溫度計探頭螺紋孔,6-5輔助電極螺紋孔,6-6魯金毛細管螺紋孔,6-7排氣管螺紋孔;6-6-1參比電極,6-6-2魯金毛細管,6-6-3彎曲部,6-6-4開口處;8-1階梯螺紋波導桿,8-2固定端,8-3一級套筒,8-4二級套筒,8-5三級套筒,8-6密封圈,8-7試樣,8-8聲發射傳感器;8-1-1第一外螺紋,8-1-2第二外螺紋;8-3-1第一對齊面,8-3-2第一空腔,8-3-3第二空腔,8-3-4密封面,8-3-5一級套筒外螺紋,8-3-6一級套筒內螺紋;8-4-1二級套筒內螺紋;8-5-1第二對齊面,8-5-2第三空腔,8-5-3第四空腔,8-5-4三級套筒內螺紋;8-7-1測試面,8-7-2試樣圓周面,8-7-3試樣內螺紋。
圖17是雙相不銹鋼在1mol/L NaCl水溶液中的電化學腐蝕極化曲線;
圖18是雙相不銹鋼在1mol/L NaCl水溶液中的電化學電位、電流密度與測試時間的關系曲線;
圖19是雙相不銹鋼在電化學腐蝕過程中的聲發射幅值;
圖20是雙相不銹鋼在電化學腐蝕過程中的聲發射計數;
圖21是雙相不銹鋼在電化學腐蝕過程中的聲發射能量;
圖22是雙相不銹鋼在陰極極化過程中的聲發射波形(圖18中1點);
圖23是雙相不銹鋼在陽極極化過程中的聲發射波形(圖18中2點);
圖24是雙相不銹鋼在陽極極化過程中的聲發射波形(圖18中3點);
圖25是雙相不銹鋼在陽極極化過程中的聲發射波形(圖18中4點);
圖26是雙相不銹鋼在陽極極化過程中的聲發射波形(圖18中5點);
圖27是雙相不銹鋼在陽極極化過程中的聲發射波形(圖18中6點)。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明,但不應理解為對本發明的限制。
用于電化學腐蝕測試的樣品夾具,即上述附圖8中的試樣安裝裝置,由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒和密封圈組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒和密封圈同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼。
在上述技術方案中,一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在進行使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊。利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號。
聲發射檢測材料腐蝕性能的夾具,即上述附圖16中的試樣安裝裝置,由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端,在固定端上設置與其接觸的聲發射傳感器;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿和固定端均為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼。
在上述技術方案中,一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,在固定端和聲發射傳感器之間設置粘合劑層。
在上述技術方案中,利用磁性夾具將聲發射傳感器固定在固定端上。
進行使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊。利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號;試樣在腐蝕過程中發出的聲發射彈性波通過階梯螺紋波導桿傳至聲發射傳感器并將位移信號轉化為電信號,向外傳輸。
