一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属大气腐蚀及应力腐蚀试验领域，具体为一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置及其使用方法，适用于在实验室模拟及加速大气腐蚀和应力腐蚀实验条件，在相对较短的时间内研究材料的大气腐蚀及应力腐蚀行为。该装置包括溶液周期循环装置和温湿度控制装置，溶液周期循环装置设有时间继电器、磁力泵、球阀、溶液箱、试样环境箱和试样悬挂横梁，温湿度控制装置设有湿度传感器、加湿器、红外线加热灯、温度传感器和石英玻璃加热棒。整个装置操作简便，能够实现恒温恒湿条件下的循环溶液周期浸泡。该装置整体尺寸较小，成本低廉，适合在实验室中推广使用，在钢铁、有色等大规模工业生产、检测分析等领域也可广泛应用。

A cycle immersion test device with constant temperature and constant humidity and its application

The present invention relates to metal corrosion and stress corrosion test field, in particular to a constant temperature and humidity cycling solution cyclic immersion test device and method of use, suitable for laboratory simulation and accelerate the atmospheric corrosion and experimental conditions of stress corrosion, atmospheric corrosion of materials in a relatively short period of time and stress corrosion behavior. The device comprises a solution cycle device and the temperature and humidity control device, solution cycle device is provided with a time relay, magnetic pump, valve, liquid box, sample box and sample environment hanging beam, temperature and humidity control device is provided with a humidity sensor, infrared heating lamp, humidifier, temperature sensor and quartz glass heating rod. The whole device is easy to operate, and can realize the periodic immersion of the circulating solution under the constant temperature and constant humidity condition. The device is small in size and low in cost. It is suitable for popularization and application in laboratories. It can also be widely applied in large scale industrial production, testing and analysis fields such as iron and steel, coloured and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置及其使用方法
本专利技术涉及金属大气腐蚀及应力腐蚀试验领域，具体为一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置及其使用方法，适用于在实验室模拟及加速大气腐蚀实验条件，在相对较短的时间内研究材料的大气腐蚀及应力腐蚀行为。
技术介绍
