Análisis de la aplicabilidad de los métodos de evaluación de parámetros morfológicos de las barras de acero corroído

Este vídeo tiene como objetivo medir la morfología superficial de las barras de acero intactas y corroídas. Demostraremos y evaluaremos cinco medidas diferentes, incluyendo pérdida de masa, mediciones de pinzas vernier, mediciones de drenaje, escaneo 3D y XCT de la barra de acero. El escaneo 3D es el mejor método para medir la variabilidad espacial de la penetración de la corrosión en la superficie de una barra corroída.

Las mediciones de corrosión obtenidas con el método de escaneo 3D permitirían a la ingeniería evaluar la seguridad y la vida útil de las estructuras de ingeniería existentes en nuestra sociedad de forma mucho más precisa y fiable. Demostrando el procedimiento estarán el Sr. Huilai Han, un técnico de un laboratorio, y el Sr. Shenglin Cui, un técnico de la tecnología tridimensional de Shenzhen Hong Rong. Para empezar, marque una barra de acero pulida de 500 milímetros de largo y 14 milímetros de diámetro en incrementos de 10 milímetros.

A continuación, utilice pinzas vernier a cero para medir el diámetro de la barra en la primera marca con las mandíbulas tocando suavemente la barra. Realice tres mediciones más, girando las pinzas en 45 grados cada vez, para un total de cuatro mediciones a intervalos de 45 grados. Repita este proceso para cada marca de la barra.

Promediar los diámetros en cada marca y calcular las secciones transversales. Luego, corte 30 milímetros de cada extremo de la barra para obtener dos especímenes de barra de 30 milímetros de largo y un espécimen de barra de 440 milímetros de largo. Pese cada espécimen a escala electrónica digital y registre las lecturas.

Marque los especímenes de barra de 30 milímetros de largo a intervalos de 10 milímetros, comenzando cinco milímetros desde el lado izquierdo. Determine el diámetro medio en cada una de estas marcas como se describió anteriormente. A continuación, configure una máquina de ensayo universal electromecánica estática y electromecánica y coloque un cilindro de desplazamiento de vidrio debajo del cabezal de la máquina.

Llene el cilindro con agua del grifo para llegar a la salida. A continuación, coloque una báscula electrónica debajo de la salida del contenedor. Coloque un vaso de precipitados de 200 mililitros en la báscula en línea con la salida.

Después de eso, sujeta una muestra de barra verticalmente en la cabeza de la máquina EUT. Mueva la cabeza EUT hacia abajo verticalmente hasta que la barra toque la superficie del agua. Registre la lectura inicial en la escala digital.

A continuación, configure la máquina EUT para mover la barra hacia abajo a 10 milímetros por minuto. Ejecute la máquina para desplazar la barra a la primera marca de 10 milímetros. A continuación, registre la lectura final en la escala electrónica.

Repita este proceso para cada segmento de 10 milímetros de la muestra de barra hasta que toda la barra esté sumergida. Deje que la barra se seque al aire durante una hora después. Calcular la sección transversal uniforme de cada segmento de 10 milímetros de la barra de las masas de agua desplazadas.

Pruebe cada uno de los tres especímenes de esta manera. A continuación, rocíe cada muestra de barra seca con un desarrollador blanco de detección de defectos y deje que las muestras se sequen en el aire. A continuación, coloque una muestra recubierta en la plataforma del escáner 3D.

Calibre la posición de la muestra de la barra utilizando una etiqueta marcada con una matriz aleatoria de puntos blancos pequeños. A continuación, escanee la muestra a lo largo de su longitud, desarrolle un modelo espacial y genere datos morfológicos a partir del modelo. Repita esto para cada espécimen.

A continuación, coloque una muestra de 30 milímetros de largo en la plataforma giratoria de un sistema de tomografía microcalculada de rayos X. Cierre el instrumento XCT. Abra el software del instrumento y mueva la muestra a la posición correcta para escanear.

Rellene el tamaño de píxel y el factor de ampliación deseados. A continuación, escanee la muestra y genere los parámetros geométricos. Repita el proceso para la otra muestra de 30 milímetros de largo.

