Summary
Este trabajo mide la geometría y la cantidad de corrosión de un acero barra utilizando diferentes métodos: masa pérdida, pinzas, medidas de drenaje, digitalización 3D y tomografía micro computada de rayos x (XCT).
Abstract
Las secciones residual irregular y desiguales a lo largo de la longitud de una barra de acero corroída cambian sustancialmente sus propiedades mecánicas y dominan significativamente la seguridad y el rendimiento de una estructura de hormigón existente. Como resultado, es importante medir la geometría y la cantidad de corrosión de una barra de acero en una estructura adecuada para evaluar el residuo teniendo capacidad y vida útil de la estructura. Este artículo presenta y compara cinco métodos diferentes para la medición de la geometría y la cantidad de corrosión de una barra de acero. Una barra de acero de diámetro de largo y 14 mm 500 mm solo es la muestra que se somete a corrosión acelerada en el presente Protocolo. Su morfología y la cantidad de corrosión cuidadosamente fueron medidos antes y después de usar las mediciones de pérdida de masa, un calibrador a Vernier, las medidas de drenaje, digitalización 3D y tomografía micro computada de rayos x (XCT). Luego se evaluaron la aplicabilidad e idoneidad de estos métodos. Los resultados muestran que el calibrador a Vernier es la mejor opción para la medición de la morfología de un bar no corroído, mientras que la digitalización en 3D es el más adecuado para cuantificar la morfología de una barra corroída.
Introduction
Corrosión de una barra de acero es una de las razones principales para el deterioro de una estructura de hormigón y es causada por la intrusión de carbonatación o cloruro de hormigón. En hormigón carbonatación, corrosión tiende a ser generalizada; mientras que en la intrusión de cloruro, se convierte en más localizada1,2. Sin importar cuáles sean las causas, a la corrosión grietas de la cubierta de concreto de expansión radial de los productos de corrosión, se deteriora el vínculo entre una barra de acero y su concreto circundante, penetra en la barra de las superficies y reduce la barra de área de sección transversal considerablemente de3,4.
Debido a la falta de homogeneidad del hormigón estructural y las variaciones en el ambiente de servicio, a la corrosión de una barra de acero se produce al azar en su superficie y a lo largo de su longitud con gran incertidumbre. Contra la corrosión uniforme generalizada causada por la carbonatación del hormigón, la corrosión de picaduras causada por la intrusión de cloruro causa la penetración de ataque. Además, hace que la sección residual de una barra corroída a varían considerablemente entre la barra de superficie y longitud. Como resultado, la barra de fuerza y barra de disminución de la ductilidad. Se ha realizado una amplia investigación para estudiar los efectos de la corrosión en las propiedades mecánicas de un acero de la barra5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15. Sin embargo, se ha prestado menos atención a los métodos de medición de parámetros morfológicos y características de la corrosión de barras de acero.
Algunos investigadores han utilizado la pérdida de masa a evaluar la cantidad de corrosión de un acero de la barra5,10,11,14. Sin embargo, este método puede utilizarse para determinar el valor promedio de las secciones residual y no puede medir la distribución de las secciones a lo largo de su longitud. Zhu y Franco han mejorado este método por cortar una sola barra de acero en una serie de segmentos cortos y un peso de cada segmento para determinar las variaciones de las áreas de las secciones residual a lo largo de su longitud13,14. Sin embargo, este método produce pérdida adicional de material de acero durante el corte y no toque la sección residual mínima de la barra corroída, que domina su sustentación. También se utiliza un calibrador a Vernier para medir los parámetros geométricos de un acero barra14,15. Sin embargo, la sección residual de una barra de corrosión es muy irregular, y siempre hay una desviación significativa entre las dimensiones seccionales medidas y reales de una barra corroída. Basado en el principio de Arquímedes, Clark et al. adoptó el método de drenaje para medir las secciones residual de una barra de corrosión a lo largo de su longitud y desplazamiento de la barra fue controlada manualmente sin precisión significativa en este caso11. Li et al. mejorar este método de drenaje mediante el uso de un motor eléctrico para controlar automáticamente el desplazamiento de una barra de acero y medir con mayor precisión resultados16. Por último, en los últimos años, con el desarrollo de la tecnología de digitalización 3D se ha utilizado este método para medir las dimensiones geométricas del acero de la barra17,18,19,20. Uso de digitalización en 3D, el diámetro del área residual, centroide, excentricidad, momento de inercia y penetración de la corrosión de una barra de acero puede ser adquirido precisamente. Aunque los investigadores han utilizado estos métodos en diferentes contextos experimentales, no ha habido una comparación y evaluación de los métodos con respecto a su precisión, idoneidad y aplicabilidad.
