Dieses Video zielt darauf ab, die Oberflächenmorphologie intakter und korrodierter Stahlstäbe zu messen. Wir zeigen und bewerten fünf verschiedene Maßnahmen, darunter Massenverlust, Vernier-Sattelmessungen, Drainagemessungen, 3D-Scanning und XCT der Stahlstange. 3D-Scanning ist die beste Methode zur Messung der räumlichen Variabilität der Korrosionsdurchdringung in der Oberfläche eines korrodierten Balkens.
Die mit dem 3D-Scanning-Verfahren gewonnenen Korrosionsmessungen würden es dem Engineering ermöglichen, die Sicherheit und Lebensdauer bestehender Konstruktionsstrukturen in unserer Gesellschaft viel präziser und zuverlässiger zu bewerten. Demonstriert wird das Verfahren von Herrn Huilai Han, einem Techniker aus einem Labor, und Herrn Shenglin Cui, einem Techniker aus Shenzhen Hong Rongs dreidimensionaler Technologie. Markieren Sie zunächst einen polierten 500 Millimeter langen Stahlstab mit 14 MillimeterDurchmesser in 10-Millimeter-Schritten.
Verwenden Sie dann Null-Vernier-Sättel, um den Durchmesser der Stange an der ersten Markierung zu messen, wobei die Backen die Stange sanft berühren. Führen Sie drei weitere Messungen durch, wobei die Bremssättel jedes Mal um 45 Grad für insgesamt vier Messungen in 45-Grad-Intervallen rotieren. Wiederholen Sie diesen Vorgang für jede Markierung auf der Leiste.
Durchschnittlich die Durchmesser bei jeder Markierung und berechnen Sie die Querschnitte. Schneiden Sie dann 30 Millimeter von jedem Ende des Balkens, um zwei 30 Millimeter lange Stabproben und eine 440 Millimeter lange Stabprobe zu erhalten. Wiegen Sie jedes Exemplar auf einer digitalen elektronischen Skala und zeichnen Sie die Messwerte auf.
Markieren Sie die 30 Millimeter langen Stabproben im Abstand von 10 Millimetern, beginnend mit fünf Millimetern von der linken Seite. Bestimmen Sie den durchschnittlichen Durchmesser an jeder dieser Markierungen, wie zuvor beschrieben. Als nächstes richten Sie eine statisch-hydraulische, elektromechanische Universalprüfmaschine ein und legen Sie einen Glasverdrängungszylinder unter den Maschinenkopf.
Füllen Sie den Zylinder mit Leitungswasser, um nur den Auslass zu erreichen. Legen Sie dann eine elektronische Waage unter den Auslass des Behälters. Legen Sie einen 200-Milliliter-Becher auf die Waage in-line mit dem Auslass.
Danach klemmen Sie eine Stabprobe vertikal in den Kopf der EUT-Maschine. Bewegen Sie den EUT-Kopf vertikal nach unten, bis der Balken nur die Wasseroberfläche berührt. Zeichnen Sie die erste Lesung auf der digitalen Skala auf.
Stellen Sie dann die EUT-Maschine ein, um die Messlatte auf 10 Millimeter pro Minute nach unten zu bewegen. Führen Sie die Maschine aus, um die Leiste auf die erste 10-Millimeter-Marke zu verschieben. Zeichnen Sie dann die letzte Lesung auf der elektronischen Skala auf.
Wiederholen Sie diesen Vorgang für jedes 10-Millimeter-Segment der Stabprobe, bis der gesamte Balken untergetaucht ist. Lassen Sie die Bar danach eine Stunde lufttrocknen. Berechnen Sie den gleichmäßigen Querschnitt jedes 10-Millimeter-Segments des Balkens aus den verdrängten Wassermassen.
Testen Sie jedes der drei Proben auf diese Weise. Als nächstes sprühen Sie jede Trockenstangenprobe mit weißem Fehlererkennungsentwickler und lassen Sie die Proben in der Luft trocknen. Legen Sie dann eine beschichtete Probe auf die Plattform des 3D-Scanners.
Kalibrieren Sie die Stab-Probenposition mit einem Etikett, das mit einem zufälligen Array kleiner, weißer Punkte markiert ist. Scannen Sie dann die Probe entlang ihrer Länge, entwickeln Sie ein räumliches Modell und generieren sie morphologische Daten aus dem Modell. Wiederholen Sie dies für jede Probe.
Als nächstes legen Sie eine 30 Millimeter lange Probe auf die drehbare Plattform eines Röntgen-Mikro-Computertomographie-Systems. Schließen Sie das XCT-Instrument. Öffnen Sie die Gerätesoftware und bewegen Sie das Exemplar zum Scannen an die richtige Position.
Füllen Sie die gewünschte Pixelgröße und den gewünschten Vergrößerungsfaktor aus. Scannen Sie dann die Probe und generieren Sie die geometrischen Parameter. Wiederholen Sie den Vorgang für die andere 30 Millimeter lange Probe.
