奧氏體不銹鋼暴露在一定的腐蝕環(huán)境中,在應(yīng)力集中點會有開裂的趨勢。特別是當(dāng)沒有硅酸根、鈉離子等抑制離子存在的情況下,氯化物和氟化物會對奧氏體不銹鋼造成外部應(yīng)力腐蝕開裂。由于氯化物在環(huán)境中比較普遍,試驗過程中要采取措施避免氯化物的污染,特別是避免其對奧氏體不銹鋼試件(以下簡稱不銹鋼試件)的污染。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗方法是模擬絕熱材料使用的大多數(shù)實際工業(yè)生產(chǎn)過程情形進(jìn)行的。使用芯吸或滴注的方式,絕熱材料中存在的可溶出氯化物、氟化物,在28d內(nèi)不斷被去離子水輸送到熱的不銹鋼試件表面,在高溫的作用下蒸發(fā)濃縮聚集在不銹鋼試件的表面上。
含有腐蝕性離子、水分和氧氣的環(huán)境會增加外部應(yīng)力腐蝕開裂的機(jī)會。在實驗室測試條件下,通過本標(biāo)準(zhǔn)測試合格的絕熱材料不會引起敏化不銹鋼試件的開裂。在實際使用中雖然絕熱材料本身不會引起外部應(yīng)力腐蝕開裂,但在不合理的使用環(huán)境中,絕熱材料有可能作為一個媒介,搜集或傳輸腐蝕性離子到熱的奧氏體不銹鋼材料表面上,高溫會導(dǎo)致水的蒸發(fā)和化學(xué)反應(yīng)速率的增加,嚴(yán)重時產(chǎn)生外部應(yīng)力腐蝕開裂。實踐證明,通過改變絕熱材料的氯化物含量或加人某些化學(xué)添加劑,可制得抑制氯化物存在下外部應(yīng)力腐蝕開裂的絕熱材料。
一定氯離子濃度的水溶液能引起開裂,不含氯離子的水不會引起開裂的不銹鋼試件才能滿足本標(biāo)準(zhǔn)測試的要求。
1、范圍
1.1 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了絕熱材料對奧氏體不銹鋼外部應(yīng)力腐蝕開裂的試驗方法的術(shù)語和定義、儀器與設(shè)備、試劑與材料,不銹鋼試件制備、絕熱材料試樣制備試驗方法。試驗用敏化的不銹鋼試件合格驗證、試驗后不銹鋼試件檢查,試驗結(jié)果、試驗報告。
1.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于覆蓋奧氏體不銹鋼用絕熱材料及其制品,主要包括礦物棉、硅酸鈣、復(fù)合硅酸鹽、膨脹珍珠巖、泡沫石棉、泡沫玻璃.氣凝膠和保溫防火涂料等。也適用于水泥和粘結(jié)劑。
1.3本標(biāo)準(zhǔn)給出了達(dá)納法和滴注法兩種測試方法,適用性如下:達(dá)納法僅適用于芯吸型材料,滴注法適用于所有可被切割或成型為試驗試樣的材料;當(dāng)材料可熱處理成芯吸型材料時,可用達(dá)納法或滴注法測試;當(dāng)材料無法處理成芯吸型材料或熱處理溫度大于廠家推薦溫度時,用滴注法測試。
2、試驗方法
2.1達(dá)納法
2.1.1把每個浸潤的絕熱材料試樣放在結(jié)晶皿中,使其凹槽向上。
2.1.2連接銅導(dǎo)線和不銹鋼試件,安裝螺栓和螺母,再將不銹鋼試件依次放置在絕熱材料的U型槽內(nèi),使其緊密接觸。不銹鋼試件組與電子變壓器之間用銅導(dǎo)線連接。
2.1.3把熱電偶的測溫端放在不銹鋼試件凹面底部中間的位置,用鋁粉覆蓋熱電偶,再在鋁粉上滴幾滴環(huán)氧膠粘劑,使熱電偶的接觸頭可靠地粘在不銹鋼試件上。
2.1.4 在結(jié)晶皿中注蒸餾水或去離子水直到約低于不銹鋼試件凹槽底部13 mm的水平,打開電源加熱,當(dāng)溫度達(dá)到水的沸點溫度時開始計時。試驗時間為28d士6h。在28d測試過程中如遇停電,應(yīng)補(bǔ)償停電用去的時間。
2.1.5根據(jù)溫度,適時調(diào)整各試件水位,水位增高會使溫度降低,控制每個試件所需的水量為200mL/d~600 mL/d。
2.1.6試驗結(jié)束后,關(guān)閉電源使不銹鋼試件冷卻,斷開電導(dǎo)線,把不銹鋼試件從絕熱材料試樣上移開。
2.1.7同時按照9.1進(jìn)行試驗用敏化的不銹鋼試件合格驗證。
2.2滴注法(仲裁法)
2.2.1把每個不銹鋼試件放在加熱管上,開口向下,將導(dǎo)熱油膏搽在不銹鋼試件和加熱管之間,使其相互緊密接觸,并安裝螺栓和螺母。
2.2.2將待測的絕熱材料試樣用蒸餾水或去離子水浸潤,無法浸潤時浸沒10 min,取出放在不銹鋼試件上并固定,并使兩者充分接觸。
2.2.3將與每個玻璃瓶連接的經(jīng)蠕動泵的滴水管插在絕熱材料試樣的中心部位,開動蠕動泵,調(diào)節(jié)滴水速度,保證每個絕熱材料試樣每天均勻滴注(250士25)mL水。在測試過程中每天對每個絕熱材料試樣對應(yīng)的玻璃瓶中加入(250士25)mL水。
2.2.4打開 加熱裝置管外壁溫度控制在水沸點溫度士6 C溫度達(dá)到后開始計時。試驗時間為28 d士6h。在28d測試過程中如遇停電.應(yīng)補(bǔ)償停電用去的時間。
2.2.5試驗結(jié)束后,關(guān)閉電源使不銹鋼試件冷卻,然后小心地取下不銹鋼試件。
2.2.6同時進(jìn)行試驗用敏化的不銹鋼試件合格驗證。
3、試驗結(jié)果
3.1 在氯化鈉溶液腐蝕的4個不銹鋼試件都出現(xiàn)裂紋,蒸餾水或去離子水腐蝕的4個不銹鋼試件無一出現(xiàn)裂紋的前提下,4個絕熱材料試樣腐蝕的不銹鋼試件全都沒有裂紋時,絕熱材料通過對奧氏體不銹鋼外部應(yīng)力腐蝕開裂試驗。任何一個絕熱材料試樣腐蝕的不銹鋼試件出現(xiàn)裂紋,絕熱材料不通過對奧氏體不銹鋼外部應(yīng)力腐蝕開裂試驗。
3.2 4個絕熱材料試樣腐蝕的不銹鋼試件均未出現(xiàn)裂紋,蒸餾水或去離子水腐蝕的4個不銹鋼試件出現(xiàn)裂紋時,不銹鋼試件處于“激化”狀態(tài),但絕熱材料中的抑制劑能有效保護(hù)不銹鋼試件免受試驗腐蝕條件的影響,絕熱材料通過對奧氏體不銹鋼外部應(yīng)力腐蝕開裂試驗。
3.3 當(dāng)蒸餾水或去離子水腐蝕的4個不銹鋼試件中任何一塊出現(xiàn)裂紋。而絕熱材料試樣腐蝕的不銹鋼試件也出現(xiàn)裂紋時,則不能確定絕熱材料通過對奧氏體不銹鋼外部應(yīng)力腐蝕開裂試驗。
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