Corrosión, particularmente a la corrosión, en comparación con el generalizado a la corrosión, las picaduras no sólo cambia las propiedades mecánicas de las barras corroídas pero también disminuye el residuo teniendo capacidad y vida útil de estructuras de hormigón. Mediciones más precisas de parámetros morfológicos de barras de acero corroídas por la variabilidad espacial de la corrosión a lo largo de longitud de la barra son imprescindibles más razonable evaluación de propiedades mecánicas de la barra. Esto le ayudará a evaluar la seguridad y confiabilidad del (RC) estructuras de hormigón dañadas por corrosión más precisamente21,22,23,24,25,26 ,27,28,29.
Este protocolo compara los cinco discutidos para la medición de la geometría y la cantidad de corrosión de una barra de acero. Un solo, largo 500 mm y 14 mm de diámetro, plano barra redonda fue utilizado como el espécimen y sometido a corrosión acelerada en el laboratorio. Su morfología y su nivel de corrosión cuidadosamente fueron medidos antes y después de usar cada método, incluyendo la pérdida de masa, un calibrador a Vernier, las medidas de drenaje, digitalización 3D y tomografía micro radiografía (XCT). Finalmente, se evaluaron la aplicabilidad e idoneidad de cada uno.
Debe ser señaló que las barras acanaladas embebidos en concreto, no las barras llano está expuestas al aire, son comúnmente utilizados en estructuras de hormigón y sometidos a la corrosión. Para las barras acanaladas, el calibrador a Vernier no puede ser tan fácilmente aplicado. Porque estas barras de corrosión en concreto, su penetración superficial es más irregular en comparación con barras expuestas al aire11. Sin embargo, este protocolo está dirigido a la aplicabilidad del análisis de los métodos de medición diferentes en el mismo bar; por lo tanto, utiliza una barra llana naked como la muestra para eliminar la influencia de las costillas y concreta falta de homogeneidad en las mediciones de parámetros morfológicos. Más trabajo en la medida de barras acanaladas corroídos utilizando otros métodos puede llevarse a cabo en el futuro.
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Protocol
1. prueba de la muestra y el proceso de fabricación
- Adquirir un 500 mm de largo, 14 mm de diámetro llano barra (grado Q235) de acero para la fabricación de las probetas.
- Pulir la superficie de la barra usando un papel de lija fino para quitar el molino de escamas en la superficie.
- Cortar la barra de 30 mm y 470 mm de su extremo izquierdo, como se muestra en la figura 1, usando una máquina de corte.
- Medir los pesos de las tres muestras, utilizando una balanza electrónica digital de la barra.
- Medir los diámetros de los tres especímenes usando los cinco métodos que se describe en el paso 2 y registrar los resultados de la no-corroído bar ejemplares.
- Corroe a la muestra barra de 440 mm utilizando el método electroquímico, como se detalla a continuación:
- Cubierta 70 mm de cada extremo con cinta aislante. Conecte un cable eléctrico a un extremo de la pieza de barra de 440 mm.
- Mezclar el adhesivo con un endurecedor en una proporción de 1:1 para hacer resina de epoxy. Aplicar la resina de epoxy en los extremos de aislamiento de 70 mm de la barra muestra uniformemente para proteger ambos extremos de la corrosión.