Nach Dem Erwerb der Messungen der nicht korrodierten Stahlstange, Streifen 50 bis 60 Millimeter Isolierung aus einer zwei Meter Langen von mehrsträngigen elektrischen Draht. Entfernen Sie ein kürzeres Segment vom anderen Ende. Befestigen Sie das längere, freiliegende Ende des Drahtes an einem Ende der 440 Millimeter langen Probe mit Isolierband, das rund 70 Millimeter am Ende des Balkens fest gewickelt ist.
Dann 70 Millimeter des anderen Endes der Stange mit Isolierband fest einwickeln. Als nächstes Epoxid-Klebstoff mit Härter im Eins-zu-Eins-Verhältnis mischen. Tragen Sie das Epoxid gleichmäßig auf jedes isolierte Ende der Stange auf, um die Enden vor Korrosion zu schützen.
Nachdem das Epoxid getrocknet ist, füllen Sie einen Kunststofftank, der mit einer Kupferplatte mit einer wässrigen 3,5-Gewichts-Lösung von Natriumchlorid in Leitungswasser ausgestattet ist. Legen Sie das Stabexemplar in den Tank. Schließen Sie dann den an der Bar befestigten Draht an die positive Klemme eines GLEICHstromnetzteils an.
Schließen Sie die Kupferplatte an die negative Klemme des Netzteils an. Stellen Sie das Netzteil so ein, dass eine Korrosionsstromdichte von 2,5 Mikro-Ampere pro Quadratzentimeter in der gesamten Bar entsteht. Wenden Sie den Strom für die Dauer an, die erforderlich ist, um das gewünschte Korrosionsniveau gemäß faradays Gesetz zu erreichen.
Dann schalten Sie den Strom aus, trennen Sie die Stabprobe und tränken Sie sie 30 Minuten lang in eine 12 Volumenvolumen-Wässerlösung von Salzsäure, um Korrosionsprodukte zu entfernen. Danach die Barprobe in eine gesättigte Kalkwasserlösung geben, um den Säurerückstand zu neutralisieren. Dann spülen Sie die Bar mit Leitungswasser ab und lassen Sie sie in der Luft trocknen.
Markieren Sie als Nächstes die korrodierte Oberfläche in 10-Millimeter-Intervallen. Wiegen Sie den korrodierten Balken horizontal auf einer digitalen elektronischen Skala, und berechnen Sie die durchschnittliche Fläche des korrodierten Balkens. Bestimmen Sie den durchschnittlichen Durchmesser bei jeder 10-Millimeter-Marke mit Vernier-Sätteln und berechnen Sie die Querschnitte.
Berechnen Sie dann den Querschnitt jedes 10-Millimeter-Segments des korrodierten Balkens mit der verschobenen Wasserentwässerungsmethode. Danach sprühen Sie die Probe mit weißem Entwickler und nehmen Sie einen 3D-Scan. Schließlich schneiden Sie ein 30-Millimeter-Segment aus dem korrodierten Balken und scannen Es mit XCT.
Die gemessenen Durchmesser des in-taktigen Stahlstabs variierten nicht signifikant entlang seiner Länge, aber es wurden konsistente Abweichungen zwischen der 45-Grad-Messung und der 135-Grad-Messung beobachtet, was darauf hindeutet, dass der Stab elliptisch war. Die Massenverlust-, Bremssattelmessung und 3D-Scantechniken ergaben ähnliche Werte mit geringer Streuung. Die Drainagemethodenmessungen der 440 Millimeter langen Probe litten unter mehreren Unsicherheitsquellen, einschließlich der Trockenheit des Balkens und der Oberflächenspannung des Wassers.
Die 30-Millimeter-Proben wurden mit XCT analysiert, wodurch Werte ermittelt wurden, die mit anderen Techniken konsistent waren. Insgesamt ergaben Sättel, XCT und 3D-Scanning ähnliche Werte mit minimaler Streuung. So waren Sättelmessungen der einfachste Weg, um genaue Messungen von nicht korrodierten Stäben zu erhalten.
Korrosion führte zu erheblichen Variationen und Querschnittsformen im gesamten Balken, die mit der Massenverlustmethode nicht erfasst werden konnten. Während die Bremssättel empfindlicher auf die Formvariation reagierten, konnten sie die Entkernung in der Oberfläche der Probe nicht berücksichtigen. XCT- und 3D-Scanning ergaben ähnliche Werte, aber XCT wird durch die Notwendigkeit kleiner Proben mit flachen Enden eingeschränkt.
So wurde die 3D-Messung für die Analyse der Morphologie korrodierter Stahlstäbe bevorzugt. Ein Vernier-Sättel ist das beste Werkzeug, um die Oberflächenmorphologie eines nicht korrodierten Stahlstabs zu messen. Und es ist einfach zu bedienen.
Und, es ist ziemlich wirtschaftlich. Die Messung des Entwässerungsverfahrens kann durch eine gewisse Unsicherheit beeinträchtigt werden, so dass weitere Verbesserungen am Messgerät erforderlich sind. Obwohl die XCT-Messung die Restquerschnittsfläche eines korrodierten Stahlstabes genau messen kann, wird sie durch die Länge der Probe begrenzt.
Die 3D-Scanmethode ist die optimale Methode für die Messung einer korrodierten Stahlstange, da sie präzise, wirtschaftlich und effizient ist. Es kann auch zusätzliche nützliche Informationen über den korrodierten Balken generieren.
