專利名稱：一種應(yīng)力腐蝕試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)力腐蝕試驗裝置，屬于拉伸應(yīng)力腐蝕裝置的改進技術(shù)。
背景技術(shù)：
在金屬腐蝕試驗中，應(yīng)力腐蝕試驗是一項重要內(nèi)容，應(yīng)力腐蝕試驗方法有多種，在《GB/T 15970. 7-2000金屬和合金腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗》、《GB/T 17898-1999不銹鋼在沸騰氯化鎂溶液中應(yīng)力腐蝕試驗》中說明了應(yīng)力腐蝕試驗方法，其中慢應(yīng)變速率試驗方法具有能夠快速評價應(yīng)力腐蝕破裂敏感性的優(yōu)點，在這兩個國家標準試驗方法中，能夠?qū)Ωg介質(zhì)加熱，但不能外加和檢測電位、電流。目前電化學測試中常用三電極體系，包括工作電極(試樣)、參比電極(實驗室常用甘汞電極、氯化銀電極、硫酸銅電極等)、輔助電極(實驗室常用鉬電極、石墨電極等)，這些參比電極中的介質(zhì)都是水溶液，適用于測試常溫下的電位，而適用于測量高于50°C場合的參比電極種類少，需要定做，價格昂貴，易損壞且使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
由于對材料的性能尤其是金屬材料的耐蝕性能要求越來越高，新研制的金屬材料用以前的試驗方法往往不能較快、較有效地評價出耐蝕性能的優(yōu)劣，從而無法指導研發(fā)和選材，需要使試驗條件苛刻才能得出耐蝕結(jié)果。原來的慢應(yīng)變速率應(yīng)力腐蝕試驗裝置只有拉伸和加熱，而沒有外加電位、電流和控溫裝置，外加電位或電流模擬的是加大處于應(yīng)力腐蝕狀態(tài)的金屬腐蝕速率，或模擬加陰極保護的處于應(yīng)力腐蝕狀態(tài)的金屬，具有實際意義。而且溫度對腐蝕速度影響很大，所以要對介質(zhì)溫度進行控制。本發(fā)明所要解決的是外加和測量電位、電流和控制腐蝕介質(zhì)的溫度。為解決外加和測量試樣電位問題，特別是測量高于50°C介質(zhì)電位的問題，本發(fā)明不直接用常規(guī)參比電極，也不用高溫參比電極，而是采用雙鹽橋裝置。鹽橋I (4)是一個中空的玻璃管，右端制成魯金毛細管，左端向左彎曲90°，中間有三通閥。鹽橋2 (6)是下端有滲濾陶瓷的玻璃管。參比電極(7)插入鹽橋2 (6)中。通過鹽橋I (4)、廣口瓶(5)、鹽橋
2(6 )和參比電極(7 )，由電化學工作站(9 )的RE接口接到參比電極(7 )而將電位加在試樣上或檢測試樣電位。使常規(guī)參比電極(7)不與應(yīng)力腐蝕容器(I)中溫度高的腐蝕介質(zhì)直接接觸，而能正常使用，避免了在應(yīng)力腐蝕容器(I)中插入常規(guī)參比電極或高溫參比電極出現(xiàn)的問題。為解決外加和測量試樣電流的問題，本發(fā)明在應(yīng)力腐蝕容器(I)上開孔并插入鉬電極，接在電化學工作站(9)的C E接口，以控制或檢測電流。為解決對腐蝕介質(zhì)控溫的問題，本發(fā)明在應(yīng)力腐蝕容器(I)上開孔，插入熱電偶溫度計(11)，熱電偶溫度計(11)與溫度控制器(12)相連。用溫度控制器(12)設(shè)定所需試驗溫度以控制Ω形加熱環(huán)中的電爐絲(10)的加熱與否，并用交流變壓器(13)調(diào)節(jié)電爐絲(10)加熱的強度。同時，用球形冷凝器(2)冷凝加熱腐蝕介質(zhì)而產(chǎn)生的蒸汽，避免因加熱而產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)濃縮現(xiàn)象。本發(fā)明的有益效果是能夠用普通常溫參比電極在較高溫度(高于50°C)的腐蝕介質(zhì)中給應(yīng)力腐蝕試樣外加電位和檢測試樣電位,可用鉬電極對應(yīng)力腐蝕試樣外加電流和檢測試樣電流，可以方便地控制腐蝕介質(zhì)的溫度和調(diào)節(jié)加熱的快慢。