某些金属在使用过程中会受到大气环境的作用而发生晶间腐蚀或者剥蚀，尤其在腐蚀性的工业大气和海洋大气中非常显著，随着金属材料的服役环境日益复杂，金属遭遇腐蚀性的工业大气和海洋大气的环境越来越多，因此研究金属在这类环境中的腐蚀机理及应力腐蚀机理对于指导实际的工程应用具有重要意义。大量前人的实践工作表明，周期浸润腐蚀试验通过控制温度、湿度、腐蚀介质浓度等环境因素，能够较好地模拟自然大气环境。大气腐蚀的主要影响因素包括总润湿时间、大气组分及温度，加速腐蚀试验的目的是通过在实验室模拟和加强大气腐蚀的实验条件，在相对较短的时间内研究材料(制品)等的大气腐蚀行为及腐蚀机理，基本原理是通过强化大气腐蚀的主要影响因素，如总润湿时间、污染物含量以及温度等来加速腐蚀。金属在潮湿大气中表面能够形成水膜，构成电解液膜，使金属发生大气腐蚀。近年来，有研究指出由于大气受到污染，采用的相对湿度值应低于80％。润湿时间就是金属表面被水膜层覆盖的总计时间。在实际的大气环境中，受空气的相对湿度、温度、光照、等天气因素的影响，金属表面发生电化学腐蚀的水膜层并不能长期存在。因此，金属表面的大气腐蚀过程并不是一个连续的过程，而是干、湿交替的循环过程。这就要求模拟大气腐蚀试验装置能够模拟在自然环境条件下形成的可见水膜和在相对湿度较大条件下形成的吸附水膜，并且要求它具有热风干燥或光照干燥过程，使试样表面液膜具有由厚变薄或由湿到干的过程。大气中的污染物是加速大气腐蚀的重要因素。大气中氧、水气和大气污染物对金属材料大气腐蚀的影响与作用最显著。对金属腐蚀形成影响的主要大气污染物有SO2、NOx，它们也是目前金属大气腐蚀研究中采用最多的腐蚀性气体，试验装置中通入腐蚀性气体的目的主要是加速金属的大气腐蚀速率及研究腐蚀性气体对金属大气腐蚀的影响规律，为了进一步研究金属大气腐蚀的动力学、腐蚀机理创造必要条件。对于一些合金而言，当其在受力状态下暴露于腐蚀环境中时还会发生应力腐蚀失效。不同批次合金在化学成分和热处理上的微小变化还会导致应力腐蚀敏感性的巨大差异，因此也需要找到一种能够快速评价应力腐蚀敏感性的试验方法。交替浸泡法或称为周浸试验法(例如：腐蚀环境中浸泡10min，空气环境中50min)正是建立在上述基础上的一种设备简单、操作便利、控制准确的评价金属大气腐蚀及应力腐蚀的试验方法。目前，我国尚未发布关于周浸或交替浸泡试验方法的国家标准，但是发布以下几项行业标准，主要有：1、TB/T2375-1993铁路用耐候钢周期浸润腐蚀试验方法；2、HB5194-1981周期浸润腐蚀试验方法；3、HB5259-1983铝合金C环试样应力腐蚀试验方法。上述标准发布的时间较早，其中规定的试验设备及方法有进一步改进的空间。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术主要目的在于提供一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置及其使用方法，解决现有技术中设备体积较大、为了满足实验条件所需装置及构件复杂、实验温湿度控制不准确和操作较为繁琐等问题。本专利技术的技术方案如下：一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，该装置包括溶液周期循环装置和温湿度控制装置，其中：溶液周期循环装置设有时间继电器、磁力泵、球阀、溶液箱、试样环境箱和试样悬挂横梁，时间继电器与磁力泵电连接，磁力泵侧面的吸入端通过管路与溶液箱上的溶液箱水嘴连通，所述管路上设置球阀，溶液箱中设置石英玻璃加热棒和温度传感器；磁力泵顶部的输出管路通过环境箱水嘴与环境箱相通，环境箱中设置红外线加热灯、试样悬挂横梁和湿度传感器；温湿度控制装置设有湿度传感器、加湿器、红外线加热灯、温度传感器和石英玻璃加热棒，加湿器通过环境箱进气孔与环境箱连通，一组红外线加热灯水平平行排布于环境箱中的上层，温度传感器竖向设置于溶液箱中，一对石英玻璃加热棒竖向平行设置于溶液箱中，环境箱中一对水平平行的试样悬挂横梁位于红外线加热灯的下方，红外线加热灯与试样悬挂横梁相互垂直，环境箱中湿度传感器位于试样悬挂横梁的下方。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，溶液箱与环境箱是独立的，溶液箱中的液体通过磁力泵吸入到环境箱内。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，环境箱的放置高度高于溶液箱，以保证当磁力泵停止工作时环境箱内的溶液能够在重力作用下自动回流到溶液箱内。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，环境箱采用有机玻璃环境箱，溶液箱采用有机玻璃溶液箱。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，球阀采用塑料球阀，通过此球阀调节溶液循环的流速以及环境箱内液面的高度。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置的使用方法，工作时通过磁力泵将溶液箱内的溶液与试样环境箱进行循环，通过连接在磁力泵吸入端的球阀调节流速度以及进入到环境箱内溶液的体积，将试样挂置在环境箱内的试样悬挂横梁上，保证试样充分浸泡在溶液中，通过设置时间继电器的开闭控制磁力泵的启动及停止，进而实现溶液的周期循环。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置的使用方法，根据实验要求预先设置温度传感器的温度阈值以及湿度传感器的湿度阈值，通过温度传感器控制溶液箱内的一对石英玻璃加热棒和环境箱上层的一组红外线加热灯，以使试样浸泡时的溶液温度及试样暴露时的空气温度达到试验要求的温度；同时，通过湿度传感器控制环境箱外部的加湿器，以使试样暴露时的环境湿度达到实验要求的湿度。