基于微差壓原理的搪瓷用鋼抗鱗爆性檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種搪瓷用鋼抗鱗爆性能的檢測裝置及方法，尤其是一種采用微差壓原理的檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]搪瓷制品在生產(chǎn)制作中，來自鋼板、瓷釉、搪燒工藝等中的氫以原子的形式溶解到鋼板中并在鋼板中擴(kuò)散，只有一小部分的氫被鋼鐵中的空穴、間隙、位錯、偏析、夾雜物等缺陷捕集，大部分原子氫擴(kuò)散至瓷層與金屬界面中，并以氫分子的形式聚集，當(dāng)大量的氫氣聚集所形成的界面壓力達(dá)到破壞瓷層臨界值時(shí)，就會使搪瓷表面發(fā)生形狀如月牙、魚鱗狀的鱗爆現(xiàn)象。鱗爆產(chǎn)生毫無預(yù)兆，會涂搪后立即出現(xiàn)，也可能在24小時(shí)后出現(xiàn)，甚至1個(gè)月以后出現(xiàn)，由此給搪瓷制品帶來嚴(yán)重的危害。因此正確預(yù)測和評價(jià)搪瓷用鋼的抗鱗爆，成為搪瓷用鋼生產(chǎn)企業(yè)和搪瓷制品的制造企業(yè)的首要關(guān)鍵。
[0003]目前，國內(nèi)外企業(yè)和研究院所評價(jià)搪瓷用鋼的抗鱗爆性的方法主要是電化學(xué)方法，如Devanathan和Stachurki設(shè)計(jì)的電化學(xué)方法，通過檢測氫穿透鋼板時(shí)的電流密度來評價(jià)搪瓷用鋼的鱗爆敏感性。Devanthan發(fā)明使用的電化學(xué)雙電解池法，試樣檢測時(shí)需要鍍鈀或鎳，當(dāng)鍍鈀層不均勻，會影響測試氫擴(kuò)散電流的測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。此外，這種方法用于測試尺寸較厚的鋼板所需時(shí)間長，操作過程較繁瑣，電壓噪聲等對電化學(xué)儀器測試精度有影響。基于電化學(xué)雙電解池法原理，目前已有IS017081:2008標(biāo)準(zhǔn)和GB/T29515:2013標(biāo)準(zhǔn)。美國、日本和韓國則基于IS017081:2008標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)搪瓷用鋼板抗鱗爆性能。GB/T29515:2013標(biāo)準(zhǔn)則是中國制定的評價(jià)搪瓷用鋼板抗鱗爆性能的標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]除電流密度測試方法外，采用電解析氫的方法，通過收集穿透鋼板的氫氣體積轉(zhuǎn)換的液位高度來衡量氫滲透時(shí)間。如歐洲國家廣泛采用EN10209: 2013標(biāo)準(zhǔn)。該方法采用光柵傳感器檢測毛細(xì)管中有色液體液位的光電信號，并通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)液位高度與時(shí)間的關(guān)系。但這種方法的問題是液位檢測裝置造價(jià)昂貴，另外毛細(xì)管中有色液體顏色的深淺與光照強(qiáng)度都會影響光柵傳感器捕捉液位準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是要提供一種基于微差壓原理的搪瓷用鋼抗鱗爆性檢測裝置及方法，基于電解析氫的方法，采用微差壓傳感器取代光柵傳感器，用微差壓傳感器測出鋼中的析氫氣體壓力差，并轉(zhuǎn)換成電信號，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，轉(zhuǎn)換成液位高度，來替代光柵傳感器測量毛細(xì)管中有色液體液位的判斷;該方法操作更加簡便、穩(wěn)定性好、檢測準(zhǔn)確性高。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于微差壓原理的搪瓷用鋼抗鱗爆性檢測裝置，包括控制柜、計(jì)算機(jī)、微差壓傳感器、數(shù)顯觸摸屏、直流恒電流恒電壓儀、硅膠管、鉑電極、溫度計(jì)、橡膠塞、析氫槽、環(huán)氧樹脂板固定夾、擴(kuò)氫槽、橡膠塞、氫擴(kuò)散液體注入管、氫擴(kuò)散液體導(dǎo)出管，所述析氫槽和擴(kuò)氫槽分別設(shè)置在待測鋼鐵試樣上、下兩側(cè);所述擴(kuò)氫槽孔壁設(shè)有氫擴(kuò)散液體注入管和氫擴(kuò)散液體導(dǎo)出管；溫度計(jì)通過橡膠塞放置在析氫槽中；鉑電極穿過橡膠塞置于析氫槽中，鉑電極通過導(dǎo)線與直流恒電流恒電壓儀的正極相連；待測鋼鐵試樣通過導(dǎo)線與直流恒電流恒電壓儀的負(fù)極相連;所述氫擴(kuò)散液體導(dǎo)出管通過硅膠管連接微差壓傳感器;微差壓傳感器與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)連接數(shù)顯觸摸屏。
