一种金属挂片海洋大气环境试验架制造技术

本实用新型专利技术涉及材料环境试验领域，旨在提供一种金属挂片海洋大气环境试验架。包括底部以水泥基固定的竖向钢条，至少有两条；多条平行布置的横向钢条通过不锈钢螺丝固定在竖向钢条上，构成纵横交错的井字形试验架；在横向钢条上按金属挂片样品的尺寸设置孔洞，金属挂片样品的四角通过陶瓷支架固定在试验架上的孔洞处，且保证金属挂片与试验架钢条不接触。本实用新型专利技术具有可移动性，能较大范围选择海洋大气环境试验，为海洋材料提供更广阔的研究平台；利用不锈钢条设计简易金属挂片试验架，方便海岛运输、安装、试验、回收，满足短期试验需求。“井”字型结构降低风压，适合风力较大环境。采用陶瓷支架具有更好的固定效果，并可按样品尺寸调整。

【技术实现步骤摘要】
一种金属挂片海洋大气环境试验架
本技术涉及海洋材料研发领域，具体涉及一种金属挂片海洋大气环境试验架。
技术介绍
据测算，我国2014年腐蚀成本约占国内生产总值(GDP)的3.34％，达到了21278.2亿人民币。中科院海洋研究所侯保荣院士认为：如果防护措施到位，至少每年可以避免25％～30％的腐蚀损失。所以，针对金属防腐特别是海洋环境下金属防护材料研究正成为材料学界的研究热点。金属表层防护技术施工简易，效果显著，是目前适用范围最广的金属防护技术。随着材料制备和应用水平的不断发展，金属表层防护材料已形成有机防护涂层、金属防护涂层、无机防护涂层和复合防护层等四类体系。然而在实际工程应用中，实验室内研发效果较佳的防护材料在实海环境中会出现附着力下降、防护性能不足等问题。在传统研究中，往往将海洋环境简单理解为盐雾环境，借助盐雾实验机静态盐雾环境评价金属防护性能。这与盐雾、辐射、大风、高湿等多因素耦合环境相差较远。实海环境试验是将待研究的试件放置在真实环境中让其进行自然劣化发展至预定时间，然后检测试件的耐久性能的劣化情况。目前，实海环境试验成为海洋防护材料研究的重点和难点。我国自1980年开展自然环境腐蚀试验，已形成地跨7气候带、4个海域、40多种土壤的气候试验站。然而，这些气候试验站以陆地环境为主，只有青岛、厦门、万宁等少数海洋环境试验站，与我国300万平方公里海洋国土面积，地跨寒带、温带、亚热带、热带的环境特点极不相符。在试验方法上，目前的大气试验方法主要遵照《涂层自然气候曝晒试验方法》标准要求在地上建造固定曝露架，适用于城市周边，并不能扩展至大范围海岛环境，对于一些临时、短期的金属挂片暴露试验非常不便。标准中采用瓷绝缘子凹槽夹持固定挂片、样板面积不小于0.03m2，在大风海岛环境会降低样品固定效果，因较大风压也会影响试验架自身安全。另外，现有的海洋环境试验多侧重于质量变化和外观变化，缺乏量化多层次性能标准试验体系，更缺乏微观宏观综合评价，造成环境试验结果分析欠全面。所以，方便可靠的金属挂片海洋大气环境试验架显得非常重要。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种金属挂片海洋大气环境试验架。为解决技术问题，本技术的解决方案是：提供一种金属挂片海洋大气环境试验架，包括底部以水泥基固定的竖向钢条；竖向钢条至少有两条，多条平行布置的横向钢条通过不锈钢螺丝固定在竖向钢条上，构成纵横交错的井字形试验架；在横向钢条上按金属挂片样品的尺寸设置孔洞，金属挂片样品的四角通过陶瓷支架固定在试验架上的孔洞处，且保证金属挂片与试验架钢条不接触。作为一种改进，所述横向钢条和竖向钢条是厚度不小于3mm的316L不锈钢材质钢条。作为一种改进，所述横向钢条有2～4条。作为一种改进，所述水泥基的尺寸规格为15cm×15cm×15cm。作为一种改进，所述陶瓷支架包括不锈钢螺栓与夹装部件；所述夹装部件包括轴线重合的上瓷珠片与下瓷珠片，上瓷珠片为带有轴向中心通孔的圆台体，下瓷珠片为带有轴向中心通孔的圆柱体，不锈钢螺栓依次穿过上瓷珠片、金属挂片样品、下瓷珠片、横向钢条上的孔洞，并在末端由螺母实现紧固。作为一种改进，每条横向钢条上布置3～9片金属挂片样品，相邻金属挂片样品之间间最小间隔为15cm。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、鉴于本技术所述试验架的可移动性，能较大范围选择海洋大气环境试验，为海洋材料提供更广阔的研究平台；利用不锈钢条设计简易金属挂片试验架，方便海岛运输、安装、试验、回收，满足短期试验需求。2、利用“井”字型结构，降低风压，适合风力较大海岛环境。3、采用新型陶瓷支架绝缘固定，具有更好的固定效果，并可按样品尺寸进行调整。附图说明图1为金属挂片简易海洋大气环境试验架示意图。图2为陶瓷支架的结构示意图。