一種腐蝕電化學測試裝置,包括電解池、電化學測試裝置、加熱裝置和保溫裝置;所述電解池包括反應池、反應池蓋、密封墊片、緊固裝置、試樣安裝裝置,所述反應池為圓柱形,反應池上端邊緣設置有法蘭,所述反應池蓋和反應池頂部墊有密封墊片,反應池蓋和反應池通緊固裝置密封;反應池蓋上設置進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔;進氣管螺紋孔與進氣管連接,排氣管螺紋孔與排氣管連接,輔助電極螺紋孔與所述的輔助電極連接,數顯溫度計探頭螺紋孔與數顯溫度計連接;魯金毛細管螺紋孔與魯金毛細管注液口的外螺紋相連,以使魯金毛細管的彎曲部位于反應池中,其開口處正對作為工作電極的試樣,魯金毛細管注液口的內螺紋與參比電極外螺紋相連,以使參比電極中參比液能夠流至針對試樣的開口處;魯金毛細管的開口處、作為工作電極的試樣以及輔助電極位于同一水平面上;所述的試樣安裝裝置由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒和密封圈同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端;第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈;所述電化學測試裝置包括輔助電極夾頭、參比電極夾頭、工作電極夾頭、電化學數據處理系統;所述輔助電極夾頭、參比電極夾頭和工作電極夾頭分別與電解池上的輔助電極、參比電極以及階梯螺紋波導桿的固定端相連,然后通過信號傳輸線與電化學數據處理系統相連;所述的加熱裝置設置在反應池的外側,保溫裝置設置在加熱裝置的外側,加熱裝置的內壁設置溫度傳感器,用于檢測反應池中電解液的溫度變化。
在上述技術方案中,所述緊固裝置的數量為6~8組,緊固裝置由“弓”形緊固裝置夾頭、緊固螺釘和緊固墊片組成,緊固裝置夾頭材料為316奧氏體不銹鋼;緊固裝置夾頭包括第一水平段、豎直段和第二水平段,第二水平段上表面設置有厚為2~3mm的緊固墊片,緊固裝置墊片的材料為聚四氟乙烯,以防止緊固力太大導致玻璃池破裂。
在上述技術方案中,所述的反應池蓋上設置有不銹鋼定位環,該不銹鋼定位環上均勻分布有6~8個緊固螺釘定位槽,緊固螺釘定位槽的直徑為4~5mm、深為0.5~0.6mm,緊固螺釘定位槽用于定位所述的緊固螺釘,所述不銹鋼定位環的另一個作用是承受緊固螺釘施加的緊固力,避免所述緊固螺釘將所述反應池蓋損壞。
在上述技術方案中,所述的進氣管螺紋孔數量為3~4個,排氣管螺紋孔數量為1~2個,魯金毛細管螺紋孔數量為1個,輔助電極螺紋孔數量為1個,數顯溫度計探頭螺紋孔數量為1~2個;相應地,進氣管數量為3~4個,排氣管數量為1~2個,魯金毛細管數量為1個,輔助電極數量為1個,數顯溫度計探頭數量為1~2個;進氣管、排氣管、魯金毛細管、輔助電極和數顯溫度計探頭分別于與進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔連接后二者之間設有密封圈。
在上述技術方案中,所述的進氣管和排氣管為具有外螺紋的玻璃管;所述進氣管一端裝有用于氣泡分散的多孔泡沫,目的是分散輸入氣體并加速其在腐蝕介質中的溶解;所述進氣管通入高純氮氣或者二氧化碳或者硫化氫中的一種,高純氮氣對腐蝕介質除氧,二氧化碳、硫化可以模擬實際的腐蝕環境;不使用的進氣管螺紋孔設置密封螺釘進行密封,密封螺釘的材料為聚四氟乙烯;
在上述技術方案中,所述的輔助電極為鉑網電極;所述的參比電極安裝在魯金毛細管內,所述魯金毛細管的注液口為具有內外雙螺紋的結構,所述魯金毛細管外螺紋與所述玻璃池上的魯金毛細管螺紋孔連接,所述魯金毛線管內螺紋與所述參比電極的外螺紋通過螺紋結構連接,并采用橡膠密封圈密封;所述魯金毛細管尖端的開口處對準試樣測試面口的中心,并與被測試樣保持0.5~1mm的距離。