- Coloque lo 440 mm largo barra ejemplar en un tanque de agua de plástico que contiene 3,5% NaCl como electrolito y una placa de cobre como un cátodo.
- Conecte un extremo de la barra muestra como un nodo para el polo positivo y la placa de cobre del cátodo al polo negativo de una corriente directa (DC) de energía proveedor, respectivamente, para establecer un circuito eléctrico para la acelerada corrosión de la barra de muestra.
- Encienda la fuente de alimentación para aplicar una corriente directa constante de 2,5 μA/cm2 en la barra de muestra para todo el período de la corrosión.
- Desconectar la corriente para terminar la corrosión proceso la cantidad de corrosión de la barra muestra alcanza el nivel esperado de la corrosión, como mediante la ley de Faraday.
- Lugar anterior corroído de la barra muestra en un tanque de solución de HCl 12% durante 30 minutos eliminar los productos de corrosión de su superficie. Sumerja el ácido limpiar bar ejemplar en un tanque de agua saturada de cal para neutralización y más limpio con el agua del grifo.
- Seca lo anterior limpiado oxidados de la barra muestra en aire. Marque su superficie para la medición.
- Medir los parámetros morfológicos y la cantidad de corrosión de la corrosión de la barra muestra.
Nota: Limpieza afectan la pérdida de masa de una barra de acero corroída. Diferentes tipos de solución de ácido y los diferentes tiempos de inmersión en la solución ácida causaría diversas cantidades de pérdida de masa. En esta prueba, sin embargo, no se hizo comparación entre diferentes técnicas de limpieza, para la consistencia, la limpieza proceso sigue el estándar nacional de China, para métodos de prueba de rendimiento a largo plazo y durabilidad del concreto ordinario30.
2. procedimientos y métodos de medición
- Método de pérdida de masa
- Colocar una balanza electrónica en una plataforma horizontal y cero.
- Coloque el pulido de la barra muestra antes de corrosión horizontalmente a la báscula electrónica y tomar una lectura de la escala como la masa de un acero corroído no m0 (g)de la barra.
- Lugar limpia barra muestra después de corrosión horizontalmente a la báscula electrónica y tomar una lectura de la escala como la masa de la barra de acero corroído mc (g).
- Calcular la cantidad de corrosión de la barra usando una ecuación de Qcor= (mc-m0) /m0x 100%.
- Calcular el área promedio de la sección residual de las corroídas barra muestra con una ecuación Asc=As0(1 -Qcor), donde, As0 es el área de una barra de acero no corroído.
- Método del calibrador a vernier
- Marque la superficie de la barra muestra a lo largo de su longitud en intervalos de 10 mm desde el extremo izquierdo de la barra usando un rotulador, como se muestra en figura 1.
- Mover el nonio de la pinza de freno a su posición original. Hacer las dos mordazas toquen y alinee los dos cero líneas de las escalas principal y Vernier. Luego presionar su cero a cero de la escala de nonio.
- Coloque el calibrador a Vernier en el diámetro de la barra de muestra. Mover el nonio para hacer sus dos mandíbulas toca la barra suavemente la superficie. Medir el diámetro de la barra muestra en la sección marcada y en el ángulo dado.
- Repita el paso 2.2.3 cuatro veces para medir la barra de diámetro en la sección marcada y en ángulos de 0°, 45°, 90° y 135°, respectivamente, como se muestra en la figura 2.
- Promedio de los diámetros medidos cuatro arriba y tomar el diámetro representativo D (mm) de la barra muestra en la sección marcada.
- Calcular el área transversal de la barra muestra en la sección marcada utilizando una ecuación A=pD24 (mm2).
- Repita los pasos 2.2.3 a 2.2.6 para todas las secciones marcadas de la barra de muestra para medir la distribución de sus secciones transversales a lo largo de su longitud después de la corrosión.
- Método de drenaje
- Configurar el universal electromecánico (EUT) máquina, de la prueba como se muestra en la figura 3.
