[發(fā)明專利]一種模擬海洋飛濺區(qū)的腐蝕試驗裝置及試驗方法

有效

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• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102937565B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琳;徐小連;高鵬;艾芳芳;陳義慶;鐘彬;肖宇;鄭云龍
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種腐蝕試驗裝置及方法，特別是一種模擬海洋飛濺區(qū)的腐蝕試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

海洋占地球表面的2/3以上，我國年腐蝕損失約占國民生產(chǎn)總值的5％，由腐蝕造成的經(jīng)濟損失已達一萬億元。在自然條件下，海洋環(huán)境腐蝕性很強，海洋腐蝕的損失約占總腐蝕損失的十分之一以上，同時海洋腐蝕對安全生產(chǎn)造成巨大威脅。海洋腐蝕環(huán)境通常分為海洋大氣區(qū)、海洋飛濺區(qū)、海水潮差區(qū)、海水全浸區(qū)以及海泥區(qū)五個腐蝕區(qū)帶，金屬材料在海洋不同區(qū)帶下的腐蝕情況不同。海洋飛濺區(qū)是海洋環(huán)境中金屬構(gòu)筑物遭受腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域。同一種金屬材料，在浪花飛濺部位的腐蝕程度會比海水全浸部位高出3~10倍。目前海洋用鋼海洋飛濺腐蝕試驗，主要采用實海掛片來進行，但這種試驗方法存在以下不足：試驗周期一般較長，成本相對較高，難以實時檢測腐蝕狀態(tài)，并且試驗數(shù)據(jù)離散性大，不利于針對特定因素進行分析。尤為嚴(yán)重的是，在試驗中常因狂風(fēng)暴雨和海浪的襲擊而丟失試樣，造成數(shù)據(jù)不全，使整個試驗毀于一旦，前功盡棄。在新材料研發(fā)日新月異的今天，自然環(huán)境的腐蝕試驗難以滿足快速準(zhǔn)確評價材料耐蝕性的需要。因此，通過開發(fā)實驗室模擬海洋飛濺區(qū)腐蝕試驗裝置，來模擬材料在實際海洋飛濺區(qū)的腐蝕過程，能夠在較短時間內(nèi)取得大量科學(xué)合理的試驗數(shù)據(jù)，對研究材料在實際海洋飛濺區(qū)環(huán)境中的腐蝕行為和機理，以及對耐海洋腐蝕材料的開發(fā)方面具有重要的意義。

對于模擬海洋飛濺區(qū)腐蝕試驗裝置，目前已經(jīng)公開了一些專利。如“耐候鋼海水飛濺腐蝕試驗裝置”(公開號為：CN?2938075Y)，該裝置通過恒溫裝置調(diào)節(jié)海水介質(zhì)溫度并使其保持恒溫，由水泵抽取耐腐蝕容器下部的海水介質(zhì)向耐腐蝕容器的內(nèi)壁噴射，水流經(jīng)折射形成對耐候鋼試樣的飛濺。通過調(diào)節(jié)水泵的噴射壓力和噴射方向，改變所形成海水飛濺的形態(tài)，與通過恒溫調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)海水介質(zhì)溫度的手段相結(jié)合進行實驗室內(nèi)模擬飛濺試驗；但缺點是采取溶液噴濺折射方式，并且試樣是垂直固定放置，造成試樣所受噴淋不均勻，不利于對試驗結(jié)果進行科學(xué)地分析。并且由于噴淋系統(tǒng)缺少時間控制缺少時間控制裝置，無法滿足海洋飛濺區(qū)干濕交替的環(huán)境要求。“一種用于環(huán)境試驗的海水飛濺模擬試驗裝置”(公開號為：CN?201514369U)也公開了一種模擬海水飛濺裝置，該裝置通過可擺動的噴頭將要求的一定溶氧量的溶液噴淋到靜止的試樣上，通過防腐蝕溶液泵、回流管的調(diào)節(jié)和時間繼電器的控制，實現(xiàn)了調(diào)整液滴的沖擊力的大小和沖擊時間；但缺點是該裝置采取三組噴淋頭直接噴到試樣表面的方式，不同的噴頭或者同一噴頭不同位置均會造成噴濺量不一致，對試樣結(jié)果會造成很大偏差。“海洋飛濺區(qū)模擬實驗裝置”(郭曉軍等)，該文章介紹了一種利用電機帶動攪拌轉(zhuǎn)子以形成溶液的飛濺，通過調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速控制水的飛濺程度，來模擬海洋飛濺區(qū)波浪的大小，用氣泵把空氣注入水中調(diào)節(jié)水中溶氧量，并利用熱電偶控溫調(diào)節(jié)水溫；但缺點是旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)子在溶液中的位置決定了液滴飛濺到試樣表面的力的大小，液滴飛濺沖擊到試樣表面產(chǎn)生的力無法調(diào)節(jié)，從而無法模擬不同飛濺沖擊力度等多種因素腐蝕試驗條件。

上述公開專利和論文都是關(guān)于海洋飛濺區(qū)室內(nèi)模擬試驗裝置。但由于海洋飛濺區(qū)環(huán)境腐蝕影響因素較多，如鹽度、光照、波浪大小、空氣濕度、干濕交替等因素的綜合影響。因此，為更客觀準(zhǔn)確地評價材料在飛濺區(qū)的腐蝕過程，需要在設(shè)計飛濺區(qū)室內(nèi)模擬試驗裝置時盡可能考慮多種因素的綜合作用，這對開發(fā)耐海洋飛濺區(qū)腐蝕新材料的研究是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠針對多種因素進行模擬，能夠使試樣所受溶液飛濺均勻并且可以開展多批試樣同時進行的模擬海洋飛濺區(qū)腐蝕試驗裝置及試驗方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

模擬海洋飛濺區(qū)的腐蝕試驗方法，模擬海洋飛濺區(qū)不同溫度、不同干濕周期、不同飛濺沖擊力度等多種因素的腐蝕試驗方法。具體是通過溫控系統(tǒng)按照試驗設(shè)計的溫度進行控溫，通過時間繼電器調(diào)節(jié)，采用噴淋系統(tǒng)與光照系統(tǒng)交替作業(yè)的方式控制不同的干濕周期；通過調(diào)節(jié)噴淋的噴嘴壓力來模擬海浪的不同飛濺沖擊力度。

一種模擬海洋飛濺區(qū)腐蝕試驗裝置，包括箱體、儲液箱、旋轉(zhuǎn)試樣架、傳動系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、時間控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)面板，箱體內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)試樣架、噴淋系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)；箱體外部安裝傳動系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)試樣架連接，箱體的下部為儲液箱，溢流板設(shè)置在儲液箱內(nèi)，將儲液箱分成沉淀池和清液池兩部分，自動控制系統(tǒng)面板安裝在儲液箱上方，噴淋系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、時間控制系統(tǒng)都分別與自動控制系統(tǒng)面板相連接。