水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法
2023-12-03 11:01:41 1
專利名稱：水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法
技術領域：
本發明涉及一種水基防鏽油防蝕性能的測評方法。
背景技術：
有機防鏽油由於其防護金屬材料和工件性能較好，且較易去除，在國內外得到大量推廣使用；但它難溶於水，對環境造成相當的汙染，許多先進工業國家環保執法部門嚴格限制它的使用。水基防鏽油雖然其防護性能較有機防鏽油差，但它溶於水，對環境汙染小，國內外已廣泛應用於金屬材料和加工零部件的潤滑劑以及冷加工降溫、工序間防鏽、短期存儲防鏽。隨著國內外環境保護意識的加強、環保監測力度的加大，水基防鏽油必將得到更大力度推廣。
儘管水基防鏽油的種類品牌較多，目前國內外均採用鹽霧、溼熱試驗評估其防護性能。由於水基防鏽油見水就溶，這兩種方法的致命缺點是很難測準，至多是個估計結果。另鹽霧溼熱試驗方法還有設備貴、時間長(至少24小時為一周期～數百小時)的缺點。近年文獻，如1996，29(4)9-10，《材料保護》中的「用絲束電極研究防鏽油的防護性能」；1999，19(3)179-184，《中國腐蝕與防護學報》中的「防鏽油防護性能的作用因素及油膜下金屬腐蝕特徵」；2000，12(1)30-31，《腐蝕科學與防護技術》中的「油膜下局部腐蝕的探討」；報導採用在絲束電極上塗防鏽油膜，將絲束電極浸入NACL水溶液中研究檢測防鏽油的防蝕性能方法。這個方法速度快、精度高，但不能應用於水基防鏽油。因為絲束電極一旦浸入NACL水溶液中，油膜就開始溶於水，檢測可能還沒有結束，油膜已可能不復存在。因此，國內外的科學研究和市場需求上都希望有一種既快速又具有高解析度的試驗方法來檢測水基防鏽油的防護性能。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種簡單，方便快捷，精度高的試驗方法來檢測水基防鏽油防蝕性能的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法。
本發明的目的是通過下述方式實現的將N個相互絕緣的測試電極與輔助電極定間距地放置在水基油中，電源、測試電極、水基油、輔助電極構成閉合迴路進行電阻測試，通過測試可得N個電極電阻值的分布，第i個電極截面小區油膜的防蝕性能優劣，由所測電阻Ri所表徵，Ri大反映該小區油膜防蝕能力強，水基防鏽油的防蝕性能是由低阻區的電阻分布所控制。
本發明中電阻值的低阻區分布範圍用n1，n2表示，n1為電極電阻分布在≤103、104、105Ω量級的電極數之和；n2為電極電阻分布在106、107Ω量級的電極數之和；n1+n2數值小者為防蝕性好；在n1+n2相同時，n1數值小者為防蝕性好。n1區表示油膜的防蝕能力很低，將要出鏽點；n2區表示油膜的防蝕能力較低，是出現鏽點的潛隱區域。
設定logR反映油膜防蝕性能的整體水平。且logR=i=1NlogRi/N,]]>在n1，n2相同條件下，比較logR，大者為防蝕性好，N為測試電極數。設定σ反映油膜N個小區防蝕能力的離散度或不均勻性。且=i=1N(logRi-logR)2/N]]>
N為測試電極數，在n1，n2、logR相同條件下，比較σ，小者為防蝕性好。
所述的測試電極、輔助電極與防護金屬應是同一種金屬材料，在對不同水基防鏽油進行測試時，測試電極平面、輔助電極平面相對放置，並保持恆定距離。
所述的測試電極的金屬絲直徑為0.3-2.0毫米。
所述的測試電極為40-200根金屬絲，除金屬絲底截面外其餘部分均封於絕緣樹脂中，間距為1-5毫米。最佳值為64根。
所述最佳測試電極為直徑為0.7-0.9毫米的10#鋼絲64根，間距為2.5毫米，輔助電極為鋼片，輔助電極平面與測試探頭平面相對放置，並保持3-10毫米恆定距離。
所述電源提供0.5-1.5V電壓。
本發明的防蝕度評級見表1。
依據現代電化學理論，金屬的腐蝕是一個電化學過程，當該過程遇到的阻力越大，金屬的腐蝕速度越小，即測得的電阻越大，表徵水基油的防蝕性能越好。Ri反映第i個電極油膜小區的防護能力。各個電極電阻一般是不同的。實驗表明，電阻分布在102～1011Ω範圍。可將油膜分為I區和D區，I區的電阻較大，防蝕能力強，D區的電阻較小，猶如堤壩的薄弱環節，最先引起膜下金屬腐蝕，直接控制著油膜的防蝕性能。根據測試所得的電阻分布可比較不同水基防鏽油的防蝕性能的好壞。
由於本發明測試過程中，無需使用水或鹽水，因而可避免水基防鏽油見水就溶的情況。且本發明可在30分鐘內出測試報告，測試速度比鹽霧溼熱箱法快2個數量級，能給出定量結果且評估精度高，避免目前的人為因素，具有重大的社會效益。
圖1為本發明測試裝置示意圖。
圖2為測試探頭正面視圖。
圖3為測試探頭側面視圖。
1-測試電極 2-環氧樹脂 3-輔助電極 4-水基防鏽油具體實施方式
參見圖2，圖3所示，本發明將64根鋼絲(Φ0.9mm)均勻排列，間距為2.5mm，封於環氧樹脂中，製成測試探頭。只有每根鋼絲底截面可接觸所需測試的水基防鏽油。
參見圖1所示，測試探頭經1#～5#砂紙依次打磨拋光，用汽油、酒精、丙酮等清洗後放入水基油中，輔助電極鋼片平面與測試探頭平面相對放置，並保持4毫米恆定距離。電源與測試探頭、水基油、輔助電極構成一個閉合迴路，電源提供1V電壓，在空調室溫(20-25℃)環境下對64個電極探頭檢測。測試所得的電阻為極化電阻和溶液電阻之和。