下面通過具體實施方式
并結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步的詳細說明
圖I是本發(fā)明的試驗裝置剖面 圖2是本發(fā)明試驗裝置圖中應(yīng)力腐蝕容器(I)的上口布局 圖3是本發(fā)明試驗裝置圖中應(yīng)力腐蝕容器(I)內(nèi)Ω形加熱環(huán)圖(圖I中A-A截面圖)；
圖4是本發(fā)明中電流和電位加載和檢測儀器示意 圖5是本發(fā)明中加熱及溫度控制示意圖。
具體實施例方式如圖I應(yīng)力腐蝕試驗裝置剖面圖所示，該應(yīng)力腐蝕試驗裝置包括應(yīng)力腐蝕容器(I)、球形冷凝器(2)、拉伸試樣(3)、鹽橋I (4)、廣口瓶(5)、鹽橋2 (6)、參比電極(7)、鉬電極、計算機(8)、電化學工作站(9)、電爐絲(10)、熱電偶溫度計(11)、溫度控制器(12)、交流變壓器(13)等。應(yīng)力腐蝕容器(I)用耐熱玻璃制成，有6個孔，孔I和孔2用于穿過試樣，孔3接球形冷凝器(2)，孔4 6接鉬電極、鹽橋I (4)、熱電偶溫度計(11)，孔I 2、孔4 6都用橡膠塞密封，防止蒸氣泄露而改變腐蝕介質(zhì)的濃度，當試樣被拉長時，試樣與孔2的橡膠塞保持相對靜止，試樣在孔I的橡膠塞中滑動。應(yīng)力腐蝕容器(I)內(nèi)有Ω形加熱環(huán)，穿入電爐絲，用于給腐蝕介質(zhì)加熱。球形冷凝器(2)在試驗時通入冷卻水，用于冷卻由于加熱腐蝕介質(zhì)而產(chǎn)生的水蒸氣，使腐蝕介質(zhì)的濃度在試驗過程中不會改變。拉伸試樣(3)為標準拉伸樣條或根據(jù)實際情況確定尺寸，兩端接慢應(yīng)變速率拉伸設(shè)備夾具頭，同時引出導線接電化學工作站(9)。鹽橋I (4)的魯金毛細管插入應(yīng)力腐蝕容器(I)中，尖端指向試樣，距離約2mm，以減少拉伸試樣(3)至魯金毛細管尖端間的溶液電壓降，左端向左彎曲90°使開口與鹽橋2
(6)相對，減少溶液電壓降，提高試驗精度。中間用三通閥，方便將腐蝕介質(zhì)吸入鹽橋I (4)且無氣泡，使鹽橋I (4)中充滿腐蝕介質(zhì),廣口瓶(5)中裝入腐蝕介質(zhì)。鹽橋2 (6)下端有滲濾陶瓷，在鹽橋2 (6)中加入與參比電極內(nèi)相同的溶液，上口插入?yún)⒈入姌O(7)，使參比電極(7)與鹽橋2 (6)中溶液之間無氣泡，鹽橋2 (6)與參比電極(7)之間用密封圈密封，通過負壓使鹽橋2 (6)中溶液不能滲漏到廣口瓶(5)中。將參比電極(7)接電化學工作站
(9)以控制或檢測電位。在應(yīng)力腐蝕容器(I)中插入鉬電極，鉬電極與電化學工作站(9)相連，以控制或檢測電流。在應(yīng)力腐蝕容器(I)中插入熱電偶溫度計(11)，溫度控制器(12)設(shè)定需要的溫度，控制電爐絲(10)加熱的通斷，用交流變壓器(13)控制電爐絲(10)加熱的強度，以達到控溫的目的。進行應(yīng)力腐蝕試驗前，按照圖I所示連接好各部分，將試樣兩端固定在慢應(yīng)變速率拉伸試驗機上，由溫度控制器設(shè)定好需要的試驗溫度，把參比電極、鉬電極、拉伸試樣連接到電化學工作站上,開始加熱，當達到所需試驗溫度時,開始加電位、電流,再進行應(yīng)力腐蝕試驗。如果無需外加和測量電位或電流,可以不加鹽橋、參比電極、鉬電極、廣口瓶,如果無需加熱和控溫，可以不加電爐絲、熱電偶溫度計、溫度控制器、交流變壓器，用橡膠塞將相應(yīng)的孔塞住，方便不同的試驗要求?！?br> 權(quán)利要求
