PL-1金属酸浸时滞值测量仪的研制

钢板镀锡前的原板质量是决定镀锡钢板耐蚀性能的一个重要因素。酸浸时滞值系用来评价镀锡原板质量的一个指标。所谓酸浸时滞值就是将镀锡原板浸于盐酸中,如果钢基表面比较纯净,很少含有杂质,则置换出的氢气量始终是一样的,即氢气析出的速率是相同的;反之钢基表面不干净,所含的杂质数量不同,当酸作用时,开始和最终时析出的氢气速率不同,开始时氢的析出率小,继之逐渐增大,最后达到一固定值。所含的杂质愈多,达到这一固定值的时间愈长。这种时间上的滞后现象称为“酸浸时滞”[pickle lag][1]现象,而达到这一固定值所需的时间,称为酸浸时滞值。

1　问题的提出

一般认为测量酸浸时滞值采用重量法比较准确,但测量费时,手续很麻烦,而且人为误差大,氢气压力法也存在类似问题,后来美国Metal Box公司研制成功一种称之为“自动酸滞仪”的测量装置[2],它可取代以往复杂的手工操作,自动将试样在酸液中产生的析H2压力随时间的变化情况记录在纸上,从而使手工记录产生的误差大为减小。然而这套装置的测试结果受系统的气密性及投样速率影响较大,并且由于测量是在高温浓酸条件下进行(90℃,6NHCl),而气压的传递和记录装置为机械传动,因此还存在腐蚀问题。70年代,武钢钢研所曹招根等人曾对日本及国内某些厂家生产的镀锡原板分别采用重量法,析出H2压力法和电位法进行了对比实验,证明三种方法测量的结果很接近。70年代武钢170mm镀锡机工程曾引进一台“自动酸滞仪”,由于严重的腐蚀及配件更换等问题,致使该装置搁置多年无法修复使用。可见针对国内现状必须研制一套适合科研及工厂使用的PL测量系统及方法,以满足我国迅速发展的钢铁工业的需要。为此我们根据电位学自动测量原理研制成功了PL-1型钢板酸浸时滞值自动测量仪。

2　电化学自动测量原理

钢板在退火过程中,其表面会生成晶界氧化物;以及由于除油不尽,高温煅烧又使其转化成碳化物杂质,根据电化学原理,当这种钢板与酸作用时,其表面电位与基体钢的自腐蚀电位是不相同的。在90℃、6N盐酸的条件下,连续测量表面电位随时间的变化,则被测钢板的起始电位会随着表面氧化物和杂质的不断反应溶失而逐渐达到钢基的自腐蚀电位,趋于稳定后,在该电位下,析氢速率不再发生明显变化。试样与酸开始反应到接近该电位的时间就是酸浸时滞值,见图1。

3　仪器

采用作者新近研制的PL-1型钢板酸浸时滞值自动测试仪及配套系统,其技术参数为,数据采集精度3 1/2位;时滞值显示精度小于0.2s,电位测量范围±2V;数据采集长度256个(相当于51s);电源为220V50Hz。