- Colocar un recipiente de vidrio debajo de la cabeza de la máquina EUT y vierta agua en el recipiente hasta el nivel del agua alcance la salida.
- Coloque un vaso de precipitados de 200 mL en la plataforma de una balanza electrónica justo debajo de la salida de la fuente de cristal.
- Sujete un extremo de la barra de muestra con la cabeza de la EUT de la máquina verticalmente.
- Interruptor en la máquina EUT a bajar su cabeza lentamente hasta el otro extremo de la barra muestra apenas toque la superficie del agua en el recipiente.
- Tomar la lectura inicial de la balanza electrónica como M.
- Haga funcionar la máquina EUT para desplazar la barra muestra abajo en el agua en el recipiente a una velocidad de 1,0 mm/min.
- Tomar la lectura final de la balanza electrónica como Mi + 1 para la masa de agua que ha sido descargada del contenedor por el desplazamiento de 10 mm de la barra muestra en el agua en el recipiente.
- Supongamos que la sección transversal de 10 mm desplazado la barra muestra es uniforme, calcular el área transversal de la h= 10 mm desplazado la barra utilizando la ecuación de A= (M+ 1 - M) / (Ρh), donde (M+ 1 - M ) es la masa medida del agua descargada del contenedor para 10 mm desplazado la barra muestra. Ρ = 1, 000 kg/m3 es la densidad del agua.
- Repita los pasos 2.3.6 a 2.3.9 para cada muestra de barra larga desplazados de 10 mm hasta desplazar toda la longitud de la barra en el agua para medir la distribución de las secciones transversales a lo largo de su longitud de la barra.
- Método de digitalización 3D
- Aerosol revelador blanco en la superficie de la barra de muestra y secar en aire. Colóquelo horizontalmente en la plataforma de un escáner 3D, como se muestra en la figura 4.
- Calibrar la posición de la barra muestra en la plataforma del escáner 3D haciendo al azar pequeños puntos blanco en el papel de la etiqueta para la reconstrucción 3D de la barra de muestra.
- Después del lanzamiento del escáner 3D y el correspondiente software de extracción de datos, exploración de la barra muestra a lo largo de su longitud y cobrar la correspondiente analizan datos mediante el escáner 3D. Siga las instrucciones del fabricante.
- Desarrollar el modelo espacial de la barra muestra el software y recoger los archivos de la fecha.
- Coloque los datos del modelo espacial desarrollado de la barra de muestra y dos programas uno mismo-compilados de MATLAB en la misma carpeta de un ordenador.
- Ejecutar el primer programa MATLAB en los datos del modelo espacial desarrollado de la barra de muestra para generar el correspondiente archivo MAT. Guarde el archivo MAT obtenido en la misma carpeta.
- Ejecutar el segundo programa MATLAB en lo anterior obtiene archivo MAT para generar los datos morfológicos correspondientes de la barra de muestra, incluyendo el área de la sección, momento de inercia, momento polar de inercia, distancia excéntrica etcetera.
- Método XCT
Nota: Después de las cuatro mediciones en el 440 mm de largo de la barra muestra, la quinta medida fue hecha en lo 30 mm largo barra de muestras utilizando el método XCT debido a su barra de limitación de la longitud.- Cortar a una muestra de barra de 30 mm de ambos extremos de una barra de acero largo 500 mm y de la barra de acero larga corroído de 440 mm, como se muestra en la figura 1. Utilizarlos como no corroído y corroído la barra ejemplares, respectivamente.
- Coloque la barra de las muestras en la plataforma giratoria de la XCT del instrumento, como se muestra en la figura 5. Cierre la puerta del instrumento XCT. La barra muestra se intercala entre la fuente radiactiva y el receptor de la señal del instrumento XCT.
- Ejecute el software de operación XCT instalado en un ordenador para configurar parámetros de disparos. Ajuste la barra muestra la posición de tiro.
- Configurar el factor de tamaño y aumento de píxeles en la tabla de "control de imagen" del software de operación del instrumento XCT.