在上述技術方案中,所述的溫度傳感器數量為1~8個;所述的加熱裝置采用電阻加熱水浴或油浴方式對電解池加熱,溫度傳感器通過閉環方法自動控制加熱速度以及水或油的溫度,將所述反應池放入加熱保溫裝置中的水或油中,加熱裝置中的水位或油位低于階梯螺紋波導桿下端2~5cm;在加熱裝置和保溫裝置中,通過設置加熱目標溫度、加熱速度對所述加熱裝置中的水或油進行加熱,待加熱到目標溫度后,加熱裝置停止加熱,并保證加熱裝置中的水或油始終維持在目標溫度±0.1℃。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼;一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在一種腐蝕電化學測試裝置使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊;利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號;數顯溫度計探頭和溫度傳感器探測電解池內腐蝕介質的真實溫度,待達到測試要求溫度并保持穩定后即可開始測試。
一種聲發射檢測材料腐蝕性能的電化學測試裝置,包括電解池、電化學測試裝置、加熱裝置和保溫裝置;所述電解池包括反應池、反應池蓋、密封墊片、緊固裝置、試樣安裝裝置,所述反應池為圓柱形,反應池上端邊緣設置有法蘭,所述反應池蓋和反應池頂部墊有密封墊片,反應池蓋和反應池通緊固裝置密封;反應池蓋上設置進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔;進氣管螺紋孔與進氣管連接,排氣管螺紋孔與排氣管連接,輔助電極螺紋孔與所述的輔助電極連接,數顯溫度計探頭螺紋孔與數顯溫度計連接;魯金毛細管螺紋孔與魯金毛細管注液口的外螺紋相連,以使魯金毛細管的彎曲部位于反應池中,其開口處正對作為工作電極的試樣,魯金毛細管注液口的內螺紋與參比電極外螺紋相連,以使參比電極中參比液能夠流至針對試樣的開口處;魯金毛細管的開口處、作為工作電極的試樣以及輔助電極位于同一水平面上;所述的試樣安裝裝置由階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器組成,階梯螺紋波導桿、一級套筒、二級套筒、三級套筒、密封圈和聲發射傳感器同軸設置,其中:階梯螺紋波導桿設有第一外螺紋、第二外螺紋,第一外螺紋與一級套筒的內螺紋連接,以使階梯螺紋波導桿的前端置于一級套筒的第一空腔和第二空腔內,第二外螺紋置于一級套筒的第二空腔外側;在階梯螺紋波導桿的后端設置固定端,在固定端上設置與其接觸的聲發射傳感器;一級套筒外螺紋與三級套筒內螺紋相連,以使一級套筒置于三級套筒的第三空腔和第四空腔內;二級套筒套裝在三級套筒外側,在二級套筒和三級套筒之間設置密封圈;所述電化學測試裝置包括輔助電極夾頭、參比電極夾頭、工作電極夾頭、電化學數據處理系統;所述輔助電極夾頭、參比電極夾頭和工作電極夾頭分別與電解池上的輔助電極、參比電極以及階梯螺紋波導桿相連,然后通過信號傳輸線與電化學數據處理系統相連;所述的加熱裝置設置在反應池的外側,保溫裝置設置在加熱裝置的外側,加熱裝置的內壁設置溫度傳感器,用于檢測反應池中電解液的溫度變化。
在上述技術方案中,所述緊固裝置的數量為6~8組,緊固裝置由“弓”形緊固裝置夾頭、緊固螺釘和緊固墊片組成,緊固裝置夾頭材料為316奧氏體不銹鋼;緊固裝置夾頭包括第一水平段、豎直段和第二水平段,第二水平段上表面設置有厚為2~3mm的緊固墊片,緊固裝置墊片的材料為聚四氟乙烯,以防止緊固力太大導致玻璃池破裂。
在上述技術方案中,所述的反應池蓋上設置有不銹鋼定位環,該不銹鋼定位環上均勻分布有6~8個緊固螺釘定位槽,緊固螺釘定位槽的直徑為4~5mm、深為0.5~0.6mm,緊固螺釘定位槽用于定位所述的緊固螺釘,所述不銹鋼定位環的另一個作用是承受緊固螺釘施加的緊固力,避免所述緊固螺釘將所述反應池蓋損壞。
在上述技術方案中,所述的進氣管螺紋孔數量為3~4個,排氣管螺紋孔數量為1~2個,魯金毛細管螺紋孔數量為1個,輔助電極螺紋孔數量為1個,數顯溫度計探頭螺紋孔數量為1~2個;相應地,進氣管數量為3~4個,排氣管數量為1~2個,魯金毛細管數量為1個,輔助電極數量為1個,數顯溫度計探頭數量為1~2個;進氣管、排氣管、魯金毛細管、輔助電極和數顯溫度計探頭分別于與進氣管螺紋孔、排氣管螺紋孔、魯金毛細管螺紋孔、輔助電極螺紋孔、數顯溫度計探頭螺紋孔連接后二者之間設有密封圈。