下面將10種水基防鏽油樣均按本發明上述測試方法，保持測試電極與輔助電極距離不變、電壓相同時測得的結果列於表2中；作為對比，此10種水基防鏽油鹽霧、溼熱檢測結果列於表3、表4中。
水基防鏽油樣1～4#水基防鏽油由武漢材保所提供；5～10#水基防鏽油是由美國ArinMeritor公司提供的美國市場供應油。
1#---T870(5％ in H2O) 2#---T870(2％ in H2O)3#---T870(10％ in H2O)8# 4#---T839(30％in 二甲苯)5#---Irmco Fluids 116-0cc 6#---P3 prevox 5057#---P3 prevox 5108#---R 1-59#---SF(safe Film)2838M 10#---Irmco Fluids 819-0cc表2通過本發明測試10種水基防鏽油的測試數據及結果
對比1#～4#油樣的n1，n2、logR和σ，其防蝕性優劣次序為4#＞3#＞1#＞2#對比5#～10#油樣的n1，n2、logR和σ，其防蝕性優劣次序為9#＞8#＞5#＞10#＞7#＞6#鹽霧、溼熱檢測結果列於表3、表4中表3
表45#～10#油樣測試結果(由美國ArivMeritor公司依鹽霧、溼熱試驗和供應商的多年經驗提供的防蝕性能優劣次序為三檔)
對比本發明測試方法對10種水基防鏽油防蝕性能評價，與國家標準鹽霧、溼熱法基本一致，而本發明測試則具有測試速度快，定量準確及高分辨的優勢。
權利要求
1.水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法，其特徵在於將N個相互絕緣的測試電極與輔助電極定間距地放置在水基油中，電源、測試電極、水基油、輔助電極構成閉合迴路進行電阻測試，通過測試可得N個電極電阻值的分布，第i個電極截面小區油膜的防蝕性能優劣，由所測電阻Ri所表徵，Ri大反映該小區油膜防蝕能力強，水基防鏽油的防蝕性能是由低阻區的電阻分布所控制。
2.根據權利要求1所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法，其特徵在於所述電阻值的低阻區分布範圍以n1，n2表示，n1為電極電阻分布在≤103、104、105Ω量級的電極數之和；n2為電極電阻分布在106、107Ω量級的電極數之和；n1+n2數值小者為防蝕性好；在n1+n2相同時，n1數值小者為防蝕性好。
3.根據權利要求2所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於設定logR反映油膜防蝕性能的整體水平，且logR=i=1NlogRi/N,]]>在n1，n2相同條件下，logR大者為防蝕性好，所述的N為測試電極數。
4.根據權利要求3所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於設定σ反映油膜N個小區防蝕能力的離散度或不均勻性，且=i=1N(logRi-logR)2/N]]>在n1，n2、logR相同條件下，σ小者為防蝕性好，所述的N為測試電極數。
5.根據權利要求1所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於所述的測試電極、輔助電極與水基防鏽油所防護金屬材料應是同一種金屬材料，在對不同水基防鏽油進行測試時，測試電極平面、輔助電極平面相對放置，並保持恆定距離。
6.根據權利要求1所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於所述的測試電極的金屬絲直徑為0.3-2.0毫米。
7.根據權利要求1或5或6所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於所述的測試電極為40-200根金屬絲，除金屬絲底截面外其餘部分均封於絕緣樹脂中，間距為1-5毫米。
8.根據權利要求7所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於測試電極為64根金屬絲。
9.根據權利要求7所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於所述測試電極為直徑為0.7-0.9毫米的10#鋼絲64根，間距為2.5毫米，輔助電極為鋼片，輔助電極平面與測試探頭平面相對放置，並保持3-10毫米恆定距離。
10.根據權利要求1或5所述的水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法其特徵在於所述電源提供0.5-1.5V電壓。
全文摘要
水基防鏽油防蝕性能快速高分辨測評方法，將N個相互絕緣的測試電極、輔助電極定間距置入水基油中，電源、測試電極、水基油、輔助電極構成閉合迴路進行電阻測試，通過測試所得電阻值的分布以比較不同水基防鏽油的防蝕性能，電阻大則防蝕性強，電阻小則防蝕性弱。由於本發明測試過程中，無需使用水或鹽水，因而可避免水基防鏽油見水就溶的情況。且本發明可在30分鐘內出測試報告，測試速度比鹽霧溼熱箱法快2個數量級，能給出定量結果且評估精度高，避免目前的人為因素，具有重大的社會效益。
文檔編號G01N27/403GK1570615SQ20041002316
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月30日 優先權日2004年4月30日
發明者靳浩, 陳迪平, 靳九成, 黃桂芳, 王鎮道, 朱小莉 申請人:湖南大學