[發明專利]一種用于加載過程的多參數可調控電解池裝置

有效

• 申請號: 201110358029.3
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102494989A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張慧霞;程文華
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于腐蝕技術領域，涉及一種對金屬材料在特殊、復雜溶液體系中的拉伸、疲勞情況進行原位電化學測量的電解池設備，特別是一種用于加載過程的多參數可調控電解池裝置。

背景技術：

金屬材料在腐蝕環境中受到應力或交變應力作用就會發生應力腐蝕或腐蝕疲勞，海洋結構工程中任何受到應力或交變應力的構件都可能遭受到應力腐蝕或腐蝕疲勞破壞，尤其是受到陰極保護的金屬材料或構件，其應力腐蝕或腐蝕疲勞的敏感性更強，這些腐蝕破壞將給國民經濟帶來重大經濟損失，研究應力和交變應力作用下金屬材料和構件的腐蝕行為尤為迫切。早在上世紀70年代，美國的《疲勞測試手冊》中就有軸向加載試樣與水介質試驗容器聯合使用進行金屬材料腐蝕介質下疲勞壽命測試的描述；C.E.賈斯克等等所著《海洋工程中金屬的腐蝕疲勞》提到應當控制腐蝕介質的溫度、溶解氧含量、pH值、壓力和試樣的極化電位，并介紹了與疲勞機和拉伸機聯合使用可以對試樣施加陰極極化的腐蝕試驗裝置。國內也有人發明了可以與疲勞或拉伸機聯合使用的腐蝕裝置，用于控制腐蝕介質的溫度和濃度；如申請號為200810146899.2的發明專利“一種在腐蝕疲勞過程中實現控溫控濕設備”通過將試樣腐蝕段密封于尺寸合適密封性好留有介質循環進出口的腐蝕箱內，再將試樣固定在拉伸機或疲勞機上，實現了疲勞或拉伸的同時，利用介質的循環流動實現金屬材料腐蝕部位處于恒定的溫度和介質濃度，使實驗室模擬金屬構件加載時在各種不同腐蝕氣氛中的腐蝕疲勞和應力腐蝕試驗成為可能；申請號為200810012951.5的發明專利“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”解決了試樣受應力作用同時受到干濕交替，且處于一定濕度、溫度范圍時金屬構件性能的評定，即載荷及大氣腐蝕同時作用環境下金屬構件的性能試驗評定方法；但是以上兩個專利提到的裝置都不適合用于水介質中的應力腐蝕和腐蝕疲勞試驗；申請號為200810049624.7的發明專利“一種對金屬材料進行腐蝕疲勞試驗的海水循環系統”，可實現循環海水中的低周腐蝕疲勞試驗，解決了腐蝕疲勞試驗中水介質的循環問題，但是僅局限于懸臂彎曲試樣；申請號為200810167021.7的發明專利“一種腐蝕環境下疲勞裂紋擴展速率試驗環境裝置”，可實現C(T)試樣在水介質中的裂紋擴展試驗，解決了水介質中應變規腐蝕問題，但是也僅局限于C(T)試樣一種試樣。申請號為200810249619.0的發明專利“一種電化學原位測量的電解池裝置”中解決了三點彎曲試樣在疲勞裂紋擴展速率試驗中應變規腐蝕問題和電化學測量問題，但是僅限于三點彎曲試樣。綜上所述，在腐蝕疲勞和應力腐蝕過程中，目前還沒有一種裝置既能夠解決水介質循環以及腐蝕溶液鹽度、溫度、溶解氧含量、pH值和試樣極化電位等多參數調控問題，也能實現試樣原位電化學測量，為評定復雜多變溶液體系中金屬材料和構件的腐蝕疲勞和應力腐蝕性能，在加載過程中能夠實現腐蝕溶液的鹽度、溫度、溶解氧含量、pH值和試樣的極化電位等多參數可調控的腐蝕槽兼電解池裝置研制顯得非常迫切。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種能同時調節腐蝕溶液中鹽度、pH值、溫度和溶氧量的電解池裝置，配合拉伸機或疲勞機實現不同腐蝕溶液體系中的應力腐蝕或腐蝕疲勞試驗，為應力或交變應力條件下金屬材料的耐蝕性評價提供可靠手段；在試樣加載過程中對腐蝕介質參數和試樣極化電位進行自動調控的電解池裝置或腐蝕試驗槽，能夠通過腐蝕介質鹽度、溫度、溶氧量和pH值等參數的自動調節以及極化電位的控制，實現金屬材料在可控腐蝕條件下的應力腐蝕和腐蝕疲勞試驗，通過三電極體系，實現外加應力或應力交變條件下試樣腐蝕過程的電化學原位測量，為復雜條件下金屬材料腐蝕過程的可控測量提供設備。