（高清版）GBT 43498-2023 管路冲刷腐蚀试验方法

管路冲刷腐蚀试验方法2023-12-28发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T43498—2023 2规范性引用文件 13术语和定义 14原理 5试样制备和技术要求 16试验装置 27试验条件 38试验步骤 39结果评定 410试验报告 4附录A(规范性)冲刷试验管路装置结构 6附录B(规范性)直管段电化学测试装置 8附录C(规范性)弯管段电化学测试装置 参考文献 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国海洋船标准化技术委员会(SAC/TC12)提出并归口。本文件起草单位：中国船舶重工集团公司第七二五研究所(洛阳船舶材料研究所)、青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司。1管路冲刷腐蚀试验方法本文件描述了管路冲刷腐蚀试验的试验装置、试验条件、试验步骤、结果评定和试验报告。本文件适用于海水介质中金属管路耐冲刷腐蚀性能的评定，其他介质管路冲刷腐蚀试验参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成为本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T228.1—2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T10123金属和合金的腐蚀术语GB/T16545金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除GB/T17848—1999牺牲阳极电化学性能试验方法GB/T18590金属和合金的腐蚀点蚀评定方法GB/T24196金属和合金的腐蚀电化学试验方法恒电位和动电位极化测量导则3术语和定义GB/T10123界定的术语和定义适用于本文件。管路冲刷腐蚀试验是通过将腐蚀介质以一定的流速和流态流过金属管路试样内表面，使试样内表面与腐蚀介质发生相对运动，模拟实际工况下腐蚀流体在试样内表面的冲刷腐蚀过程，通过对腐蚀形貌、冲刷腐蚀速率等的测量，测试和评价金属管路试样的耐冲刷腐蚀性能。5试样制备和技术要求5.1取样5.1.1管材：试样管段应从母材管段上直接截取，并保持管材的形状，管段长度宜为管内径的10倍，或根据试验要求确定，一般控制在管内径的5倍～15倍。5.1.2焊接管件：管段试样应至少包含焊缝、热影响区和母材区。5.1.3弯管、变径等管路构件：试样的材质和规格应与实际管路相同。5.1.4同批试样的规格、形状、长度应一致，平行试样数量至少为3个。5.2试样的制备5.2.1宜采用气割、电锯等方法截取试样。应采用砂纸打磨的方法除去热切割影响部分，避免加工对2试样性能造成影响。5.2.2在管件试样外壁进行标记，标记不应对试验产生影响。5.2.3试样表面状态应接近材料的使用情况。如无特殊要求，管段试样内壁不准许打磨，可采用碱性洗涤剂、丙酮或乙醇去除油污，再用蒸馏水清洗并干燥，平行试样表面状态应保持一致。5.2.4试验前，应采集并记录管件试样内壁的原始形貌。5.2.5试样称量精度应不低于1mg。5.2.6试样尺寸测量的精度应不低于0.1mm。6试验装置6.1通则6.1.1试验装置应可实现腐蚀介质连续流经试验管路和管路构件。6.1.2试验期间，试验装置应满足腐蚀介质流速、流态可控，腐蚀介质参数可测，或根据试验要求对腐蚀介质(见7.1)参数调控。6.1.3采用循环供水系统的装置，在无特定测试要求下，不同材质试样不宜共用一套供水系统。6.2试验管路装置6.2.1试验管路装置应包括水泵、流量计、前端稳流管路、测试管路、后端稳流管路、水箱等，水箱应具有水质、水温监测与调节功能，试验管路装置结构应满足附录A要求。