在上述技術方案中,所述的進氣管和排氣管為具有外螺紋的玻璃管;所述進氣管一端裝有用于氣泡分散的多孔泡沫,目的是分散輸入氣體并加速其在腐蝕介質中的溶解;所述進氣管通入高純氮氣或者二氧化碳或者硫化氫中的一種,高純氮氣對腐蝕介質除氧,二氧化碳、硫化可以模擬實際的腐蝕環境;不使用的進氣管螺紋孔設置密封螺釘進行密封,密封螺釘的材料為聚四氟乙烯;
在上述技術方案中,所述的輔助電極為鉑網電極;所述的參比電極安裝在魯金毛細管內,所述魯金毛細管的注液口為具有內外雙螺紋的結構,所述魯金毛細管外螺紋與所述玻璃池上的魯金毛細管螺紋孔連接,所述魯金毛線管內螺紋與所述參比電極的外螺紋通過螺紋結構連接,并采用橡膠密封圈密封;所述魯金毛細管尖端的開口處對準試樣測試面口的中心,并與被測試樣保持0.5~1mm的距離。
在上述技術方案中,所述的溫度傳感器數量為1~8個;所述的加熱裝置采用電阻加熱水浴或油浴方式對電解池加熱,溫度傳感器通過閉環方法自動控制加熱速度以及水或油的溫度,將所述反應池放入加熱保溫裝置中的水或油中,加熱裝置中的水位或油位低于階梯螺紋波導桿下端2~5cm;在加熱裝置和保溫裝置中,通過設置加熱目標溫度、加熱速度對所述加熱裝置中的水或油進行加熱,待加熱到目標溫度后,加熱裝置停止加熱,并保證加熱裝置中的水或油始終維持在目標溫度±0.1℃。
在上述技術方案中,試樣的測試面的直徑為5±0.01mm,長度為7~8mm。
在上述技術方案中,階梯螺紋波導桿為金屬材料,例如鐵素體不銹鋼;一級套筒、二級套筒、三級套筒均為絕緣材料,例如聚四氟乙烯。
在上述技術方案中,所述密封圈為橡膠密封圈。
在上述技術方案中,在固定端和聲發射傳感器之間設置粘合劑層。
在上述技術方案中,利用磁性夾具將聲發射傳感器固定在固定端上。
一種聲發射檢測材料腐蝕性能的電化學測試裝置使用時,階梯螺紋波導桿第二外螺紋與試樣的內螺紋連接,在試樣的圓周面設置耦合劑層,旋轉階梯螺紋波導桿的固定端,以使與階梯螺紋波導桿第二外螺紋相連的試樣的測試面,與一級套筒的第一對齊面、三級套筒的第二對齊面平齊;利用第二套筒的內螺紋與測試裝置固定相連,并對試樣進行電化學腐蝕測試,以試樣為工作電極,利用導線與位于測試裝置外側的階梯螺紋波導桿相連,以采集試樣上的電化學腐蝕信號;試樣在腐蝕過程中發出的聲發射彈性波通過階梯螺紋波導桿傳至聲發射傳感器并將位移信號轉化為電信號,向外傳輸;數顯溫度計探頭和溫度傳感器配合探測電解池內腐蝕介質的真實溫度,待達到測試要求溫度并保持穩定后即可開始測試。
利用上述四個技術方案組成測試裝置進行電化學和聲發射檢測,具體如下:
所述反應池蓋的具體結構請參見圖7,所述3個進氣管與1個排氣管(在圖中均未畫出)分別與所述反應池蓋上對應的進氣管螺紋孔和排氣管螺紋孔連接,并采用橡膠密封圈密封,進氣管一端封裝有用于氣泡分散的多孔泡沫并插入到反應池底部,另一端通過橡膠管與對應的輸入氣體的氣瓶相連,氣體流量通過流量計來控制;所述排氣管一端稍微插入反應池內即可,確保位于腐蝕介質液面以上,所述排氣管的另一端通過橡膠管與裝有堿液的5L密封容量瓶相連,容量瓶中的裝有足量的氫氧化鈉堿液(3L)用于吸收排出的酸性氣體。所有玻璃管與橡膠管的接口處均采用硅膠密封。采用注射器將飽和氯化鉀水溶液注滿所述魯金毛細管,確保所述魯金毛細管內沒有氣泡,然后將所述參比電極通過外螺紋與所述魯金毛細管內螺紋通過螺紋結構進行連接,所述參比電極為甘汞電極,參比液為飽和氯化鉀水溶液。所述試樣安裝裝置的具體結構請參見圖8和圖9,在階梯螺紋波導桿的第二外螺紋上涂抹適量的真空脂,以減少腐蝕聲發射信號衰減,并將橡膠密封圈套在階梯螺紋波導桿的第二外螺紋上,然后在機械拋光后的試樣圓周面上均勻涂抹少量的硅膠,之后反旋試樣階梯螺紋波導桿的第二外螺紋螺紋連接,試樣旋得足夠緊以后,開始往后旋轉階梯螺紋波導桿,將所述試樣緩慢拉進所述一級套筒,直到試樣測試面與第一對齊面、第二對齊面均完全平行,然后采用無塵紙擦掉被擠出的多余硅膠,并用酒精多次擦洗試樣測試面,然后將試樣安裝裝置放入干燥箱中24h,待硅膠完全固化后,將所述橡膠密封圈套在所述二級套筒上,然后將整個試樣安裝裝置通過所述二級套筒內螺紋與反應池的側向外螺紋接口連接。
將配置好的腐蝕溶液緩慢導入所述反應池中,為保證所述試樣測試面完全浸入腐蝕溶液中且不溢出,要求注入反應池的腐蝕溶液體積為1~1.4L。