具体实施方式下面通过具体示例对本技术进行详细描述：金属挂片海洋大气环境试验架如图1所示，包括底部以水泥基固定的竖向钢条2，竖向钢条2有两条。3条平行布置的横向钢条通过不锈钢螺丝4固定在竖向钢条上，构成纵横交错的井字形试验架；在横向钢条1上按金属挂片样品27的尺寸设置孔洞3，金属挂片样品27的四角通过陶瓷支架固定在试验架上的孔洞3处，且保证金属挂片样品27与试验架钢条不接触。作为可选示例，横向钢条1和竖向钢条2是厚度不小于3mm的316L不锈钢材质钢条。横向钢条1可选2～4条。水泥基的尺寸规格可选15cm×15cm×15cm。每条横向钢条1上布置3～9片金属挂片样品27，相邻金属挂片样品27之间间最小间隔为15cm。陶瓷支架用于防止金属挂片样品27接触试验架钢条，其结构如图2所示，包括不锈钢螺栓26与夹装部件。夹装部件包括中心轴线重合的上瓷珠片22与下瓷珠片23，上瓷珠片22为带有中心螺纹孔(或不带螺纹孔)的圆台形状，下瓷珠片23为带有中心螺纹孔(或不带螺纹孔)的圆柱体，上瓷珠片22下底面外径与下瓷珠片23上底面外径相同，下瓷珠片23顶面中心设有2mm以上高度的小平台28，且小平台28直径小于上磁珠片2内径。不锈钢螺栓26的螺杆部位依次穿过不锈钢垫片21、上瓷珠片22、金属挂片样品27、下瓷珠片23、不锈钢试验架24上的孔洞3，最终由配套的螺帽旋紧以实现上述部件的装配。利用上述试验架进行的金属挂片简易海洋大气环境试验方法，步骤为：(1)选择合适海洋大气试验位置，组装不锈钢试验架24；(2)将金属挂片样品27固定在不锈钢试验架24上，金属挂片样品27固定在横向钢条1的同一水平面，相邻金属挂片样品27间最小间隔为15cm，每层横向钢条1上的金属挂片样品27为3～9片，金属挂片样品27面积不小于0.01m2，尺寸边长应不小于75mm、厚度不小于1mm；(3)定期对金属挂片样品27进行检测，包括：宏观照片、样品质量、样品尺寸、防护膜厚度、防护膜完整度、表层材料微观形貌、表层材料物相分析、电化学性能；(4)试验结束后回收金属挂片样品27和不锈钢试验架24。实施案例位置选择：浙江省舟山市浙江大学摘箬山科技岛海洋工程材料及足尺寸构件海洋环境试验场大气试验区。组装试验架：将2根不锈钢竖条(1250mm×25mm×3mm)与3根不锈钢横条(2条780mm×25mm×3mm横条和1条780mm×50mm×3mm)利用M8不锈钢螺丝按图1所示尺寸，形成上下两层各含6块金属挂片。在横条上按图1所示开12各M6孔，中间横条开2层M6孔，保证每块金属挂片用四个陶瓷支架固定。在竖条下端用150mm×150mm×150mm的C30等级混凝土试块固定。各不锈钢条边缘处开孔，可固定实验记录指示牌。挂金属挂片：采用150mm×75mm×1mm金属挂片，四角做成圆角；选择Q235、铝合金两种材质空白样片各3片，表面采用某公司提供的防腐涂料进行底漆、中涂、面漆三层处理样片各3片。将金属挂片四角固定在试验架，保证试件之间距离为15mm，中间孔隙为30mm。测试安排：在1天、1周、2周、1个月、2个月、3个月至12个月选择同一位置同一角度拍照观察。试验结束后取回挂片，进行样品质量、样品尺寸、防护膜厚度、防护膜完整度、表层材料微观形貌、表层材料物相分析、电化学性能等检测。该实施案例以某海洋工程中选用的防腐涂料进行大气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属挂片海洋大气环境试验架，包括底部以水泥基固定的竖向钢条；其特征在于，竖向钢条至少有两条，多条平行布置的横向钢条通过不锈钢螺丝固定在竖向钢条上，构成纵横交错的井字形试验架；在横向钢条上按金属挂片样品的尺寸设置孔洞，金属挂片样品的四角通过陶瓷支架固定在试验架上的孔洞处，且保证金属挂片与试验架钢条不接触。

【技术特征摘要】
1.一种金属挂片海洋大气环境试验架，包括底部以水泥基固定的竖向钢条；其特征在于，竖向钢条至少有两条，多条平行布置的横向钢条通过不锈钢螺丝固定在竖向钢条上，构成纵横交错的井字形试验架；在横向钢条上按金属挂片样品的尺寸设置孔洞，金属挂片样品的四角通过陶瓷支架固定在试验架上的孔洞处，且保证金属挂片与试验架钢条不接触。2.根据权利要求1所述的试验架，其特征在于，所述横向钢条和竖向钢条是厚度不小于3mm的316L不锈钢材质钢条。3.根据权利要求1所述的试验架，其特征在于，所述横向钢条有2～4条。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，樊先平，罗仲宽，杨辉，詹树林，申乾宏，唐旭东，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33