[發(fā)明專利]一種干濕交替腐蝕環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310371000.8
• 申請(qǐng)日: 2013-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN103454208A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繁;馬力;張海兵;李亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 張世功

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于金屬材料加速腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種干濕交替腐蝕環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置，能夠?qū)囟取⑷芙庋酢H值和濕度各項(xiàng)腐蝕相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬干濕交替的腐蝕環(huán)境，用于在干濕交替交替環(huán)境下的材料耐腐蝕性能評(píng)價(jià)與腐蝕機(jī)理研究、陰極保護(hù)材料電化學(xué)性能評(píng)價(jià)以及有機(jī)涂層和金屬涂層的性能與防護(hù)效果評(píng)價(jià)。

背景技術(shù)：

海洋環(huán)境是一種苛刻的自然腐蝕環(huán)境，材料在海洋環(huán)境中均存在不同程度的腐蝕問題，處于干濕交替的部位為腐蝕的重災(zāi)區(qū)，如潛艇上層建筑、壓載艙、船舶和海洋平臺(tái)的水線區(qū)域等，在實(shí)際服役過程中，浸水時(shí)海水潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)表面，發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物滯留于結(jié)構(gòu)表面；在浮出水面后，結(jié)構(gòu)表面仍然存留海水電解質(zhì)膜，且其鹽度逐漸濃縮，暴露在空氣中的薄液膜的氧氣供應(yīng)充分，氧氣極化作用使金屬腐蝕不斷加速，為解決干濕交替部位的腐蝕問題，需掌握材料的干濕交替環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)。目前，材料的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)由兩種方法獲得：一是實(shí)海環(huán)境評(píng)價(jià)，二是試驗(yàn)室模擬評(píng)價(jià)，實(shí)海環(huán)境試驗(yàn)投資高，風(fēng)險(xiǎn)大，周期長(zhǎng)，因此試驗(yàn)室模擬評(píng)價(jià)的方法為更有效的方法，現(xiàn)有的模擬試驗(yàn)裝置包括鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱、高低溫濕熱試驗(yàn)箱和周期間浸試驗(yàn)箱；鹽霧試驗(yàn)箱僅能模擬常溫高鹽霧環(huán)境，無法模擬低溫和干濕交替環(huán)境；高低溫濕熱試驗(yàn)箱能夠進(jìn)行高溫、濕度控制，但沒有鹽霧控制和干濕交替；周期間浸試驗(yàn)箱主要進(jìn)行常溫～80℃的間浸試驗(yàn)，不能滿足對(duì)于干燥狀態(tài)下濕度和低溫的控制，無法進(jìn)行濕度、pH值和低溫參數(shù)的調(diào)節(jié)，可控性差，且與實(shí)際干濕交替環(huán)境存在較大差異，造成試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況存在較大偏差，達(dá)不到模擬試驗(yàn)的基本目的。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)提供一種干濕交替腐蝕環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置，根據(jù)實(shí)際海洋干濕交替環(huán)境監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)，在全浸狀態(tài)下進(jìn)行鹽度、pH值監(jiān)測(cè)和溫度參數(shù)的調(diào)節(jié)，在干燥狀態(tài)下通過氣體噴霧控制濕度，采用加熱儲(chǔ)氣罐，通過噴射高溫氣體間接控溫，并通過介質(zhì)循環(huán)、間接加熱、空冷與直