[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

本發明公開了一種精準控制腐蝕條件的材料應力腐蝕測試系統及方法，系統包括腐蝕液控制裝置、懸臂梁應力腐蝕測試裝置、軌道式多點圖像采集裝置和工控機；腐蝕液控制裝置包括腐蝕液槽、用于控制腐蝕液槽內腐蝕液溫度的溫度控制組件、以及用于測量腐蝕液槽內腐蝕液成分并報警的腐蝕液成分測量報警組件；腐蝕液槽和軌道式多點圖像采集裝置均安裝在懸臂梁應力腐蝕測試裝置上，且懸臂梁應力腐蝕測試裝置和軌道式多點圖像采集裝置均與工控機電連接。本發明提供的應力腐蝕測試系統，精度高，通過采用溫度控制組件控制腐蝕液的溫度，采用腐蝕液成分測量報警組件對腐蝕液的成分進行測量并報警，以保證整個試驗過程中腐蝕效果的穩定，提高實驗結果精度。

技術領域

本發明涉及一種材料應力腐蝕測試系統及方法，尤其涉及一種精準控制腐蝕條件的材料應力腐蝕測試系統及方法。

背景技術

材料或零件在應力和腐蝕環境的共同作用下引起的開裂稱為應力腐蝕開裂。在發生應力腐蝕時，應力可能是很低的，介質的腐蝕性也可能是很弱的，因此應力腐蝕經常受到忽視，并且該失效形式的腐蝕破壞往往在沒有明顯的征兆時就突然發生，難以預測，會對服役結構的使用壽命和安全可靠性造成巨大影響。

目前針對應力腐蝕性能及開裂性能的測試可采用恒載荷下預應裂紋試樣方法(GB/T15970.6-2007)。通過恒定載荷/位移的加載，跟蹤預裂紋缺口的張開位移變化，獲得應力腐蝕裂紋的擴展速率及應力腐蝕臨界強度因子。該試驗耗時，其中一個試樣通常要進行數周或者數月，可能會跨越兩個季節，試驗溫度差可達30多度，而溫度對腐蝕試驗影響很大，因此控制溫度的波動極為重要。在腐蝕試驗過程中，隨著腐蝕的發生，試樣中元素會進入腐蝕液，在腐蝕液槽的空間有限的情況下，腐蝕液中成分會發生較顯著的變化，影響腐蝕試驗，因此，及時更換腐蝕液也極為重要。

發明內容

為了解決以上問題，本發明的目的是提供一種精準控制腐蝕條件的材料應力腐蝕測試系統及方法，采用溫度控制組件控制腐蝕液的溫度，采用腐蝕液成分測量報警組件測量腐蝕液的PH值和離子濃度并報警，以保證整個試驗過程中腐蝕效果的穩定，系統在進行同時多組的應力腐蝕試驗數據采集同時，顯著減少試驗條件的波動，保證測試的精度。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案：

一種精準控制腐蝕條件的材料應力腐蝕測試系統，包括腐蝕液控制裝置、懸臂梁應力腐蝕測試裝置、軌道式多點圖像采集裝置和工控機；

所述腐蝕液控制裝置包括腐蝕液槽、用于控制腐蝕液槽內腐蝕液溫度的溫度控制組件、以及用于測量腐蝕液槽內腐蝕液成分并報警的腐蝕液成分測量報警組件；所述腐蝕液槽和軌道式多點圖像采集裝置均安裝在所述懸臂梁應力腐蝕測試裝置上，且懸臂梁應力腐蝕測試裝置和軌道式多點圖像采集裝置均與所述工控機電連接。

進一步的是，所述溫度控制組件包括熱敏電阻和溫度控制器，所述熱敏電阻置于所述腐蝕液槽內且與所述溫度控制器連接。

進一步的是，所述腐蝕液成分測量報警組件包括液體檢測頭、離子濃度測量儀、PH值測量儀和報警器；所述液體檢測頭放置在所述腐蝕液槽內，且分別與所述離子濃度測量儀和PH值測量儀連接，所述離子濃度測量儀和PH值測量儀均與所述報警器連接。

進一步的是，所述腐蝕液控制裝置還包括用于腐蝕液循環流動并過濾腐蝕液槽內試樣腐蝕脫落產物的過濾組件。

進一步的是，所述過濾組件包括水泵、過濾槽和循環液管，所述水泵的入水端插入所述腐蝕液槽內，所述過濾槽通過循環液管連接所述水泵和腐蝕液槽。

進一步的是，所述懸臂梁應力腐蝕測試裝置包括試驗架、導軌架和加載組件；

所述試驗架呈凸狀結構，所述導軌架呈門型結構且安裝在試驗架長度方向，所述腐蝕液槽安裝在導軌架前后兩端，且腐蝕液槽上設置有多個試樣穿出口，所述加載組件一端安裝在所述試驗架底座上，另一端位于所述試樣穿出口側邊。