- Operar el equipo XCT haciendo clic en el botón Inicio para escanear la barra de muestra. Recoge los datos escaneados de la barra muestra.
- Ejecutar el paquete de software en el antedicho analizan datos para producir los parámetros geométricos de la barra muestra en consecuencia.
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Representative Results
La figura 6 muestra los diámetros de la muestra de barra larga no corroído de 500 mm en los ángulos de 0 °, 45 °, 90 ° y 135 ° para cada sección a lo largo de su longitud medido usando los calibradores a Vernier. Las barras se cortan en tres partes, como se muestra en la figura 1.
Figura 7 se presenta las áreas transversales de la no-corroído bar muestras a lo largo de su longitud medidos usando métodos de cuatro y cinco, respectivamente, por la parte larga media de 440 mm y por el extremo más largo 30 mm.
La figura 8 muestra las imágenes espaciales y tres secciones de la corroída bar espécimen medido mediante digitalización 3D y métodos de la XCT, respectivamente.
Figura 9 informes de las áreas transversales de la barra corroída muestra a lo largo de su longitud medidos con cuatro y cinco métodos para las muestras largo 30 mm y 300 mm.
La tabla 1 resume los diámetros de la muestra de barra de 30 mm de largo no corroído medido usando las pinzas, la digitalización en 3D y los métodos de la XCT.
Figura 1: barra muestra de acero. La figura 1 muestra los detalles de la barra de las muestras. Dos piezas de extremo largo 30 mm 
y 
fueron utilizados como los especímenes no corroído. Lo 440 mm largo media parte 
fue utilizado como la barra corroída ejemplar. Las tres partes fueron cortadas de la barra de acero largo 500 mm a distancias de 30 mm y 470 mm, respectivamente, desde el extremo izquierdo de la barra de acero. Esta figura ha sido modificada desde las figuras 1 y 2 por Li, et al. 16. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: ángulos de la barra medida diámetro de pie de rey. Esto muestra los ángulos de medición diámetro en el pie de rey en cada sección transversal a lo largo de la barra de la barra longitud. Esta figura ha sido modificada desde la figura 3 por Li, et al. 16. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: dispositivo para el método de drenaje. Esto muestra la máquina universal electromecánica de prueba (EUT) para el método de drenaje. Esta figura ha sido modificada desde figura 4 por Li, et al. 16. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4: dispositivo de digitalización 3D y muestras marcadas bar. Esto demuestra el dispositivo de digitalización 3D y el marcado de la barra las muestras que se analizarán. Esta figura ha sido modificada desde la figura 5 por Li, et al. 16.haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 5: dispositivo XCT. Esto demuestra el instrumento de la XCT y la barra de muestras que se analizarán. Esta figura ha sido modificada desde figura 7 Li, et al. 16. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 6: los diámetros medidos de 500 mm largo no corroído de la barra usando el calibrador a Vernier. Esto muestra los diámetros de la barra de tiempo no corroído 500 mm medido con el calibrador a Vernier. La figura 6A muestra los diámetros medidos en cuatro ángulos diferentes en cada sección a lo largo de la barra de longitud. Figura 6B presenta el máximo, mínimo y desviación de los diámetros medidos en cuatro ángulos diferentes. Esta figura es reimpreso de figura 8 por Li, et al. 16. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 7: las áreas seccionales medidas de la no-corroído de la barra muestra a lo largo de su longitud. La Figura 7A muestra las medida áreas seccionales de 440 mm de largo de la barra muestra a lo largo de su longitud antes de su corrosión. Figura 7B muestra las medida áreas seccionales de los especímenes de barra 30 mm largo no corroído final. Esta figura es reimpreso de figura 9 Li, et al. 16. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 8: las imágenes espaciales y tres transversalmente de la corroída bar espécimen medido XCT método de digitalización 3D y. La figura 8A muestra las imágenes espaciales de la muestra de barra larga corroído de 440 mm medido mediante digitalización 3D. Figura 8B presenta las imágenes de tres secciones de la corroída bar espécimen medido utilizando el método XCT. Esta figura ha sido modificada en las figuras 10 y 11 por Li, et al. 16. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 9: el área de la sección medido de la corrosión de la barra muestra a lo largo de su longitud. Figura 9A se muestra el área de la sección medido de la muestra de barra larga corroído de 300 mm a lo largo de su longitud. Figura 9B informa las áreas medidas de la muestra de 30 mm barra larga corroído. Esta figura se ha referido a figuras 12 y 13 por Li, et al. 16 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Diámetro (mm) | Método de pinza | Método XCT | Método de digitalización 3D |
| Máximo | 14.22 | 14.27 | 14.34 |
| Mínimo | 14.19 | 14,26 | 14.31 |
| Desviación | 0.03 | 0.01 | 0.03 |
Tabla 1: los diámetros medidos de 30 mm largo no corroído de la barra muestra con pinza, digitalización 3D y métodos XCT. Esto resume los diámetros máximos y mínimos de las muestras de 30 mm barra corroída durante mucho tiempo no uso de tres métodos. Esta figura ha sido modificada de la tabla 1 por Li, et al. 16.
