Análise da aplicabilidade dos métodos de avaliação de parâmetros morfológicos das barras de aço corroídas

Este vídeo tem como objetivo medir a morfologia superficial de barras de aço intactas e corroídas. Vamos demonstrar e avaliar cinco medidas diferentes, incluindo perda de massa, medições de pinça vernier, medições de drenagem, digitalização 3D e XCT da barra de aço. A digitalização 3D é o melhor método para medir a variabilidade espacial da penetração de corrosão na superfície de uma barra corroída.

As medidas de corrosão obtidas com o método de digitalização 3D permitiriam à engenharia avaliar a segurança e a vida útil das estruturas de engenharia existentes em nossa sociedade com muito mais precisão e confiabilidade. Demonstrando o procedimento estarão o Sr. Huilai Han, um técnico de um laboratório, e o Sr. Shenglin Cui, um técnico da tecnologia tridimensional de Shenzhen Hong Rong. Para começar, marque uma barra de aço polida de 500 milímetros de comprimento e 14 milímetros de diâmetro em incrementos de 10 milímetros.

Em seguida, use pinças vernier zeradas para medir o diâmetro da barra na primeira marca com as mandíbulas tocando suavemente a barra. Realize mais três medições, girando as pinças em 45 graus cada vez, para um total de quatro medições em intervalos de 45 graus. Repita este processo para cada marca na barra.

Média dos diâmetros em cada marca e calcular as seções transversais. Em seguida, corte 30 milímetros de cada extremidade da barra para obter dois espécimes de barra de 30 milímetros de comprimento e um espécime de barra de 440 milímetros de comprimento. Pesar cada espécime em uma escala eletrônica digital e registrar as leituras.

Marque os espécimes de barra de 30 milímetros de comprimento em intervalos de 10 milímetros, começando a cinco milímetros do lado esquerdo. Determine o diâmetro médio em cada uma dessas marcas como descrito anteriormente. Em seguida, configure uma máquina de teste universal estática-hidráulica e eletromecânica e coloque um cilindro de deslocamento de vidro sob a cabeça da máquina.

Encha o cilindro com água da torneira para apenas chegar à tomada. Em seguida, coloque uma escala eletrônica abaixo da saída do recipiente. Coloque um béquer de 200 mililitros na balança em linha com a tomada.

Depois disso, aperte uma barra na cabeça da máquina EUT. Mova a cabeça eut para baixo verticalmente até que a barra apenas toque a superfície da água. Registo a leitura inicial na escala digital.

Em seguida, defina a máquina EUT para mover a barra para baixo a 10 milímetros por minuto. Execute a máquina para deslocar a barra para a primeira marca de 10 milímetros. Então, registo a leitura final na escala eletrônica.

Repita este processo para cada segmento de 10 milímetros da amostra da barra até que toda a barra esteja submersa. Deixe o bar secar o ar por uma hora depois. Calcule a seção transversal uniforme de cada segmento de 10 milímetros da barra a partir das massas de água deslocadas.

Teste cada uma das três amostras desta maneira. Em seguida, pulverize cada espécime de barra seca com o desenvolvedor branco de detecção de falhas, e permita que os espécimes sequem no ar. Em seguida, coloque um espécime revestido na plataforma do scanner 3D.

Calibrar a posição da amostra da barra usando um rótulo marcado com uma matriz aleatória de pequenos pontos brancos. Em seguida, escaneie a amostra ao longo de seu comprimento, desenvolva um modelo espacial e gere dados morfológicos a partir do modelo. Repita isso para cada espécime.

Em seguida, coloque uma amostra de 30 milímetros de comprimento na plataforma rotativa de um sistema de tomografia microcomputante de raios-X. Feche o instrumento XCT. Abra o software do instrumento e mova a amostra para a posição correta para a varredura.

Preencha o tamanho do pixel desejado e o fator de ampliação. Em seguida, escaneie a amostra e gere os parâmetros geométricos. Repita o processo para o outro espécime de 30 milímetros de comprimento.