6.2.2试验管路(包含管路构件)应安装在试验装置直管段中间，其前、后应连接稳流直管管路(其管径与试验管路相同),且长度应大于或等于10倍管径。6.2.3试验装置中与腐蚀介质接触的非试验管路结构应采用耐蚀材料，避免污染腐蚀介质。6.3管路连接6.3.1稳流管路与试验管路之间应电绝缘。6.3.2易发生缝隙腐蚀的材料不宜采用焊接法兰连接，可采用绝缘法兰夹持的方式，该连接方式应满足附录A要求，以缝隙腐蚀为研究目的的除外。6.3.3试验管路平行试样间的流速应由流量计监测并保持流速相同，试样管前后连接管的材质、规格尺寸、连接方式等应保持一致，以保证试样管内流态接近。6.4电化学测试装置6.4.1试验过程中宜对试验管路进行电化学测试。管路冲刷电化学测试采用三电极体系，三电极体系应满足GB/T24196的要求，试验的三电极体系应包含工作电极(被研究管路材料)、参比电极和辅助6.4.2按照试验目的对三电极体系进行布局，三电极体系的布局设计应符合管段试样及流动介质的特点，该测试体系应与管路系统模拟试验装置绝缘，且内径与试验管路相同。6.4.3海水介质冲刷试验中，参比电极宜采用稳定性高的固体Ag/AgCl参比电极，参比电极的形状、安装位置应避免或减小对管路内部流场的影响。6.4.4辅助电极应采用耐极化材料，如Pt电极或金属氧化物涂层电极。辅助电极的位置和形状应避免或减少对试验管路介质流态以及电场的影响。6.4.5工作电极应符合测试管路材质的要求，安装应符合管路流态的要求。6.4.6管路典型结构的电化学测试装置应满足附录B和附录C的要求。36.5电化学测试条件电化学测试设备应满足管路测试所需的功能和参数设置要求。应选择抗干扰能力强的电化学测试仪器进行电化学测试。7试验条件7.1腐蚀介质7.1.1如无特殊要求，腐蚀介质一般为天然海水，允许使用人造海水。人造海水的配制方法应满足GB/T17848—1999中附录B的要求。配制腐蚀介质时，若添加固体颗粒，应记录添加固体颗粒的材应使用蒸馏水；如使用试剂，应使用分析纯或经确认为分析纯级及以上试剂。7.1.2应对腐蚀介质的温度进行监测。用于热交换的管路应在测试管段入水口和出水口分别测量水温。使用非循环水源时，应根据试验要求对腐蚀介质温度进行监测并记录；使用循环水箱供水时，应配制控温系统，保证水温符合试验的要求，水温控制精度应控制在试验温度的±2℃内。7.1.3试验过程中应根据试验要求对腐蚀介质成分进行监测和调控。7.1.4腐蚀介质更换：非循环介质试验，无需更换腐蚀介质；循环介质试验，介质更换可按照JB/T7901—1999中表1试验时间的选择执行，或者根据试验要求进行腐蚀介质更换。7.1.5更换腐蚀介质后，腐蚀介质参数应在达到设置要求后方可进行试验。7.2冲刷试验周期7.2.1非耐蚀材料，冲刷试验周期应大于或等于168h;耐蚀材料，冲刷试验周期应大于或等于720h。7.2.2可根据试验目的或要求选择冲刷试验周期。8试验步骤8.1试验前准备8.1.2将冲刷试验管路连接到试验装置的测试管路上，并由支架固定。8.2试验过程8.2.1通过试验装置系统的调节，使腐蚀介质的温度、盐度、pH值等达到设定值，按照设定的流速进行8.2.3试验过程中根据试验目的或要求进行电化学测试，若选择三电极布局进行电化学测试，应满足附录B和附录C的要求。8.3试验后处理8.3.1试验结束后取下试样，采用流速不高于试验流速的蒸馏水冲洗试样表面，自然晾干或吹干，对试8.3.2腐蚀产物去除按照GB/T16545进行，试样的称量与尺寸测量见5.2.5和5.2.6。48.3.3用显微镜观察和拍摄试样的微观腐蚀形貌。对含固体颗粒或高流速冲刷的试验管路表面，应观察是否有机械冲刷形成的坑、沟槽等形貌，并测量和记录其尺寸和数量。9结果评定9.1形貌观察9.1.1宏观腐蚀形貌：采用目视观察，宜采用高像素的相机拍照，记录试样宏观腐蚀形貌，与试样试验前的形貌进行比较。9.1.2微观腐蚀形貌：宜采用显微镜观察和采集试样的微观腐蚀形貌，与试样试验前的微观形貌进行9.2冲刷腐蚀速率冲刷腐蚀速率按公式(1)计算。R——冲刷腐蚀速率，单位为毫米每年(mm/a);W。