冷的方式，完成干燥與全浸狀態(tài)下高低溫的全自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)材料的耐腐蝕性能評(píng)價(jià)與腐蝕機(jī)理研究、陰極保護(hù)材料的電化學(xué)性能評(píng)價(jià)以及有機(jī)涂層和金屬涂層的性能與防護(hù)效果評(píng)價(jià)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括第一溫度傳感器、試驗(yàn)箱、試驗(yàn)架、噴嘴、第一電磁閥、第一電磁換向閥、循環(huán)泵、第二電磁換向閥、第二電磁閥、電磁開關(guān)閥、儲(chǔ)水箱、液位傳感器、排氣閥、濕度傳感器、第二溫度傳感器、噴霧儲(chǔ)水箱、第一加熱裝置、第二加熱裝置、氣壓泵、止回閥、高壓罐、第三加熱裝置、減壓閥、壓力傳感器和第三溫度傳感器；長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)箱內(nèi)部底端上固定制有試驗(yàn)架，試驗(yàn)箱的左側(cè)固定制有液位傳感器，液位傳感器的上部制有排氣閥，液位傳感器的下部制有第一溫度傳感器；試驗(yàn)箱右側(cè)靠近頂端處固定制有濕度傳感器；試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有噴嘴，噴嘴通過設(shè)置有第二電磁閥的管線與噴霧儲(chǔ)水箱固定連接；噴霧儲(chǔ)水箱的上端固定安裝制有第二溫度傳感器，噴霧儲(chǔ)水箱內(nèi)制有第一加熱裝置，噴霧儲(chǔ)水箱右側(cè)管線上制有電磁開關(guān)閥，噴霧儲(chǔ)水箱通過右側(cè)管線與儲(chǔ)水箱連接；長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)水箱內(nèi)制有第二加熱裝置，儲(chǔ)水箱左側(cè)管線上分別制有第一電磁換向閥、循環(huán)泵和第二電磁換向閥；試驗(yàn)箱底部通過制有第一電磁閥的管線與高壓罐相連，高壓罐左側(cè)通過制有止回閥的管線與氣壓泵連接；高壓罐頂部左側(cè)制有壓力傳感器，高壓罐通過制有加壓閥的管線與噴霧儲(chǔ)水箱相連；高壓罐頂部右側(cè)制有第三溫度傳感器，高壓罐內(nèi)部右側(cè)制有第三加熱裝置；試驗(yàn)箱、第一電磁換向閥、循環(huán)泵、第二電磁換向閥和電磁開關(guān)閥構(gòu)成裝置的干濕交替主要系統(tǒng)，通過循環(huán)泵和第一電磁換向閥、第二電磁換向閥的換向功能，使介質(zhì)在試驗(yàn)箱和儲(chǔ)水箱之間循環(huán)，從而使試驗(yàn)箱處于干燥或者全浸狀態(tài)；第一電磁閥、氣壓泵、止回閥、高壓罐、第三加熱裝置、減壓閥、壓力傳感器和第三溫度傳感器聯(lián)合實(shí)現(xiàn)控制試驗(yàn)箱干燥狀態(tài)下的溫度，第二電磁閥、第二溫度傳感器、噴霧儲(chǔ)水箱、第一加熱裝置、第二加熱裝置和氣壓泵聯(lián)合實(shí)現(xiàn)控制試驗(yàn)箱干燥狀態(tài)下的濕度；第一電磁換向閥、循環(huán)泵、第二電磁換向閥、電磁開關(guān)閥和儲(chǔ)水箱聯(lián)合實(shí)現(xiàn)控制試驗(yàn)箱在全浸狀態(tài)下的溫度。

本發(fā)明采用常規(guī)的基于Labview圖像化編程語言開發(fā)的軟件測(cè)量溫度、濕度、pH值和溶解氧，同時(shí)根據(jù)測(cè)量信號(hào)與輸入對(duì)應(yīng)的控制值進(jìn)行比較，通過PID控制器，即比例-積分-微分控制器進(jìn)行輸出，控制對(duì)應(yīng)的參數(shù)；通過人機(jī)對(duì)話界面，輸入控制參數(shù)，經(jīng)過中控臺(tái)對(duì)相應(yīng)動(dòng)作元器件發(fā)出不同控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)干燥狀態(tài)、全浸狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行控制，從而模擬實(shí)際干濕交替環(huán)境，同時(shí)設(shè)計(jì)三電極試驗(yàn)臺(tái)架，通過穿壁耐壓和防水絕緣深水接頭進(jìn)行信號(hào)提取，實(shí)現(xiàn)材料干濕交替環(huán)境下試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)以及全浸狀態(tài)下電化學(xué)參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量。