Después de adquirir las medidas de la barra de acero no corroída, tira de 50 a 60 milímetros de aislamiento de una longitud de dos metros de alambre eléctrico multi-cadena. Retire un segmento más corto del otro extremo. Fije el extremo más largo y expuesto del cable a un extremo de la muestra de 440 milímetros de largo con cinta de aislamiento firmemente envuelta alrededor de 70 milímetros del extremo de la barra.

A continuación, envuelva firmemente 70 milímetros del otro extremo de la barra con cinta adhesiva. A continuación, mezcle el adhesivo epoxi con el endurecedor en una proporción de uno a uno. Aplique el epoxi uniformemente en cada extremo aislado de la barra para proteger los extremos de la corrosión.

Una vez que el epoxi se seca, llenar un tanque de plástico equipado con una placa de cobre con una solución acuosa de 3,5% en peso de cloruro de sodio en agua del grifo. Coloque el espécimen de la barra en el tanque. A continuación, conecte el cable conectado a la barra al terminal positivo de una fuente de alimentación de CC.

Conecte la placa de cobre al terminal negativo de la fuente de alimentación. Ajuste la fuente de alimentación para producir una densidad de corriente de corrosión de 2,5 microes amperios por centímetro cuadrado en toda la barra. Aplique la corriente durante la duración necesaria para alcanzar el nivel deseado de corrosión según la ley de Faraday.

A continuación, apague la corriente, desconecte la muestra de la barra y remojela en una solución acuosa de 12% en volumen de ácido clorhídrico durante 30 minutos para eliminar los productos de corrosión. Después de eso, transfiera el espécimen de la barra a una solución saturada de agua de cal para neutralizar el residuo de ácido. A continuación, enjuague la barra con agua del grifo y deje que se seque en el aire.

A continuación, marque la superficie corroída a intervalos de 10 milímetros. Pesar la barra corroída horizontalmente en una escala electrónica digital, y calcular el área promedio de la barra corroída. Determine el diámetro medio en cada marca de 10 milímetros utilizando pinzas vernier y calcule las secciones transversales.

A continuación, calcule la sección transversal de cada segmento de 10 milímetros de la barra corroída utilizando el método de drenaje de agua desplazado. Después de eso, rocíe la muestra con el desarrollador blanco y tome una exploración 3D. Por último, corte un segmento de 30 milímetros de la barra corroída y escanee con XCT.

Los diámetros medidos de la barra de acero en el tacto no variaron significativamente a lo largo de su longitud, pero se observó una variación consistente entre la medición de 45 grados y la medición de 135 grados, lo que indica que la barra era elíptica. La pérdida de masa, la medición de pinzas y las técnicas de escaneo 3D produjeron valores similares con baja variación. Las mediciones del método de drenaje del espécimen de 440 milímetros de largo sufrieron múltiples fuentes de incertidumbre, incluyendo la sequedad de la barra y la tensión superficial del agua.

Los especímenes de 30 milímetros fueron analizados con XCT, que produjo valores consistentes con otras técnicas. En general, las pinzas, XCT y el escaneo 3D produjeron valores similares con una variación mínima. Por lo tanto, las mediciones de pinza eran la forma más sencilla de obtener mediciones precisas de las barras no corroídas.

La corrosión dio lugar a una variación sustancial y forma transversal en toda la barra, que no pudo ser capturado con el método de pérdida de masa. Mientras que las pinzas eran más sensibles a la variación de la forma, no podían explicar las picaduras en la superficie de la muestra. El escaneo XCT y 3D produjo valores similares, pero XCT está limitado por la necesidad de muestras pequeñas con extremos planos.

Por lo tanto, la medición 3D se favoreció para analizar la morfología de las barras de acero corroída. Una pinza vernier es la mejor herramienta para medir la morfología superficial de una barra de acero no corroída. Y, es fácil de operar.

Y, es bastante económico. La medición del método de drenaje puede verse afectada por alguna incertidumbre, por lo que se necesitan mejoras adicionales en el dispositivo de medición. Aunque la medición XCT puede medir con precisión el área transversal residual de una barra de acero corroída, está limitada por la longitud de la muestra.

El método de escaneo 3D es el método más óptimo para las mediciones de una barra de acero corroída porque es preciso, económico y eficiente. También puede generar información útil adicional sobre la barra corroída.