一种涂层力学行为在线检测方法、设备以及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种涂层力学行为在线检测方法、系统、计算机设备以及计算机可读存储介质，涉及材料学和力学实验技术领域。该系统包括图像采集装置、环境模拟装置、应力检测装置以及涂层基体试样，所述涂层基体试样固定于所述环境模拟装置中，且浸没于所述环境模拟装置的介质溶液中；所述涂层基体试样为涂覆有机涂层以及防腐涂层的金属基体；所述图像采集装置，用于采集所述涂层基体试样的图像信息；所述应力检测装置，用于根据所述图像信息输出所述涂层基体试样的涂层应力。本发明专利技术实现了在不同介质溶液和不同温度环境下，涂层基体试样曲率在线测量和涂层应力实时检测，测量装置简单、数据处理方便，为涂层力学化学耦合行为分析提供了实验手段。

An on-line testing method, equipment and system for mechanical behavior of coatings

The invention provides an on-line detection method, system, computer equipment and computer readable storage medium for mechanical behavior of coatings, which relates to the field of materials science and mechanical experiment technology. The system comprises an image acquisition device, an environment simulation device, a stress detection device and a coating matrix sample, which is fixed in the environment simulation device and immersed in the medium solution of the environment simulation device; the coating matrix sample is a metal matrix coated with an organic coating and an anticorrosive coating; and the image acquisition device is used for acquiring the said coating matrix sample. The image information of the coating matrix sample and the stress detection device are used to output the coating stress of the coating matrix sample according to the image information. The invention realizes on-line curvature measurement of coating matrix sample and real-time stress detection of coating under different medium solutions and different temperature environments. The measuring device is simple and the data processing is convenient, and provides an experimental means for mechanical-chemical coupling behavior analysis of coating.

【技术实现步骤摘要】
一种涂层力学行为在线检测方法、设备以及系统
本专利技术涉及材料学和力学实验
，特别是关于涂层力学的检测技术，具体的讲是一种涂层力学行为在线检测方法、系统、计算机设备以及计算机可读存储介质。
技术介绍
石油天然气输送管道、海洋工程装备通常工作在复杂介质溶液环境下。为保护金属设备免受腐蚀侵害，延长其使用寿命，在设备表面常涂覆有机涂层。有机涂层与其下金属基体构成涂层/基体系统，由于介质环境作用及热失配应变效应，涂层内部将产生较大应力。过大的应力将导致涂层发生屈曲、脱粘、断裂及剥落等失效行为。因此，通过实验手段研究涂层/基体系统在介质溶液环境下的力学行为，是确定涂层失效模式、揭示涂层失效机理及优化涂层结构设计的重要基础。当前，涂层力学行为检测方法多是基于Stoney公式和系统曲率测量进行的。Stoney公式建立了系统曲率与涂层应力之间的关系，但是传统Stoney公式只考虑了由失配应变引起的涂层应力，不能计算在介质溶液环境下的涂层应力信息。在曲率测量方面，常采用激光扫描、多光束应力敏感方法、相干梯度敏感方法、X射线衍射(XRD)方法和数字图像相关方法等。其中，激光扫描法、多光束应力敏感方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层力学行为在线检测系统，其特征在于，所述系统包括图像采集装置、环境模拟装置、应力检测装置以及涂层基体试样，其中，所述涂层基体试样固定于所述环境模拟装置中，且浸没于所述环境模拟装置的介质溶液中；所述涂层基体试样为涂覆有机涂层以及防腐涂层的金属基体；所述图像采集装置，用于采集所述涂层基体试样的图像信息；所述应力检测装置，用于根据所述图像信息输出所述涂层基体试样的涂层应力。

【技术特征摘要】
1.一种涂层力学行为在线检测系统，其特征在于，所述系统包括图像采集装置、环境模拟装置、应力检测装置以及涂层基体试样，其中，所述涂层基体试样固定于所述环境模拟装置中，且浸没于所述环境模拟装置的介质溶液中；所述涂层基体试样为涂覆有机涂层以及防腐涂层的金属基体；所述图像采集装置，用于采集所述涂层基体试样的图像信息；所述应力检测装置，用于根据所述图像信息输出所述涂层基体试样的涂层应力。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涂层检测装置的金属基体为长条形状，所述金属基体的长度比宽度和厚度大n倍，所述n为大于19的自然数，在所述金属基体表面涂覆防腐涂层，所述防腐涂层的厚度小于所述金属基体的厚度的a％，所述金属基体的一侧涂覆有机涂层，所述有机涂层的厚度小于所述金属基体的厚度的b％，所述b大于a且所述a不超过2。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境模拟装置包括底座、与底座相连接的支架、与所述支架相连接的夹具以及加热器、设置在所述加热器上的容器、放置于所述容器内的介质溶液、与所述介质溶液相接触的热电偶，所述加热器，用于加热所述介质溶液；所述热电偶，用于测量所述介质溶液的温度信息，并将所述温度信息发送至所述涂层检测装置；所述涂层基体试样的顶部通过所述夹具固定于所述支架上，所述涂层基体试样的长度沿竖直方向，且所述涂层基体试样的底部为自由端。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述应力检测装置包括：曲率确定模块，用于根据所述图像信息确定曲率信息；温度获取模块，用于获取所述环境模拟装置的介质溶液的温度信息；浓度获取模块，用于获取所述环境模拟装置的介质溶液的浓度信息；应力确定模块，用于根据所述曲率信息、温度信息以及浓度信息确定所述涂层基体试样的涂层应力。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述曲率确定模块包括：图像获取模块，用于获取所述涂层基体试样的图像信息；位置确定模块，用于根据所述图像信息确定所述涂层基体试样的位置信息；距离获取模块，用于获取所述涂层基体试样固定于所述环境模拟装置后形成的固定端与自由端之间的距离信息；曲率信息确定模块，用于根据所述位置信息以及所述距离信息确定曲率信息。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述介质溶液是以下溶液中的一种：氯化钠盐溶液、盐酸溶液、硫酸溶液、碳酸溶液。7.一种涂层力学行为在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：图像采集装置采集涂层基体试样的图像信息，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董雪林，窦浩宇，高德利，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11