將所述反應池的密封墊片套在所述反應池蓋上,然后輕放到所述反應池上,調整所述反應池蓋的方向使所述魯金毛細管尖端正對所述試樣測試面的中心。
安裝所述的6個緊固裝置,首先將所述緊固墊片緊貼反應池的法蘭的下邊緣,同時將緊固螺釘對準所述不銹鋼定位環上的緊固螺釘定位槽,然后采用對角的順序依次旋緊所述的6個緊固裝置。
打開數據采集與分析軟件,設置電化學測試參數和聲發射采集參數。所述電化學測試參數的設置包括電化學測試方法以及對應的測試參數,比如動電位極化需設置開路電位穩定時間、掃描電位范圍、電位掃描速度等。所述聲發射采集參數設置包括所述信號放大器放大倍數、門檻值、采樣頻率、濾波范圍、實時顯示參數等。需要說明的是,電化學測試參數和聲發射采集參數需要根據具體的試樣材料、腐蝕環境、電化學測試方法而調整;然后進行標準斷鉛實驗評估所述聲發射傳感器與所述階梯螺紋波導桿的偶合情況。在所述階梯螺紋波導桿上的聲發射傳感器安裝端上靠近所述聲發射傳感器附近進行斷鉛實驗,當采集到的斷鉛聲發射信號幅值高于90dB時認為所述聲發射傳感器與所述階梯螺紋波導桿偶合良好;然后,打開輸入氣體的氣瓶閥門,通過流量計控制輸入氣體量。
最后,正式開始實驗。實驗過程中要盡可能保證安靜的環境且避免觸碰電解池及相關的連接線路。當測試完成后,實驗將自動停止。
用本裝置測試UNS S31803雙相不銹鋼動電位極化過程中的極化曲線和聲發射信號(電化學測試裝置:Gamry,Interface 1000,聲發射測試裝置:PAC,PCI-2;聲發射傳感器型號:R15A;信號放大器型號:2/4/6-AST),測試溶液為1mol/L的NaCl水溶液。將本裝置按照上述的步驟安裝完畢后,打開所述的數據采集與分析軟件進行實驗參數的設置。加熱目標溫度設置為60℃。電化學測試參數設置:電化學測試方法為動電位極化,電位掃描范圍為-0.75VSCE-0.6VSCE,掃描速度為0.5mVSCE/s,開路電位溫度時間為30min,設定電流密度連續超過100μA/cm2時,測試自動停止。聲發射采集參數設置:信號放大器放大倍數為40dB,門檻值為30dB,采樣頻率為2MSPS,濾波范圍為20kHz-1MHz,實時采集參數為幅值、能量、計數和波形。
測試前打開高純氮氣瓶的閥門,通過流量計控制高純氮氣以0.1mL/min的流速對測試溶液進行除氧,除氧時間為1h。同時,點擊開始加熱,直至電解池內溶液溫度穩定在60±0.1℃。之后,點擊開始測試按鈕,測試正式開始。測試結果如圖17-27所示。
圖17為雙相不銹鋼在1mol/L NaCl水溶液(60℃)中的電化學腐蝕極化曲線。圖17極化曲線分為兩個分支:陰極極化(如1所示)和陽極極化(2,3,4,5,6所示)。陰極極化過程中主要發生析氫反應,在試樣表面有氫氣泡產生。陽極極化過程主要發生金屬的溶解、鈍化膜形成、鈍化膜溶解等。從腐蝕電位開始,隨著電位的升高,金屬表面逐漸形成鈍化膜,在局部區域鈍化膜會發生溶解產生亞點蝕坑,形成的亞點蝕坑也可能由于再次鈍化而修復,如圖17中2,3,4,5所示。當電位超過點蝕電位時,由于穩定的點蝕坑的形成,電流密度會急劇增加,如圖17中6所示。
圖18為雙相不銹鋼在1mol/L NaCl水溶液(60℃)中的電化學電位、電流密度與測試時間的關系曲線。
圖19是雙相不銹鋼在電化學腐蝕過程中的聲發射幅值。圖19中1,2,3,4,5,6聲發射幅值分別與圖16中1,2,3,4,5,6極化電位和電流密度相對應。
圖20和圖21分別為雙相不銹鋼在電化學腐蝕過程中的聲發射計數和能量。氫氣泡破裂產生的聲發射信號幅值、計數和能量與鈍化膜破裂形成亞穩定點蝕坑產生的聲發射信號幅值、計數和能量無顯著差異。與亞穩定點蝕坑產生的聲發射信號相比,穩定點蝕坑產生幅值和能量較高聲發射信號,但計數值沒有顯著的增加。
圖22-27分布為雙相不銹鋼在動電位極化過程中的聲發射波形,分別對應圖17或圖19中的1,2,3,4,5,6。氫氣泡破裂產生典型的突發性聲發射信號,而局部鈍化膜破裂和形成穩定點蝕坑產生混合型聲發射信號。本裝置完全可以實現同時采用聲發射技術和電化學技術測試材料腐蝕性能的目的。