1.一種應(yīng)力腐蝕試驗裝置，包括應(yīng)力腐蝕容器(I)、球形冷凝器(2)、拉伸試樣(3)、鹽橋I (4)、廣口瓶(5)、鹽橋2 (6)、參比電極(7)、鉬電極、計算機(8)、電化學工作站(9)、電爐絲(10)、熱電偶溫度計(11)、溫度控制器(12)、交流變壓器(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于應(yīng)力腐蝕容器(I)用耐熱玻璃制造；應(yīng)力腐蝕容器(I)上有6個孔，孔I和孔2用于穿過拉伸試樣(3)，孔3接球形冷凝器(2)，孔4 6接鉬電極、鹽橋I、熱電偶溫度計，應(yīng)力腐蝕容器(I)內(nèi)有Ω形加熱環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于鹽橋I(4)是中空的，右側(cè)是魯金毛細管，中部有一個三通閥；鹽橋2 (6)是下端有滲濾陶瓷的玻璃管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于參比電極(7)通過鹽橋2(6)、廣口瓶(5)、鹽橋I (4)與拉伸試樣(3)組成電壓回路，以監(jiān)測試樣上產(chǎn)生的腐蝕電位或控制外加在試樣上的極化電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于鉬電極和拉伸試樣(3)組成電流回路，以控制外加在試樣上的電流或監(jiān)測試樣上產(chǎn)生的腐蝕電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于通過參比電極(7)、鹽橋2(6)、廣口瓶(5)、鹽橋I (4)、應(yīng)力腐蝕容器(I)的連接，使施加及控制或監(jiān)測電位值能用常溫參比電極而無需用高溫參比電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于使用電爐絲(10)和交流變壓器(13)來加熱應(yīng)力腐蝕容器(I)內(nèi)的腐蝕介質(zhì),并控制加熱的速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于通過熱電偶溫度計(11)、溫度控制器(12)來控制電爐絲(10)加熱的通斷，從而使腐蝕介質(zhì)的溫度穩(wěn)定在設(shè)定的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述的應(yīng)力腐蝕裝置，其特征在于使用球形冷凝器(2)冷凝由于加熱產(chǎn)生的蒸汽，避免因加熱而產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)濃縮現(xiàn)象。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)力腐蝕試驗裝置。該裝置包括應(yīng)力腐蝕容器(1)、球形冷凝器(2)、拉伸試樣(3)、鹽橋1(4)、廣口瓶(5)、鹽橋2(6)、參比電極(7)、鉑電極、計算機(8)、電化學工作站(9)、電爐絲(10)、熱電偶溫度計(11)、溫度控制器(12)、交流變壓器(13)等組成。該裝置提供了可用于金屬在溫度可控的腐蝕介質(zhì)中、可外加腐蝕電流的拉伸試驗。通過電爐絲及溫度控制系統(tǒng)控制腐蝕介質(zhì)的溫度。參比電極、鉑電極、拉伸試樣分別組成電壓和電流回路，控制外加在試樣上或監(jiān)測試樣上產(chǎn)生的腐蝕電位、電流。通過鹽橋連接參比電極、廣口瓶、應(yīng)力腐蝕容器，使電位的測量可用常溫參比電極而無需用高溫的。
文檔編號G01N17/02GK102937569SQ20111044337
公開日2013年2月20日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者王菊琳, 錢光凝 申請人:北京化工大學