一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法。包括腐蚀试验槽、造波板、造波装置、升降装置、温度控制装置、倾斜翻转装置与倾斜驱动装置；所述腐蚀试验槽内壁涂有Fe基非晶涂层，造波板与倾斜翻转装置位于腐蚀试验槽内；倾斜翻转装置固定在升降装置上，升降装置带动倾斜翻转装置升降，倾斜翻转装置与倾斜驱动装置相连，倾斜驱动装置带动倾斜翻转装置倾斜翻转；造波板与造波装置相连，造波装置带动造波板沿矩形轨迹运动。本发明专利技术较为真实、准确的模拟了海洋环境，耗能低，造出的波浪波形稳定且均匀，实现试件的全浸、半浸或干湿交替的腐蚀状态，采用Fe基非晶涂层，有效延长了装置的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法
本专利技术涉及研究钢铁材料在海洋环境中腐蚀
，尤其涉及一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法。
技术介绍
海洋环境复杂且有诸多不确定性，是材料腐蚀最恶劣的环境之一。由于海洋设备需长期在海洋环境中工作，海洋工程用钢的腐蚀保护一般采用喷漆，涂覆有机涂层，电化学保护等方法，但是随着时间的推移，一些无法克服的细微缺陷仍会导致海洋设备表面局部腐蚀。海洋腐蚀严重限制了海洋设备的工作寿命，给国家带来非常大的经济损失。为了缩短海洋腐蚀试验周期，一般采用实验室条件下的腐蚀试验来推算实验钢在真实海洋腐蚀行为，但模拟实验会简化很多参数，如海浪冲击、海水温度变化速率等，这样会在一定程度上影响模拟准确性。因此探索用于模拟真实海洋腐蚀行为及腐蚀机理的装置及工艺是十分必要的。目前，我国已有部分模拟海洋环境腐蚀的装置及其工艺，其多采用摇板式、活塞式、推板式等造波机来模拟波浪，造出的波形易受造波板回程的干扰，且波浪形式不可量化控制和方便记录；已有试验装置及其工艺采用固定式挂片，变量单一，无法模拟海水对海洋设施不同角度及不同部位的冲击；已有试验装置及其工艺只能模拟单一腐蚀状态，无法模拟全浸、半浸或干湿交替多种腐蚀状态；已有试验装置所用材料无法避免腐蚀液对其自身的腐蚀影响，大大缩短了装置的使用寿命。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法，耗能低、使用寿命长，能够较为准确的模拟海洋腐蚀环境。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，包括腐蚀试验槽、造波板、造波装置、升降装置、温度控制装置、倾斜翻转装置与倾斜驱动装置；所述腐蚀试验槽内壁涂有Fe基非晶涂层，造波板与倾斜翻转装置位于腐蚀试验槽内；倾斜翻转装置固定在升降装置上，升降装置带动倾斜翻转装置升降，倾斜翻转装置与倾斜驱动装置相连，倾斜驱动装置带动倾斜翻转装置倾斜翻转；造波板与造波装置相连，造波装置带动造波板沿矩形轨迹运动。所述造波装置包括造波电机、内齿轮、外齿轮与连杆；造波电机与内齿轮相连，内齿轮与外齿轮啮合；连杆设有2个90度的折弯，连杆一端与内齿轮相连，一端与造波板相连。所述升降装置包括升降电机、齿轮、齿条以及滑轨；齿条安装在滑轨上，齿条与齿轮啮合，升降电机与齿轮相连，升降电机带动齿轮旋转，进而带动齿条沿滑轨上下升降。所述倾斜翻转装置包括载物台、万向球头关节与载物架；载物台固定在升降装置上，载物架通过万向球头关节与载物台相连。所述倾斜驱动装置包括主液压装置与分液压装置；主液压装置的推杆位于液压筒中部，主液压装置的推杆两端分别与活塞相连，主液压装置的液压筒两端通过导管分别与分液压装置相连，分液压装置的推杆与倾斜翻转装置相连。