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Discussion
Figura 6A y 6B muestran que los diámetros medidos de la no-corroído de la barra muestra no varían significativamente a lo largo de su longitud. La máxima diferencia entre los diámetros medidos a lo largo de la barra de longitud sólo es aproximadamente 0.11 mm con una desviación máxima de 0,7%. Esto indica que la geometría de un bar no corroído puede también evaluarse utilizando un calibrador a Vernier. Sin embargo, los diámetros medidos en diferentes ángulos de la misma sección transversal difieren consistentemente y considerablemente entre sí. Para la barra de determinado ejemplar, el máximo y el mínimo diámetro de 14,62 y 14,05 mm ocurre en ángulos de 45° y 135° con una desviación máxima del 4%. En otras palabras, la sección transversal de una barra no corroído no es perfectamente circular, sino elíptica. Por lo tanto, debe prestarse atención a la medida de la barra de diámetro cuando el área real de la sección transversal se calcula directamente en base al diámetro medido de la barra de acero.
Además de la medición de la llanura de barra diámetro usando los calibradores a Vernier, también utilizamos XCT y 3D métodos para medir la sección transversal de una barra de la costilla, para que los calibradores a Vernier no se puede utilizar fácilmente. Encontramos diferentes diámetros en diferentes ángulos para la barra de la costilla así. La barra simple muestra se utiliza en este trabajo puesto que se puede medir usando todos los cinco métodos diferentes para la comparación.
Las barras de acero en estructuras de hormigón son principalmente en tensión o en compresión. Por lo tanto, la fuerza dada, la capacidad de una barra de acero depende de su área seccional transversal. Suponiendo que hay diferencia de 4.0% entre el máximo y el mínimo diámetro en los diferentes ángulos y en la barra de la barra transversal es elíptica, su área se calcula mediante la A=∏(d-0.04d)(d+0.04d)/4 = 0.998∏d24 con una diferencia de 0.016% de la barra espacio para el dado 4.0% de diferencia de diámetro de la barra. Por lo tanto, debido a los diferentes diámetros en diferentes ángulos, la barra de área de sección transversal disminuye. Sin embargo, esta diferencia de área transversal de la barra parece menos significativa, en comparación con la barra de diferencia de diámetro en la misma sección.
