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铜合金应力腐蚀试验的方法发布时间:2023-02-08   浏览量:440次

本标准名称与现行国家标准不同,主要是为了突出其是针对于黄铜制成品,是检验产品整体抗应力腐蚀性能而非只是检验内部残余应力。本标准的技术内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、原理、试验装置、试剂和材料、试样要求、试验方法、试验步骤、合格评定、试验报告等内容。

氯化铵试验法的溶液配制较烦琐,腐蚀作用较弱,检验的灵敏度较低、周期较长、效率较低,不适合黄铜制成品检验,故本标准未采纳该方法。氨水对铜合金应力腐蚀破裂敏感性比较强,氨水试验法对于黄铜加工材和制成品应力腐蚀检验都适用,但不适用于其它铜及铜合金的检验。氨水试验法检验的灵敏度较高、周期较短、效率较高,因此是制定本标准的首选试验方法。

参考比较接近地反映使用情况的欧盟标准氨水试验法,结合我国黄铜制成品应力腐蚀试验的实际情况,在大量试验研究基础上,本标准确定采用氨水试验法:氨水溶液浓度为140 g/L,试验时间为8h。它适用于经过铸造、锻造、焊接、冷变形、热处理、切削等制造加工而成的黄铜零部件、组装件和模拟安装使用状态产品的检验,与其他标准具有明显的区别。

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国家标准GB/T 631-2007《化学试剂氨水》中分析纯氨水的质量百分比浓度为25%-28%由分析纯氨水与纯水按照体积比1 : 1配制而成的氨水溶液,我们过去习惯称之为14%氨水,这是错误的。实际上其质量百分比浓度为11.8%一13.2%,质量浓度为125 g/L -140 g/L.根据国家标准GB/T 20001.4-2001《标准编写规则第4部分:化学分析方法》规定,溶液浓度不应以百分比浓度(%)表示,而应以质量浓度(g/L ) 表示。因此,本标准中氨水溶液浓度以质量浓度上限值140 g/L表示,不以百分比浓度14%表示。欧盟标准EN 14977-2006《铜及铜合金拉应力检测5%氨水试验》, 在标准名称中所谓的5%氨水,在配制氨水溶液时其实也是以质量浓度50g/L表示的。

试验溶液用量对试验结果有一定的影响,若按EN 14977-2006标准规定氨水溶液体积与干燥器容积的体积比为1:2 0一1:10,则允许变化范围太宽,可能造成试验结果的差异性较大。而实际操作中却很容易做到准确计算和量取试验溶液,故本标准取中间值1: 15,以减少试验结果的差异性。

氨熏试验结果与试验温度波动范围有关,但影响不明显。在仲裁情况下试验温度应保持在(25土1) C,但这必须使用恒温水箱等特殊设备,增加了氨熏试验环境条件的难度。考虑到国内理化实验室通常使用空调控制温度范围的实际情况,故本标准规定在日常检验时试验温度波动范围为(25士3) C。

氨熏试验后的试样检查非常重要。有时虽然肉眼观察样品表面无裂纹,但当砸裂样品后却看到断口有腐蚀痕迹,这时才发现实际上应力腐蚀已渗入样品内部,其中许多是从空腔内壁表面产生应力腐蚀,并逐渐向外壁扩展而导致开裂的。若沿用传统的肉眼和放大镜检查根本无法发现,可能会造成对试验结果的严重误判。因此,必须采用外力强制破坏样品的方法,使在氨熏试验中已经产生应力腐蚀的薄弱部位充分地显露出来,以便能够准确地进行合格评定。

黄铜制成品除承受内部残余应力外,可能还会受到外部安装应力的作用,且不能通过热处理方法消除。这种使用工况比较恶劣的产品,对其抗应力腐蚀性能提出了更高的要求。本标准可用于模拟安装使用状态产品的检验,但模拟试验应符合实际安装使用状况。有些欧美客户曾要求标准起草单位对管螺纹阀门产品按照表A1所列数值施加扭矩,模拟管螺纹阀产品的安装使用状态,然后进行氨熏试验。本标准附录A提供了这方面的有用参考资料。

按照本标准规定的氨水试验法采用氨水溶液浓度140 g/L,试验时间8 h进行氨熏试验,有些产品的试验结果为不合格。但是按照欧盟标准EN 14977-2006规定的氨水试验法采用氨水溶液浓度50 g/L,试验时间16h进行氨熏试验,这些产品的试验结果却能合格。按照国际标准ISO 6957- 1988规定的氯化铵试验法采用氯化铵溶液浓度107 g/L,试验时间24h进行氨熏试验,这些产品试验结果更是全部合格。试验结果表明,本标准技术水平高于欧盟标准和国际标准。

总之,本标准的技术内容与EN 14977: 2006相比较,主要技术差异如下:

①对EN 14977: 2006两种方法,本标准采用氨水试验法,删除氯化铵试验法。

②修改了试验溶液浓度,EN 14977: 2006为50 g/L , 本标准为140 g/L。

③修改了试验溶液用量,EN 14977:2006为1:2 0一1:10 ,本标准为1:15.

④修改了试验温度,EN 14977: 2006为20C一25C,本标准为( 25士3) C

⑤修改了试验时间,EN 14977: 2006为16 h ,本标准为8 h。

⑥增加了合格评定,本标准对试验后试样检查及其合格评定作出了规定。

⑦改变了文本结构,本标准按照GB/T 20001.4-2001要求调整章条结构。

⑧提高了技术水平,本标准试验方法的技术水平高于EN 14977:2006。

铜合金应力腐蚀试验是一项涉及工程质量和运行安全的重要理化检验项目。黄铜应力腐蚀试验标准主要适用于加工材的残余应力检验,而对于黄铜制成品应力腐蚀试验,目前在国内外还没有专门的试验方法标准。本标准在此背景下起草制定,可填补该领域的国内外空白,解决国内外市场日益重视的产品质量和安全检验问题,在工程评估方面具有重要意义。