一种模拟海洋腐蚀环境的试验方法，具体包括如下步骤：步骤一、采用Fe基非晶涂层对试验槽体内壁及试验装置核心部件进行喷涂；步骤二、往试验槽内注入海水，可添加弱酸或弱碱，通过改变酸碱浓度来加速腐蚀速度；所用试件采用制造实际海洋设施的海洋工程用钢；步骤三、通过温度控制装置加热或降温冷却，可将海水温度控制在-2℃～30℃范围内；步骤四、启动造波电机，造波装置带动造波板沿预设轨迹运动，造出波形可控且稳定的波浪，可模拟真实的海洋环境；步骤五、通过倾斜驱动装置调整试件的倾斜角度，对试件进行不同角度的翻转，模拟海水对海洋设施不同角度及不同部位的冲击；步骤六、启动升降电机，转速为7.2r/s～50r/s，升降装置带动试件升降，实现试件的全浸、半浸或干湿交替的腐蚀状态，上升与下降周期均控制在3～6s；步骤七、设置试验时间在3h～72h，待试验结束后，取出试件对其进行腐蚀测定；步骤八、依照GB6384-86标准进行腐蚀测定；步骤九、对未经腐蚀处理的试件进行红外热成像无损检测。所述步骤一中采用Fe基非晶涂层对试验槽体内壁及试验装置核心部件进行喷涂，具体包括如下步骤：1)配料：按原子百分比分别称取143.1～144.41g的Fe、21.38～22.72g的Si、4.36～4.43g的B、3.61～3.77g的P、0.961～0.975g的C和3.74～3.76g的Nb，形成制备Fe63.5～64.5Si19.3～21B0.95～11P2.5～3.3C1.77～2.23Nb1块体非晶合金的原料180g，其中金属Fe的纯度大于等于99.8％；金属Ta的纯度大于等于99.5％；类金属B的纯度大于等于99.5％；Ru的纯度大于99.5％；2)熔炼母合金：将原料放入真空感应熔炼炉中炼制成母合金，熔炼条件：真空感应熔炼炉内的真空度大于3.5×10-2Pa，熔炼时间5min～10min；3)将母合金放入快速凝固装置的感应炉中，调节感应电流15A，待母合金完全熔化后将熔体喷射入铜模中，随铜模冷却即得直径1.8mm～2.2mm的Fe64Si20B10P3C2Nb1块体非晶合金；4)将合金棒置于电火花喷涂设备中，电压为220～240V，电流为290～310A，均匀喷涂3～4次。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)以实际生活中用于制造海洋设备的海工钢为试件材料，试验槽内装海水，必要时可改变海水浓度，加快或减缓腐蚀情况，控制实验时间，模拟真实的海洋环境；试验槽内侧底部安装加热器，必要时加固体冰，调节海水温度，模拟海水温度变化；本专利技术较为准确的模拟了海洋环境。(2)采用改进的推板式造波方式，造波板的运行轨迹为矩形，有效避免了造波板回程对波浪的影响，及不必要的功率损耗，造出的波浪波形稳定且均匀，模拟真实的海洋环境。(3)通过倾斜翻转装置与倾斜翻转驱动装置对试件进行不同角度的翻转，模拟海水对海洋设施不同角度及不同部位的冲击；试件由升降装置带动，可灵活调节入水情况，实现试件的全浸、半浸或干湿交替的腐蚀状态。(4)采用Fe基非晶涂层对试验槽体内壁及试验装置核心部件进行喷涂，有效延长了装置的使用寿命。附图说明图1是本专利技术结构示意主视图；图2是本专利技术结构示意俯视图；图3是本专利技术倾斜驱动装置结构示意图；图4是本专利技术倾斜翻转装置与倾斜翻转驱动装置结构示意图。图中：1-腐蚀试验槽2-造波板3-造波装置4-升降装置5-温度控制装置6-倾斜翻转装置7-倾斜驱动装置8-模拟海水溶液31-造波电机32-内齿轮33-外齿轮34-连杆41-升降电机42-齿轮43-齿条44-滑轨61-载物台62-万向球头关节63-载物架64-球头座65-360度旋转球66-支撑杆71-主液压装置72-分液压装置73-推杆74-活塞75-导管76-液压筒具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本专利技术的范围：实施例：如图1-图4所示，一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，包括腐蚀试验槽1、造波板2、造波装置3、升降装置4、温度控制装置5、倾斜翻转装置6与倾斜驱动装置7。