——冲刷腐蚀试验前试样的质量，单位为克(g);W₁——冲刷腐蚀试验后试样去除腐蚀产物的质量，单位为克(g);t——试验时间，单位为小时(h);S——试样内壁面积，单位为平方厘米(cm²);p——试样的密度，单位为克每立方厘米(g/cm³)。结果精确至小数点后1位，数值修约按照GB/T8170的规定执行。9.3局部腐蚀评价发生非均匀腐蚀或者发生点蚀的管路材料或构件，局部腐蚀评价方法按照GB/T18590执行。9.4电化学评价对试验过程中采集的电化学信息进行作图或数据分析，结合腐蚀形貌、腐蚀速率等比较材料的腐蚀程度或腐蚀趋势。9.5力学性能评价试验前后的试样，按照GB/T228.1—2010中的附录H进行试样制备，测量其抗拉强度、屈服强度(如材料有屈服)、断后伸长率和断面收缩率的变化。试验报告应包括以下内容：a)试样的牌号、名称和管径尺寸；b)试验过程中的测量仪器名称和型号；加量等；d)腐蚀介质流速和冲刷试验时间；5e)试样腐蚀产物的清洗方法；g)冲刷腐蚀速率(见9.2);h)局部腐蚀评价结果(见9.3);i)电化学评价结果(见9.4),应添加并说明测试仪器与测试参数；j)力学性能评价结果(见9.5),应添加并说明测试仪器与测试参数；1)测试人员、审核人员及报告签发人员的署名。6(规范性)冲刷试验管路装置结构A.1管路冲刷腐蚀试验装置管路冲刷腐蚀试验装置结构如图A.1所示。其中，水箱应具有水温、水质监测与调节功能，容积应大于或等于1m³。夹持法兰的结构见图A.2,实际应用中可根据试验目的或要求选择管路组成。标引序号说明：1——水温控制系统；2——水箱；3——水质监测系统；4——水泵；5——流量计；7——前端稳流管；8——带凹槽的夹持法兰I;9——试验管；10——带凹槽的夹持法兰Ⅱ;11——后端稳流管。图A.1管路冲刷腐蚀试验装置示意图试验管路夹持法兰连接如图A.2所示，其中夹持法兰应为绝缘材料，试验管路的长度与管径应根据试验要求选择。7标引序号说明：1——带凹槽的夹持法兰；2——密封圈；3——试验管路；4——凹槽；5——螺杆。图A.2试验管路夹持法兰连接示意图8(规范性)直管段电化学测试装置B.1总则直管段电化学测试装置适用于通径不大于50mm的管路。B.2直管段电化学测试试样B.2.2电化学测试管路长度20mm,或者根据试验目的或要求确定，直管段电化学测试装置如图B.1所示。其中，夹持法兰I、夹持法兰Ⅱ和辅助电极支撑杆为绝缘材质。标引序号说明：1——管状工作电极；2——固体参比电极；3——辅助电极引线；4——钛合金法兰；5——辅助电极连接杆；6——夹持法兰I;7——夹持法兰Ⅱ;8——法兰连接螺杆与螺母；9——辅助电极支撑杆；10——辅助电极。图B.1直管段电化学测试装置示意图B.2.3试验管路的上、下游应连接相同管径的绝缘管段，其长度应大于或等于10倍管径。B.3固体参比电极9面，与绝缘套管底面相平，上表面通过螺孔固定引线，电极与引线通过密封胶固定在绝缘套管内，绝缘套管外表面设置螺纹。标引序号说明：1——电极；2——密封胶；3——绝缘套管；4——电极引线。图B.2参比电极工装示意图B.3.2在夹持法兰I的侧面开螺孔，螺孔尺寸与参比电极绝缘套管外表面螺纹相匹配，用以固定和密封固体参比电极。B.4辅助电极B.4.1辅助电极形状推荐为圆柱形，外表面为工作面，出水端外侧设置螺纹，辅助电极安装于管路中性轴线位置，长度不小于测试管路的长度。B.4.2辅助电极与测试管路通径比范围控制在1/10～1/2范围内，为减小对测试管路内流体的影响，直径比宜为1/10。B.4.3辅助电极的连接杆和螺孔如图B.3所示，材质为钛合金，其外壁与钛合金法兰内壁涂覆金属氧化物涂层。其中连接杆3支，互成120°,两端分别焊接在法兰内壁和螺孔的外壁，螺孔尺寸与辅助电极出水端螺纹相匹配。B.4.4固定辅助电极的支撑杆和圆形孔为绝缘材质，如图B.3所示。其中支撑杆3支，互成120°,两端分别焊接在法兰内壁和圆形孔的外壁，圆形孔内径尺寸与辅助电极外径相匹配。标引序号说明：