Figura 7A y 7B muestran que las áreas seccionales de la barra no corroído medidas utilizando los métodos de pérdida de masa, pinza medidas, digitalización 3D y XCT no varían significativamente de un método a otro, excepto algunos puntos medidos con el método de drenaje. Esto era porque había algunas incertidumbres por el método de drenaje, como la tensión superficial de un foco de agua, enlace de acción entre el agua y el tubo y el contenido de humedad de una barra de superficie. Por ejemplo, si la barra de superficie está muy seca cuando es desplazado en el recipiente de agua, absorbería algunos agua primero antes de descargar el agua del recipiente. Si la tensión superficial de un bulbo de agua es mayor que 90° cuando fluye a través de un tubo, menos agua puede descargarse desde el contenedor mediante el tubo de cristal de la primera barra desplazados de 10 mm. Como resultado, la cantidad de corrosión de la barra muestra sería sobreestimar y el área residual real de la barra corroída puede subestimarse. La barra muestra continúa entrar en el recipiente, que la presión se acumula en el tubo hasta que se supere la resistencia a la fricción entre la superficie del agua y el tubo; así, mucho más agua sería dado de alta para la muestra de barra de desplazamiento consiguiente 10 mm en el envase. Como resultado, la cantidad de corrosión de la barra muestra sería subestimada y el área residual real de la barra corroída sería sobreestimar. Esta es la razón por qué el área medido de la barra de muestra utilizando el método de drenaje es menos estable y constante en comparación con los medidos por otros métodos.
Además, la tabla 1 también muestra que los diámetros de lo 30 mm de largo no corroen de la barra muestra medido con el calibrador a Vernier, el método de la XCT y digitalización 3D están cerca uno del otro. Por lo tanto, los cuatro métodos de pérdida de masa, medición del calibre, digitalización 3D y XCT método pueden utilizarse para definir las características seccionales de un acero no corroído de la barra más precisamente.
Además, a través de una comparación comprensiva de los instrumentos utilizados, costos de prueba, eficiencia, precisión en la medición de los cuatro métodos diferentes, queda claro que el método de pinza es la más conveniente para la medida de la morfología de un barra de acero corroído no debido a su sencillez, alta eficiencia y precisión en comparación con otros métodos de.
Debe señalarse que, como se muestra en la figura 1, las superficies de corte finales de ambas barras 30 mm de largo no corroído no eran perfectamente plana y transversalmente recto. Esto puede causar algunas discrepancias sobre la barra de longitud real medido con el calibrador a Vernier y, a su vez, la desviación de las áreas seccionales calculadas de la variación de volumen o pérdida de masa medida. Por lo tanto, hay algunas diferencias de las áreas seccionales medidas de las barras no corroído Figura 7A y 7B.
Figura 8A y 8B demuestran que, debido a la extracción de metal de superficie irregular por la reacción electroquímica de la barra de proceso, la sección residual de la barra corroída ejemplar no es circular ni elíptica. En cambio, se convirtió muy irregular y variado sustancialmente a lo largo de la longitud de la barra corroída.
Figura 9A y 9B mostrar las áreas residuales de la sección transversal de la corroída bar muestras a lo largo de su longitud medidos mediante pérdida de masa, pinzas, método de drenaje, digitalización en 3D y el método XCT. Está claro que para la corrosión barra muestra, el método de pérdida de masa sólo puede producir el promedio área transversal de una barra corroída y permanecen constante a lo largo de toda su longitud. No refleja la variación de la sección residual real de una barra de corrosión a lo largo de su longitud, como se muestra en la figura 8A y 8B. Además, porque un rey no puede tocar la base de las picaduras en la barra de superficie, sólo puede medir un diámetro equivalente de una sección residual de una barra corroída. Por tal un defecto intrínseco, el método de pinza es menos capaz de medir el parámetro morfológico de un corroído barra ejemplar precisamente.
Figura 9A y 9B también muestran que las áreas residuales de los corroídos espécimen midió con XCT y 3D métodos de escaneo varían constantemente a lo largo de su longitud y están cerca uno del otro. Sin embargo, el método XCT sólo puede acomodar a muestras de 30 mm. Por lo tanto, el método XCT no puede ser ampliamente utilizado en la ingeniería práctica. Por otra parte, el uso del método XCT también impone requisitos muy estrictos en la corte y la preparación de una barra de muestra. Si la sección de una barra de muestra no es un plano recto, pero torcidos o irregulares, una desviación significativa puede ser e incluida en el bar seccional área medida con el método XCT. El método de análisis en 3D para alojar 440 mm largo barra muestra y medir con bastante precisión la morfología de las muestras no corroídas y oxidadas. Tiene importantes ventajas sobre los otros cuatro métodos de precisión, eficacia y aplicabilidad en la medición de la morfología superficial de la barra. Además, el método 3D también puede generar información morfológica más útil de una barra de muestras, incluyendo las profundidades de los hoyos de corrosión en superficie, el momento de inercia, centroide, momentos de inercia de la sección, etcetera. a lo largo de su longitud. Por lo tanto, el método de análisis 3D es la opción más favorecida para medir la morfología de una barra de acero, particularmente una barra de acero corroída.
