Analyse de l’applicabilité des méthodes d’évaluation des paramètres morphologiques des barres d’acier corrodé

Cette vidéo vise à mesurer la morphologie de surface des barres d’acier intactes et corrodées. Nous démontrerons et évaluerons cinq mesures différentes, y compris la perte de masse, les mesures de l’étrier vernier, les mesures de drainage, le balayage 3D et le XCT de la barre d’acier. Le balayage 3D est la meilleure méthode pour mesurer la variabilité spaciale de la pénétration de corrosion à la surface d’une barre corrodée.

Les mesures de corrosion obtenues avec la méthode de balayage 3D permettraient à l’ingénierie d’évaluer la sécurité et la durée de vie des structures d’ingénierie existantes dans notre société beaucoup plus précisément et de manière fiable. M. Huilai Han, technicien d’un laboratoire, et M. Shenglin Cui, technicien de la technologie tridimensionnelle de Shenzhen Hong Rong, démontreront la procédure. Pour commencer, marquez une barre d’acier polie de 500 millimètres de long et de 14 millimètres de diamètre par incréments de 10 millimètres.

Ensuite, utilisez des étriers verniers à zéro pour mesurer le diamètre de la barre à la première marque avec les mâchoires touchant doucement la barre. Effectuez trois autres mesures, en faisant pivoter les étriers de 45 degrés à chaque fois, pour un total de quatre mesures à intervalles de 45 degrés. Répétez ce processus pour chaque marque sur la barre.

Faire la moyenne des diamètres à chaque marque et calculer les sections transversales. Ensuite, coupez 30 millimètres de chaque extrémité de la barre pour obtenir deux spécimens de barre de 30 millimètres de long et un spécimen de barre de 440 millimètres de long. Pesez chaque spécimen sur une échelle électronique numérique et enregistrez les lectures.

Marquez les spécimens de barre de 30 millimètres de long à intervalles de 10 millimètres, à partir de cinq millimètres du côté gauche. Déterminez le diamètre moyen à chacune de ces marques tel qu’il a été décrit précédemment. Ensuite, installez une machine d’essai universelle statique-hydraulique et électromécanique et placez un cylindre de déplacement en verre sous la tête de la machine.

Remplissez le cylindre avec de l’eau du robinet pour simplement atteindre la prise. Ensuite, placez une balance électronique sous la sortie du conteneur. Placez un bécher de 200 millilitres sur l’échelle en ligne avec la prise.

Après cela, serrez un spécimen de barre verticalement dans la tête de la machine EUT. Déplacez la tête de l’EUT vers le bas verticalement jusqu’à ce que la barre touche juste la surface de l’eau. Enregistrez la lecture initiale à l’échelle numérique.

Ensuite, réglez la machine EUT pour déplacer la barre vers le bas à 10 millimètres par minute. Exécutez la machine pour déplacer la barre à la première marque de 10 millimètres. Ensuite, enregistrez la lecture finale à l’échelle électronique.

Répétez ce processus pour chaque segment de 10 millimètres du spécimen de barre jusqu’à ce que toute la barre soit submergée. Laisser sécher à l’air libre pendant une heure par la suite. Calculer la section transversale uniforme de chaque segment de 10 millimètres de la barre à partir des masses d’eau déplacées.

Testez chacun des trois spécimens de cette façon. Ensuite, vaporisez chaque spécimen de barre sèche avec le développeur blanc de détection des défauts, et laissez les spécimens sécher dans l’air. Ensuite, placez un spécimen enduit sur la plate-forme du scanner 3D.

Calibrer la position du spécimen de barre à l’aide d’une étiquette marquée d’un tableau aléatoire de petits points blancs. Ensuite, numérisez le spécimen le long de sa longueur, développez un modèle spacial et générez des données morphologiques à partir du modèle. Répétez cette demande pour chaque spécimen.

Ensuite, placez un spécimen de 30 millimètres de long sur la plate-forme rotatable d’un système de tomographie micro-calculée aux rayons X. Fermez l’instrument XCT. Ouvrez le logiciel d’instrument et déplacez le spécimen à la bonne position pour la numérisation.

Remplissez la taille de pixel désirée et le facteur de grossissement. Ensuite, numérisez le spécimen et générez les paramètres géométriques. Répétez le processus pour l’autre spécimen de 30 millimètres de long.

