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應用聲發(fā)射評定金屬點(diǎn)蝕過(guò)程的研究進(jìn)展
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時(shí)間：2013-11-27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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kit-text-stroke-width: 0px"> 4 應用聲發(fā)射探測金屬點(diǎn)蝕過(guò)程的實(shí)驗研究進(jìn)展 國外的一些學(xué)者在應用聲發(fā)射技術(shù)對點(diǎn)蝕進(jìn)行監測方面做了一系列的實(shí)驗研究。希望能將金屬腐蝕損傷與聲發(fā)射的某些參數建立起聯(lián)系。 Fregonese，Idrissi，Mazille，Renaud和Cetre對奧氏體不銹鋼的點(diǎn)蝕過(guò)程進(jìn)行了監測。將奧氏體不銹鋼316L放入pH=2的3%NaCl溶液中，測量系統是一個(gè)三電極系統，同時(shí)聲學(xué)信號是在陽(yáng)極極化和循環(huán)極化的情況下被記錄的，測量的目標是腐蝕的起點(diǎn)。實(shí)驗采用MISTRAS軟件，前置放大器和R15壓電傳感器（帶寬為100Hz～500kHz)。研究證實(shí)在記錄每個(gè)有效聲學(xué)信號之前都要產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間延遲，該時(shí)間延遲對應于聲發(fā)射信號中的延遲。同時(shí)，在循環(huán)極化和恒電位實(shí)驗中觀(guān)察到一個(gè)電流密度閾值，這個(gè)閾值依賴(lài)于正在擴展的坑蝕數，而對于易發(fā)生點(diǎn)蝕的試件來(lái)說(shuō)該閾值是很低的。 研究表明，記錄的聲學(xué)信號與坑蝕周?chē)鷼涞陌l(fā)展有關(guān)。其中，Magaino觀(guān)察到在陽(yáng)極極化鋁（放置在含有20mg/1 Cu離子的0.05MNaC1溶液中）蝕坑不斷增加的過(guò)程中有氫產(chǎn)生。而Rettting和Felsena于1976年發(fā)表文章證實(shí)浸在鹽水中的鋁絲在腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的聲信號計數率與氫產(chǎn)生率之間存在線(xiàn)性關(guān)系。 Jones和Friesel研究了304系列不銹鋼的點(diǎn)蝕所持觀(guān)點(diǎn)與上述不同。雖然文中聲稱(chēng)在點(diǎn)蝕過(guò)程中有明顯的聲學(xué)活動(dòng),但是認為這與氣泡無(wú)任何關(guān)系。盡管他們還不是很清楚金屬腐蝕產(chǎn)生聲發(fā)射信號的過(guò)程,卻仍然確信聲源是由氧化層的破裂或者是由鋼材再鈍化過(guò)程中氯化物的覆蓋鹽層產(chǎn)生的。如果該過(guò)程成立, 那么只有大約3%的點(diǎn)蝕會(huì )產(chǎn)生聲學(xué)活動(dòng)。 Mazille, Rothea 和Tronel 也開(kāi)展了有關(guān)奧氏體不銹鋼的研究。他們應用聲發(fā)射連續監測了本地水溶液引起的腐蝕破壞及其發(fā)展過(guò)程。將316L 奧氏體不銹鋼放置在3%NaCl 溶液中(pH=2)。在不銹鋼陽(yáng)極極化前研究人員記錄到了一些低幅度的信號。他們發(fā)現在陽(yáng)極極化過(guò)程中電流密度較高,并在有效聲信號出現之前存在一個(gè)較短的蝕坑開(kāi)始時(shí)間。當點(diǎn)蝕發(fā)展到一定程度,即腐蝕尺寸和數量都很穩定并且非常高時(shí),這時(shí)產(chǎn)生的聲發(fā)射事件是十分有用的。他們注意到發(fā)射出的聲信號是由腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣所致。根據聲發(fā)射事件與點(diǎn)蝕之間的依附曲線(xiàn)圖,Mazille, Rothea 和Tronel 推斷出,AE技術(shù)通過(guò)相對準確的點(diǎn)蝕速率和高的聲發(fā)射活動(dòng)之間的關(guān)系來(lái)監測點(diǎn)蝕的發(fā)展,是一種很有效的方法。 Cakir,Tuncell 和Aydin 從聲學(xué)上研究了在Hank's溶液(pH=4)中伸展很慢的316L 不銹鋼,并在點(diǎn)蝕電壓(+110mV / SCE)的陽(yáng)極方向上使其極化。研究者注意到, 在陽(yáng)極極化過(guò)程中很小的聲發(fā)射活動(dòng)產(chǎn)生很低的電流密度(i = 5μA/cm2),而在+110mV(SCE)以上的電壓作用下,陽(yáng)極電流密度隨著(zhù)聲發(fā)射信號的增加而增加。這正說(shuō)明了聲發(fā)射信號的電化學(xué)性質(zhì)。在Hank's 溶液中進(jìn)行拉伸試驗的試件,80%都記錄有AE信號。研究表明,不銹鋼至少在某一處發(fā)生了膜破裂(即使非常小),才會(huì )產(chǎn)生聲發(fā)射信號,而在鋼的變形過(guò)程中聲發(fā)射活動(dòng)性不斷增加。他們認為AE信號源與材料點(diǎn)蝕的發(fā)生有關(guān), 更準確地說(shuō)與保護層的破壞、氫氣泡的產(chǎn)生和金屬陽(yáng)極分解有關(guān)。 耿榮生采用從飛機機翼上取下的、置于特殊溶液中的LY12 鋁合金試件進(jìn)行聲學(xué)測, 用Mistras-2001 型聲發(fā)射系統記錄聲發(fā)射信號。實(shí)驗結果表明,聲發(fā)射能對腐蝕發(fā)生的初期,即腐蝕萌生加以預報,而且十分靈敏。在點(diǎn)蝕過(guò)程中,真正由腐蝕產(chǎn)生的信號與噪聲信號有明顯區別，即腐蝕產(chǎn)生以彎曲波為主的聲發(fā)射信號，且有較寬的頻率分布范圍，而噪聲信號延續時(shí)間短、頻率范圍窄、幅度集中在40dB以下，這使得識別腐蝕AE與噪聲信號的工作極大地得到了簡(jiǎn)化。 5 評述 眾多學(xué)者應用聲發(fā)射技術(shù)研究金屬腐蝕,目前已經(jīng)取得了一些階段性的成果:(1)從理論上證明點(diǎn)蝕過(guò)程中產(chǎn)生的聲信號是可以被檢測到的;
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