De los resultados y la discusión anterior, pueden establecerse las siguientes conclusiones. Para una barra de acero no se corroe, un pie de rey es la mejor herramienta para la medición de su morfología. No sólo tiene una alta exactitud de medición, sino que también es más económico. Aunque el método de drenaje puede medir el área transversal residual de una barra de acero corroída a lo largo de la barra de longitud, la precisión del dispositivo de medición necesita mejora. Sus resultados de la medición pueden verse afectadas por algunas incertidumbres, como la surface tension de la pera de agua, el vínculo con el tubo de flujo y la humedad de la superficie, etcetera., y por lo tanto el método de drenaje debe ser utilizado con cuidado. Aunque el método XCT puede medir exactamente el área de la sección residual de una barra de acero corroído, la longitud de una barra de acero que puede alojar se limita a 30 mm. El método de análisis 3D tiene importantes ventajas sobre los otros cuatro métodos en los aspectos de precisión, eficacia y aplicabilidad en la medición de la morfología superficial de una barra de acero, particularmente una barra de acero corroída. Además, puede generar mediciones mucho más útiles de la morfología de una barra de acero corroída, como profundidad del hoyo, seccional excentricidad, etcetera. Es el método más óptimo para la medición de parámetros morfológicos de una barra de acero corroída.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los autores en la Universidad de Shenzhen mucho reconocen el apoyo financiero de la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (Grant no. 51520105012 y 51278303) y el proyecto (clave) del Departamento de Educación de la provincia de Guangdong. (No.2014KZDXM051). también agradecen la Guangdong Provincial laboratorio clave de durabilidad para Marina Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería Civil en la Universidad de Shenzhen para proporcionar instalaciones y equipo.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Supplies | |||
| Plastic ruler | Deli Group Co.,Ltd. | No.6240 | |
| white paint pen | SINO PATH Enterprises.,Ltd. | SP-110 | |
| Tube with Branch | Customized-made | ||
| Measurement cylinder | Beijing Huake Bomex Glass Co., Ltd. | ||
| 500mL Beaker | Beijing Huake Bomex Glass Co. , Ltd. | CP-201 | |
| sandpaper | Shanghai Noon Decoration Material Co., Ltd. | P04 | |
| white developer | SHANGHAI XINMEIDA FLAW DETECTION MATERIAL CO., LTD. | FA-5 | |
| Reagents | |||
| epoxy resin adhesive | Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd. | DY·E·44 | |
| epoxy hardener | Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd. | DY·EP | |
| HCl | Dongguan Dongjiang Chemical Reagent Co., Ltd. | AR-2500ml | |
| saturated lime water | Xilong Chemical Co., Ltd. | AR-500g | |
| Equipment | |||
| Digital electronic scale | Kaifeng Group Co., Ltd. | Model JCS-0040 | |
| Digital vernier caliper | Shanghai Measuring & Cutting Tool Works Co., Ltd. | Model ST-089-229-090 | |
| Cutting machine | Robert Bosch GmbH | TCO2000 | |
| 3D reconstructed X-ray microscope | XRADIA | Model MICROXCT-400 | |
| 3D scanner | HOLON Three-dimensional Technology(Shenzhen) Co.,Ltd. | Model HL-3DX+ | |
| Electromechanical Universal Testing Machine | MTS SYSTEMS (China) Co., Ltd. | Model C64.305 |
References
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