[發明專利]在加載過程中實現同步干濕交替加速腐蝕的設備及其應用

無效

• 申請號: 200810012951.5
• 申請日: 2008-08-27
• 公開（公告）號: CN101660985A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 王雷;董俊華;柯偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N1/32
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及金屬材料腐蝕及腐蝕疲勞領域，具體為一種在加載過程中實現同步干濕交替加速腐蝕的設備及其應用。它是一種可與疲勞機、慢拉伸設備相輔，實現試樣在疲勞、拉伸或慢拉伸過程中，同步進行干濕交替腐蝕的設備。也可以用于模擬不同氣候條件下控溫控濕腐蝕疲勞、拉伸或慢拉伸實驗，控溫控濕干濕交替腐蝕實驗，腐蝕疲勞過程中實現同步干濕交替加速腐蝕，慢拉伸過程中實現同步干濕交替加速腐蝕。

背景技術

作為結構材料，耐候鋼廣泛應用于建筑、交通運輸、機械傳輸、支撐和橋梁等領域。由于在大氣中暴露使用的耐候鋼表面會生成保護性銹層，阻止了大氣對鋼的進一步腐蝕。裸露使用的耐候鋼在服役過程中不僅受到大氣腐蝕作用同時還要受到應力作用，其中有應力作用較小的情況，如應用在建筑、塔架、交通運輸用車箱、集裝箱等領域；有應力作用較大而且變化頻繁的情況，如軌道、橋梁等領域。

目前，對于金屬構件在各種大氣中發生腐蝕現象，除了采用現場掛片的方法，國內外學者大多采用實驗室加速腐蝕的方法，即在實驗室內無載荷條件下模擬田園氣候、工業氣候、海岸氣候等各種大氣腐蝕環境或不同氣候的復合氣氛，評定金屬材料的抗腐蝕性能。這種方法一般是在恒溫恒濕不受任何應力的實驗條件下進行，能夠在短時間內模擬得到金屬構件在將來的服役大氣環境中的腐蝕性能。當要在模擬氣氛中給試樣加上一定的載荷，模擬試樣同時受力、受腐蝕的服役環境，即讓試樣受到應力作用，并同時對試樣腐蝕段進行干濕交替加速腐蝕，還要求試樣腐蝕段處于一定的濕度、溫度范圍時，目前還沒有很好的方法來實現。也就是說，載荷及大氣腐蝕同時作用環境下金屬構件的性能如何，目前還沒有很好的方法進行實驗評定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在加載過程中實現同步干濕交替加速腐蝕的設備及其應用，使得在實驗室模擬金屬構件受應力作用時在各種不同腐蝕氣氛中的干濕交替加速腐蝕實驗成為可能，并在一定的溫度、濕度環境中進行，對開展受應力作用下各種氣候中材料的腐蝕性能研究、力學性能研究，提高我國材料構件的服役安全性，可靠性和經濟性有重要意義。

本發明的技術方案如下：

一種在加載過程中實現同步干濕交替加速腐蝕的設備，該設備包括：控制系統、控溫裝置、控濕裝置、噴霧裝置、腐蝕疲勞箱，控制系統輸出端分別連接控溫裝置、控濕裝置、噴霧裝置，控溫裝置、控濕裝置、噴霧裝置的輸出端分別連至腐蝕疲勞箱，疲勞機控制系統的輸出端連接疲勞機加載系統，疲勞機控制系統通過疲勞機加載系統對腐蝕疲勞箱內的試樣施加循環載荷。

該設備控制系統可以用繼電器實現，也可以用單片機實現。本發明通過控溫裝置、控濕裝置感應腐蝕疲勞箱內的溫度濕度并把信號傳給控制系統，再由控制系統發出指令對腐蝕疲勞箱內的溫度濕度進行調節，實現控溫控濕。同時，控制系統的指令給噴霧裝置，對腐蝕疲勞箱內加載試樣定時進行噴霧，實現干濕交替加速腐蝕。

本發明通過腐蝕疲勞箱將加載試樣密封起來，在腐蝕疲勞箱內只暴露出試樣腐蝕段，或者將腐蝕疲勞箱尺寸做大，將疲勞機夾頭封在腐蝕疲勞箱內(適于耐腐蝕夾頭)，以實現對試樣加載的同時進行加速腐蝕。

本發明通過控溫裝置的溫度感應裝置感應腐蝕疲勞箱內的溫度，將信號傳送到控制系統，當溫度低于控制系統所要求溫度范圍時，控制系統會啟動控溫裝置給腐蝕疲勞箱增溫；當溫度達到要求時，控制系統將接受到溫度感應裝置傳來的信號，從而關閉控溫裝置。

本發明通過控濕裝置的濕度感應裝置感應腐蝕疲勞箱內的濕度，將信號傳送到控制系統，當濕度低于控制系統所要求濕度范圍時，控制系統會啟動控濕裝置給腐蝕疲勞箱增濕；當濕度達到要求時，控制系統將接受到濕度感應裝置傳來的信號，從而關閉控濕裝置。

本發明通過噴霧裝置對加載試樣腐蝕段進行噴霧潤濕。在噴電解質溶液潤濕加載試樣表面后，試樣會在控溫控濕條件下逐漸干燥，實現一個干濕交替加速腐蝕周次；之后進入下一個干濕交替循環，適當的(根據實驗設定)干濕交替加速腐蝕周次后，用霧化去離子水沖洗試樣表面，以免積留過多鹽分。干濕交替加速?腐蝕過程中，噴霧時間及噴霧間隔時間由控制系統控制(單片機編程控制或繼電器控制)。

本發明通過控溫元件和控濕元件實現腐蝕疲勞箱內溫度和濕度可控，控溫、控濕元件將所測的信號傳給控制系統，再通過控制回路對控溫、控濕裝置實現運行及關閉控制，實現腐蝕疲勞箱內溫度濕度可控。

本發明通過繼電器(或單片機編程)對噴霧裝置的噴霧時間、噴霧間隔時間以及噴去離子水霧的時間控制，對試樣實現干濕交替加速腐蝕。