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置的使用方法，当时间继电器开启时，磁力泵启动，溶液箱内的溶液通过磁力泵吸入到环境箱内；当时间继电器关闭时，磁力泵停止工作，环境箱内的溶液在重力作用下自动回流到溶液箱内，此时试样暴露在空气中。所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置的使用方法，当试样处于暴露状态的时间间隔时，通过向环境箱内通入需要的实验气体，以模拟大气腐蚀环境。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1.本专利技术通过温度传感器、红外线加热灯和石英玻璃加热棒的组合，可以准确控制试验环境的温度。2.本专利技术通过湿度传感器和加湿器的组合，可以准确控制试验环境的湿度。3.本专利技术通过时间继电器、塑料球阀和磁力泵的组合，可以准确控制溶液循环回路的流速及试验暴露的时间间隔。4.本通过试样环境箱及溶液箱的分离，可以在保证溶面比的同时实现缩小试验空间。5.本专利技术可以在试样处于暴露时间间隔时向环境箱内充入所需要的试验气体加以模拟大气腐蚀环境，提高试验效率，降低试验成本。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图中，1.加湿器；2.红外线加热灯；3.试样悬挂横梁；4.环境箱；5.石英玻璃加热棒；6.温度传感器；7.溶液箱；8.球阀；9.时间继电器；10.磁力泵；11.溶液箱水嘴；12.环境箱水嘴；13.湿度传感器；14.环境箱进气孔。具体实施方式在具体实施过程中，本专利技术包括溶液周期循环装置和温湿度控制装置，主要设有一个时间继电器、一个磁力泵、一个球阀、一个溶液箱、一个试样环境箱和一对试样悬挂横梁，以及一个湿度传感器、一个加湿器、一组红外线加热灯、一个温度传感器和一对石英玻璃加热棒。该装置操作简便，适用于在实验室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，其特征在于，该装置包括溶液周期循环装置和温湿度控制装置，其中：溶液周期循环装置设有时间继电器、磁力泵、球阀、溶液箱、试样环境箱和试样悬挂横梁，时间继电器与磁力泵电连接，磁力泵侧面的吸入端通过管路与溶液箱上的溶液箱水嘴连通，所述管路上设置球阀，溶液箱中设置石英玻璃加热棒和温度传感器；磁力泵顶部的输出管路通过环境箱水嘴与环境箱相通，环境箱中设置红外线加热灯、试样悬挂横梁和湿度传感器；温湿度控制装置设有湿度传感器、加湿器、红外线加热灯、温度传感器和石英玻璃加热棒，加湿器通过环境箱进气孔与环境箱连通，一组红外线加热灯水平平行排布于环境箱中的上层，温度传感器竖向设置于溶液箱中，一对石英玻璃加热棒竖向平行设置于溶液箱中，环境箱中一对水平平行的试样悬挂横梁位于红外线加热灯的下方，红外线加热灯与试样悬挂横梁相互垂直，环境箱中湿度传感器位于试样悬挂横梁的下方。

【技术特征摘要】
1.一种恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，其特征在于，该装置包括溶液周期循环装置和温湿度控制装置，其中：溶液周期循环装置设有时间继电器、磁力泵、球阀、溶液箱、试样环境箱和试样悬挂横梁，时间继电器与磁力泵电连接，磁力泵侧面的吸入端通过管路与溶液箱上的溶液箱水嘴连通，所述管路上设置球阀，溶液箱中设置石英玻璃加热棒和温度传感器；磁力泵顶部的输出管路通过环境箱水嘴与环境箱相通，环境箱中设置红外线加热灯、试样悬挂横梁和湿度传感器；温湿度控制装置设有湿度传感器、加湿器、红外线加热灯、温度传感器和石英玻璃加热棒，加湿器通过环境箱进气孔与环境箱连通，一组红外线加热灯水平平行排布于环境箱中的上层，温度传感器竖向设置于溶液箱中，一对石英玻璃加热棒竖向平行设置于溶液箱中，环境箱中一对水平平行的试样悬挂横梁位于红外线加热灯的下方，红外线加热灯与试样悬挂横梁相互垂直，环境箱中湿度传感器位于试样悬挂横梁的下方。2.按照权利要求1所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，其特征在于：溶液箱与环境箱是独立的，溶液箱中的液体通过磁力泵吸入到环境箱内。3.按照权利要求1所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，其特征在于：环境箱的放置高度高于溶液箱，以保证当磁力泵停止工作时环境箱内的溶液能够在重力作用下自动回流到溶液箱内。4.按照权利要求1所述的恒温恒湿循环溶液周浸试验装置，其特征在于：环境箱采用有机玻璃环境箱，溶液箱采用有机玻璃溶液箱。5.按照权利要求1所述的恒温恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇，张波，赵东杨，王俭秋，柯伟，韩恩厚，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21