Après avoir acquis les mesures de la barre d’acier non corrodée, dépouillez de 50 à 60 millimètres d’isolant à partir d’une longueur de deux mètres de fil électrique multi-brins. Dépouiller un segment plus court de l’autre extrémité. Fixer l’extrémité plus longue et exposée du fil à une extrémité du spécimen de 440 millimètres de long avec du ruban isolant solidement enroulé autour de 70 millimètres de l’extrémité de la barre.

Puis, envelopper fermement 70 millimètres de l’autre extrémité de la barre avec du ruban isolant. Ensuite, mélangez l’adhésif époxy avec le durcisseur dans un rapport un-à-un. Appliquer uniformément l’époxy à chaque extrémité isolée de la barre pour protéger les extrémités de la corrosion.

Une fois l’époxy séché, remplir un réservoir en plastique équipé d’une plaque de cuivre d’une solution aqueuse de 3,5 % par poids de chlorure de sodium dans l’eau du robinet. Placez le spécimen de barre dans le réservoir. Ensuite, connectez le fil fixé à la barre au terminal positif d’une alimentation électrique DC.

Connectez la plaque de cuivre au terminal négatif de l’alimentation électrique. Réglez l’alimentation électrique pour produire une densité de courant de corrosion de 2,5 micro-ampères par centimètre carré dans toute la barre. Appliquer le courant pour la durée nécessaire pour atteindre le niveau de corrosion souhaité par la loi de Faraday.

Ensuite, éteignez le courant, déconnectez le spécimen de barre et trempez-le dans une solution aqueuse en volume d’acide chlorhydrique pendant 30 minutes pour éliminer les produits de corrosion. Après cela, transférez le spécimen de barre à une solution saturée d’eau de chaux pour neutraliser les résidus d’acide. Rincez ensuite la barre avec de l’eau du robinet et laissez-la sécher dans l’air.

Ensuite, marquez la surface corrodée à intervalles de 10 millimètres. Pesez la barre corrodée horizontalement sur une échelle électronique numérique et calculez la surface moyenne de la barre corrodée. Déterminez le diamètre moyen à chaque marque de 10 millimètres à l’aide d’étriers verniers et calculez les sections transversales.

Ensuite, calculez la section transversale de chaque segment de 10 millimètres de la barre corrodée à l’aide de la méthode de drainage de l’eau déplacée. Après cela, pulvériser le spécimen avec développeur blanc et prendre un scan 3D. Enfin, coupez un segment de 30 millimètres de la barre corrodée et numérisez-le avec du XCT.

Les diamètres mesurés de la barre d’acier en tact n’ont pas varié de façon significative le long de sa longueur, mais des variations constantes ont été observées entre la mesure de 45 degrés et la mesure de 135 degrés, ce qui indique que la barre était elliptique. La perte de masse, la mesure de l’étrier et les techniques de numérisation 3D ont produit des valeurs similaires avec de faibles variations. Les mesures de la méthode de drainage du spécimen de 440 millimètres de long souffraient de multiples sources d’incertitude, y compris la sécheresse de la barre et la tension de surface de l’eau.

Les spécimens de 30 millimètres ont été analysés avec XCT, qui a produit des valeurs compatibles avec d’autres techniques. Dans l’ensemble, les étriers, le XCT et la numérisation 3D ont produit des valeurs similaires avec une variation minimale. Ainsi, les mesures de l’étrier étaient le moyen le plus simple d’obtenir des mesures précises des barres non corrodées.

La corrosion a entraîné des variations substantielles et une forme transversale dans toute la barre, qui n’ont pas pu être capturées avec la méthode de perte de masse. Bien que les étriers aient été plus sensibles à la variation de forme, ils ne pouvaient pas expliquer les piqûres à la surface du spécimen. XCT et numérisation 3D ont produit des valeurs similaires, mais XCT est limité par le besoin de petits échantillons avec des extrémités plates.

Ainsi, la mesure 3D a été favorisée pour analyser la morphologie des barres d’acier corrodées. Un étrier vernier est le meilleur outil pour mesurer la morphologie de surface d’une barre d’acier non corrodée. Et, il est facile à utiliser.

Et, c’est assez économique. La mesure de la méthode de drainage peut être affectée par une certaine incertitude, de sorte que d’autres améliorations au dispositif de mesure sont nécessaires. Bien que la mesure XCT puisse mesurer avec précision la zone transversale résiduelle d’une barre d’acier corrodée, elle est limitée par la longueur de l’échantillon.

La méthode de numérisation 3D est la méthode la plus optimale pour les mesures d’une barre d’acier corrodée parce qu’elle est précise, économique et efficace. Il peut également générer des informations utiles supplémentaires sur la barre corrodée.