[發明專利]一種適用于測試材料腐蝕行為的深海環境模擬裝置

有效

• 申請號: 201310088162.0
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103196819A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 邵亞薇;張濤;孟國哲;劉斌;王艷秋;張穎君;王福會
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種用于進行材料腐蝕行為的深海環境模擬裝置。

背景技術

深海蘊藏著極其豐富的自然資源，開發這些資源需要母船、水下作業機器人、深海空間站和深海運輸管線等深海儀器設備，諸多的設備在深海環境中服役會不可避免地遭遇腐蝕問題。材料在深海環境中的腐蝕研究工作主要分為兩類：一類是材料的深海掛片試驗，此類實驗西方國家在20世紀60年代就開始材料在深海環境腐蝕掛片研究，美國、挪威、英國、俄羅斯、印度等國在材料的實海腐蝕試驗方面的累積了一定的研究數據，但此類研究工作技術難度高，對資金的投入要求巨大，不能進行在線的腐蝕電化學測試；另外一類是簡單的環境參數模擬研究，如哈爾濱工程大學早期采用氣壓高壓釜進行材料腐蝕行為研究，中科院金屬研究所和北京科技大學也開展了類似研究工作。目前進行的研究工作裝置側重于利用高純氮氣對模擬深海環境的靜水壓力進行控制，對材料進行腐蝕實驗和腐蝕電化學數據的測量，真實的深海環境其實是一種海水由于重力作用產生的靜水壓力，故目前的實驗裝置由于使用氮氣加壓尚不能真實地模擬深海環境，且測試結果由于大量使用人工操作引入誤差，測試結果存在一定的差異，特別對需要長時間測試的諸如重防腐涂層一類的材料在模擬深海環境中的測試結果由于不能及時更換腐蝕介質且需要研究人員長期值守導致對測試裝置試驗結果影響較大，有可能掩蓋材料腐蝕電化學數據的細微差別，故不能真實反映材料的腐蝕行為。因此，發明一種直接利用腐蝕介質加壓提供靜水壓力、自動補液，同時能夠實現模擬環境溫度、溶解氧含量、流速、pH值和鹽度等深海環境參數的計算機實時監控和自動控制，能夠實現長時間無人值守，盡可能真實地模擬深海腐蝕環境的深海環境模擬裝置變得十分必要。目前此類深海環境模擬裝置還沒有見諸報導。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能真實地模擬深海腐蝕環境，消除由于人為因素引入實驗數據的誤差，實現實驗過程中的長時間無人值守成的適用于測試材料腐蝕行為的深海環境模擬裝置。

本發明的目的是這樣實現的：

包括高壓釜、模擬深海環境的靜水壓力控制系統和模擬環境監測控制系統；

所述模擬深海環境的靜水壓力控制系統包括氮氣瓶、氧氣瓶、水箱、補液箱和液壓泵，水箱中存放人工海水通過水位傳感器器控制水泵自動控制開關、由水泵向補液箱中注入人工海水，氮氣瓶、氧氣瓶與補液箱相連，補液箱中安裝有溶解氧傳感器，液壓泵連接于補液箱與高壓釜之間將達到溶解氧含量要求的人工海水注入高壓釜釜腔中；

所述模擬環境監測控制系統包括復合傳感器、工作電極、參比電極、溫度控制裝置、單片機信號處理器和計算機，復合傳感器、工作電極和參比電極安裝于高壓釜頂蓋底部，溫度控制裝置與高壓釜外套相連，復合傳感器、溫度控制裝置與單片機信號處理器相連，單片機信號處理器與計算機相連，單片機信號處理器還與設置于補液箱上的氧氣與氮氣自動控制開關、溶解氧傳感器、水泵自動控制開關、水位傳感器以及液壓泵相連。

本發明還可以包括：

1、在高壓釜頂蓋上安裝無級變速電機，高壓釜釜腔內部設置螺旋槳，無級變速電機與螺旋槳相連。

2、所述復合傳感器為探測高壓釜釜腔中人工海水的溫度、靜水壓力、溶解氧含量、鹽度和流速的傳感器。

3、高壓釜頂蓋底部安置多組貫穿高壓釜頂蓋的電極安裝套，所述工作電極、參比電極安裝在電極安裝套上。

4、高壓釜釜蓋處設置第一壓力表和第二壓力表，高壓釜釜蓋上安裝有添加物加注口。

為了盡可能真實地模擬深海腐蝕環境，消除由于人為因素引入實驗數據的誤差，實現實驗過程中的長時間無人值守成為可能。本發明提供了一種適用于測試材料腐蝕行為的深海環境模擬裝置，該深海環境模擬裝置利用人工海水液壓加壓，提供需要的靜水壓力，不僅能進行普通的材料腐蝕失重實驗、腐蝕電化學數據的采集，實現環境參數溫度、溶解氧含量、鹽度、pH值、靜水壓力、腐蝕介質流速的有效控制，尤其還能夠在實驗數據的采集過程中實現環境參數的實時監控、實驗裝置長時間工作無人值守，能夠長期穩定的提供模擬深海環境，實現深海腐蝕模擬裝置盡可能真實模擬深海環境的特點。