Após adquirir as medidas da barra de aço não corroída, retire de 50 a 60 milímetros de isolamento de um comprimento de dois metros de fio elétrico multi-encalhado. Tire um segmento mais curto do outro lado. Fixar a extremidade mais longa e exposta do fio a uma extremidade da amostra de 440 milímetros de comprimento com fita de isolamento firmemente enrolada em torno de 70 milímetros da extremidade da barra.

Em seguida, enrole firmemente 70 milímetros da outra extremidade da barra com fita de isolamento. Em seguida, misture o adesivo epóxi com o endurecedor em uma proporção de um para um. Aplique o epóxi uniformemente em cada extremidade isolada da barra para proteger as extremidades da corrosão.

Uma vez que o epóxi esteja seco, encha um tanque de plástico equipado com uma placa de cobre com uma solução aquosa de 3,5% de peso de cloreto de sódio na água da torneira. Coloque o espécime da barra no tanque. Em seguida, conecte o fio ligado à barra ao terminal positivo de uma fonte de alimentação DC.

Conecte a placa de cobre ao terminal negativo da fonte de alimentação. Defina a fonte de alimentação para produzir uma densidade de corrente de corrosão de 2,5 micro-amperes por centímetro quadrado em toda a barra. Aplique a corrente para a duração necessária para atingir o nível desejado de corrosão por lei de Faraday.

Em seguida, desligue a corrente, desconecte a amostra da barra e mergulhe-a em uma solução aquosa de volume de ácido clorídrico por 30 minutos para remover produtos de corrosão. Depois disso, transfira o espécime da barra para uma solução saturada de água de cal para neutralizar o resíduo ácido. Em seguida, enxágue a barra com água da torneira e deixe-a secar no ar.

Em seguida, marque a superfície corroída em intervalos de 10 milímetros. Pesar a barra corroída horizontalmente em uma escala eletrônica digital, e calcular a área média da barra corroída. Determine o diâmetro médio a cada marca de 10 milímetros usando pinças vernier e calcule as seções transversais.

Em seguida, calcule a seção transversal de cada segmento de 10 milímetros da barra corroída usando o método de drenagem de água deslocada. Depois disso, pulverize o espécime com desenvolvedor branco e faça uma varredura 3D. Por fim, corte um segmento de 30 milímetros da barra corroída e escaneie-o com XCT.

Os diâmetros medidos da barra de aço em tato não variaram significativamente ao longo de seu comprimento, mas observou-se variação consistente entre a medição de 45 graus e a medição de 135 graus, indicando que a barra era elíptica. As técnicas de perda de massa, medição de pinça e escaneamento 3D produziram valores semelhantes com baixa variação. As medidas do método de drenagem da amostra de 440 milímetros de comprimento sofreram múltiplas fontes de incerteza, incluindo o ressecamento da barra e a tensão superficial da água.

As amostras de 30 milímetros foram analisadas com XCT, que produziu valores consistentes com outras técnicas. No geral, as pinças, xct e digitalização 3D produziram valores semelhantes com variação mínima. Assim, as medidas de pinça foram a maneira mais simples de obter medições precisas de barras não corroídas.

A corrosão resultou em variação substancial e forma transversal em toda a barra, que não pôde ser capturada com o método de perda de massa. Embora as pinças fossem mais sensíveis à variação da forma, elas não podiam explicar o pitting na superfície do espécime. A varredura XCT e 3D produziu valores semelhantes, mas o XCT é limitado pela necessidade de pequenas amostras com extremidades planas.

Assim, a medição 3D foi favorecida para analisar a morfologia das barras de aço corroídas. Uma pinça vernier é a melhor ferramenta para medir a morfologia superficial de uma barra de aço não corroída. E é fácil de operar.

E é bastante econômico. A medição do método de drenagem pode ser afetada por alguma incerteza, de modo que são necessárias melhorias adicionais no dispositivo de medição. Embora a medição XCT possa medir com precisão a área transversal residual de uma barra de aço corroída, ela é limitada pelo comprimento da amostra.

O método de digitalização 3D é o método mais ideal para as medições de uma barra de aço corroída porque é precisa, econômica e eficiente. Também pode gerar informações úteis adicionais sobre a barra corroída.