[0007]所述微差壓傳感器和計(jì)算機(jī)置于控制柜1內(nèi)；數(shù)顯觸摸屏位于控制柜的上表層。
[0008]所述氫擴(kuò)散液體注入管外圓直徑為5mm，內(nèi)圓直徑為1mm;氫擴(kuò)散液體導(dǎo)出管外圓直徑為5_，內(nèi)圓直徑為0.5_。
[0009]所述擴(kuò)氫槽的孔壁與氫擴(kuò)散液體注入管之間通過橡膠塞密封連接。
[0010]所述待測鋼鐵試樣與析氫槽和擴(kuò)氫槽之間通過環(huán)氧樹脂板固定夾和緊固螺栓固定，并用橡膠墊圈密封。
[0011 ] 一種基于微差壓原理的搪瓷用鋼抗鱗爆性檢測方法，具體步驟是:
(1)將待測鋼鐵試樣固定密封在析氫槽和擴(kuò)氫槽之間，
(2)擴(kuò)氫槽內(nèi)置滿蒸餾水，無氣泡；
(3)析氫槽內(nèi)置電解液，然后放入溫度計(jì)和鉑電極；
(4)開啟計(jì)算機(jī)，在數(shù)顯觸摸屏上將擴(kuò)氫槽壓力值歸零處理，計(jì)算機(jī)顯示壓力信號平穩(wěn)時(shí)開始實(shí)驗(yàn)；
(5)用微差壓傳感器測出待測鋼鐵試樣中的析氫氣壓差，轉(zhuǎn)換成電信號傳送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將信號轉(zhuǎn)換成采用EN10209:2013標(biāo)準(zhǔn)的液位高度評價(jià)方法，通過液位高度與時(shí)間關(guān)系曲線顯示出析氫數(shù)量與時(shí)間變化關(guān)系；
(6)數(shù)顯觸摸屏數(shù)顯屏顯示壓力信號達(dá)最大值，即液位高度時(shí)間變化曲線呈直線關(guān)系時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和終止實(shí)驗(yàn)；
(7)對保存的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得實(shí)驗(yàn)溫度下的氫滲透TH時(shí)間，并采用EN10209:2013標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)搪瓷用鋼抗鱗爆性能。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用微差壓傳感器，微差壓傳感器通過擴(kuò)氫槽孔壁上導(dǎo)出管和硅膠管聯(lián)結(jié)，測出電解液中待測搪瓷用鋼的析氫氣微差壓值，并轉(zhuǎn)換為電信號，傳送計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過設(shè)計(jì)的特定軟件進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，將微差壓傳感器測量值轉(zhuǎn)換為EN10209:2013標(biāo)準(zhǔn)的液位高度，以方便采用EN10209:2013標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)搪瓷用鋼的抗鱗爆性。
[0013]為實(shí)現(xiàn)微差壓傳感器測量，本發(fā)明設(shè)計(jì)了孔壁帶有液體注入管和導(dǎo)出管的擴(kuò)氫槽，注入管外圓直徑為5mm，內(nèi)圓直徑為1mm;導(dǎo)出管外圓直徑為5mm，內(nèi)圓直徑為0.5mm，用于標(biāo)準(zhǔn)的硅膠管聯(lián)結(jié)微差壓傳感器。
[0014]本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯觸摸屏結(jié)合，方便檢測數(shù)據(jù)的即時(shí)檢查和存儲，并直觀地顯示析氫數(shù)量與時(shí)間變化關(guān)系。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的基于微差壓原理的搪瓷用鋼抗鱗爆性檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為采用基于微差壓原理的搪瓷用鋼抗鱗爆性檢測裝置檢測獲得的液位高度與時(shí)間的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，一種基于微差壓原理的搪瓷用鋼抗鱗爆性檢測裝置，由測試部分、電源部分、實(shí)驗(yàn)部分和待測鋼鐵材料試樣等組成。
[0018]測試部分由控制柜1、計(jì)算機(jī)2、微差壓傳感器3、數(shù)顯觸摸屏4組成，電源為直流恒電流恒電