[發明專利]一種精準控制腐蝕條件的材料應力腐蝕測試系統及方法

在審

• 申請號: 201911356715.X
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111157383A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 陳靜青;吳俁;張鵬舉;莫濤;白文倩;陳輝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/06;G01N17/00;G01K7/22
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

1.一種精準控制腐蝕條件的材料應力腐蝕測試系統，其特征在于，包括腐蝕液控制裝置(1)、懸臂梁應力腐蝕測試裝置(2)、軌道式多點圖像采集裝置(3)和工控機(4)；

所述腐蝕液控制裝置(1)包括腐蝕液槽(11)、用于控制腐蝕液槽(11)內腐蝕液溫度的溫度控制組件(12)、以及用于測量腐蝕液槽(11)內腐蝕液成分并報警的腐蝕液成分測量報警組件(13)；

所述腐蝕液槽(11)和軌道式多點圖像采集裝置(3)均安裝在所述懸臂梁應力腐蝕測試裝置(2)上，且懸臂梁應力腐蝕測試裝置(2)和軌道式多點圖像采集裝置(3)均與所述工控機(4)電連接。

2.如權利要求1所述的測試系統，其特征在于，所述溫度控制組件(12)包括熱敏電阻(121)和溫度控制器(122)，所述熱敏電阻(121)置于所述腐蝕液槽(11)內且與所述溫度控制器(122)連接。

3.如權利要求1所述的測試系統，其特征在于，所述腐蝕液成分測量報警組件(13)包括液體檢測頭(131)、離子濃度測量儀(132)、PH值測量儀(133)和報警器(134)；所述液體檢測頭(131)放置在所述腐蝕液槽(11)內，且分別與所述離子濃度測量儀(132)和PH值測量儀(133)連接，所述離子濃度測量儀(132)和PH值測量儀(133)均與所述報警器(134)連接。

4.如權利要求1所述的測試系統，其特征在于，所述腐蝕液控制裝置(1)還包括用于腐蝕液循環流動，并過濾腐蝕液槽(11)內試樣腐蝕脫落產物的過濾組件(14)。

5.如權利要求4所述的測試系統，其特征在于，所述過濾組件(14)包括水泵(141)、過濾槽(142)和循環液管(143)，所述水泵(141)的入水端插入所述腐蝕液槽(11)內，所述過濾槽(142)通過循環液管(143)連接所述水泵(141)和腐蝕液槽(11)。

6.如權利要求1所述的測試系統，其特征在于，所述懸臂梁應力腐蝕測試裝置(2)包括試驗架(21)、導軌架(22)和加載組件(23)；

所述試驗架(21)呈凸狀結構，所述導軌架(22)呈門型結構且安裝在試驗架(21)長度方向，所述腐蝕液槽(11)安裝在導軌架(22)前后兩端，且腐蝕液槽(11)上設置有多個試樣穿出口(111)，所述加載組件(23)一端安裝在所述試驗架(21)底座上，另一端位于所述試樣穿出口(111)側邊。

7.如權利要求6所述的測試系統，其特征在于，所述試驗架(21)底座沿長度上設置有多個絲桿安裝孔(211)，頂端面沿長度方向設置有多個固定螺栓孔(212)，側壁沿長度方向上設置有多個試樣安裝孔(213)。

8.如權利要求7所述的測試系統，其特征在于，所述加載組件(23)包括絲桿、步進電機(231)、拉力傳感器(232)和拉桿(233)，所述絲桿安裝在所述絲桿安裝孔(211)內，所述步進電機(231)安裝在所述絲桿上，步進電機(231)通過拉力傳感器(232)連接所述拉桿(233)，所述拉桿(233)的頂端設有閉合的加載件。

9.如權利要求6所述的測試系統，其特征在于，所述軌道式多點圖像采集裝置(3)包括橫向驅動器(31)、縱向驅動器(32)和攝像機(33)；

所述導軌架(22)上端的橫梁前后兩側均設有導軌(221)，所述橫向驅動器(31)滑動安裝在所述導軌(221)上，所述縱向驅動器(32)安裝在所述橫向驅動器(31)上，縱向驅動器(32)底端連接攝像機(33)，且所述橫向驅動器(31)、縱向驅動器(32)和攝像機(33)均與所述工控機(4)連接。

10.一種精準控制腐蝕條件的材料應力腐蝕測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制作懸臂梁應力腐蝕試樣、預制切口及疲勞裂紋；

S2、對切口上表面位置制備識別點和標尺；

S3、安裝多個待測的應力腐蝕試樣至試驗架，并安裝腐蝕液槽，使腐蝕液浸沒裂紋尖端；

S4、安裝腐蝕液控制裝置，并設置控制條件；

S5、對應力腐蝕試樣加載載荷；

S6、通過工控機控制攝像機兩軸移動，使攝像機拍攝視場正對切口表面，對切口兩側標記點精準對焦；

S7、通過攝像機記錄該試樣的視場圖像，并傳輸至工控機；

S8、采用識別點識別和標尺的距離校準，跟蹤裂紋缺口張開位移，轉換成該試樣的裂紋擴展長度；

S9、控制攝像機沿導軌運行至下一試樣的待觀察區域，并重復步驟S5-S8，依次監測所有試樣的裂紋擴展長度。