腐蚀试验槽1内壁涂有Fe基非晶涂层。造波板2、倾斜翻转装置6以及温度控制装置5位于腐蚀试验槽1内。倾斜翻转装置6固定在升降装置4上，升降装置4带动倾斜翻转装置6升降，倾斜翻转装置6与倾斜驱动装置7相连，倾斜驱动装置7带动倾斜翻转装置6倾斜翻转。造波板2与造波装置3相连，造波装置3带动造波板2沿矩形轨迹运动。造波装置3包括造波电机31、内齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，其特征在于：包括腐蚀试验槽、造波板、造波装置、升降装置、温度控制装置、倾斜翻转装置与倾斜驱动装置；所述腐蚀试验槽内壁涂有Fe基非晶涂层，造波板与倾斜翻转装置位于腐蚀试验槽内；倾斜翻转装置固定在升降装置上，升降装置带动倾斜翻转装置升降，倾斜翻转装置与倾斜驱动装置相连，倾斜驱动装置带动倾斜翻转装置倾斜翻转；造波板与造波装置相连，造波装置带动造波板沿矩形轨迹运动。

【技术特征摘要】
1.一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，其特征在于：包括腐蚀试验槽、造波板、造波装置、升降装置、温度控制装置、倾斜翻转装置与倾斜驱动装置；所述腐蚀试验槽内壁涂有Fe基非晶涂层，造波板与倾斜翻转装置位于腐蚀试验槽内；倾斜翻转装置固定在升降装置上，升降装置带动倾斜翻转装置升降，倾斜翻转装置与倾斜驱动装置相连，倾斜驱动装置带动倾斜翻转装置倾斜翻转；造波板与造波装置相连，造波装置带动造波板沿矩形轨迹运动。2.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，其特征在于：所述造波装置包括造波电机、内齿轮、外齿轮与连杆；造波电机与内齿轮相连，内齿轮与外齿轮啮合；连杆设有2个90度的折弯，连杆一端与内齿轮相连，一端与造波板相连。3.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，其特征在于：所述升降装置包括升降电机、齿轮、齿条以及滑轨；齿条安装在滑轨上，齿条与齿轮啮合，升降电机与齿轮相连，升降电机带动齿轮旋转，进而带动齿条沿滑轨上下升降。4.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，其特征在于：所述倾斜翻转装置包括载物台、万向球头关节与载物架；载物台固定在升降装置上，载物架通过万向球头关节与载物台相连。5.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置，其特征在于：所述倾斜驱动装置包括主液压装置与分液压装置；主液压装置的推杆位于液压筒中部，主液压装置的推杆两端分别与活塞相连，主液压装置的液压筒两端通过导管分别与分液压装置相连，分液压装置的推杆与倾斜翻转装置相连。6.一种基于权利要求1所述试验装置的试验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一、采用Fe基非晶涂层对试验槽体内壁及试验装置核心部件进行喷涂；步骤二、往试验槽内注入海水，可添加弱酸或弱碱，通过改变酸碱浓度来加速腐蚀速度；所用试件采用制造实际海洋设施的海洋工程用钢；步骤三、通过温度控制装置加热或降温冷却海水，可将海水温度控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞启航，李维娟，郭菁，徐振，王慧君，戚桓，马爽，官羽，王佳骥，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21