一种户外大气腐蚀加速试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及大气腐蚀试验技术，具体地说是一种户外大气腐蚀加速试验装置。包括暴露架，配有由水泵和水槽，净水器及带喷头的出水管构成雾化设备，所述水泵与喷雾自动控制装置电连接，其入水管通至水槽底部，水泵的出水管路分为两路，一路经出水管接喷头，另一路作为回水经阀门进入水槽；水槽通过管路和净水器连接在一起，水槽下部设有排水口，上部设有溢流口，净水器设有出水口，净水器的入水口与自来水管路连接。采用本实用新型专利技术可实现户外加速试验，加速腐蚀试验的结果与大气暴露试验具有较好的相关关系，适用于我国中部、西部和北部地区。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及大气腐蚀试验技术，具体地说是一种户外大气腐蚀加速试验装置。
技术介绍
在现有技术中，材料的大气腐蚀是涉及面最广的一种腐蚀形式，在设计和使用某种金属材料时，这种金属在使用地区耐大气腐蚀性是不可缺少的重要数据。一般主要依靠大气暴露试验来获得材料的耐大气腐蚀性数据。它是接近使用环境且又真实可靠的试验技术。但是，大气暴露试验周期较长，需要几年，甚至几十年。这对于新材料和新涂层的研制、评价和筛选均十分不利。长期以来，大气腐蚀研究领域一直在寻求一种短期加速试验来模拟和推测户外长期暴露试验的结果，进而预测材料及防护涂层的大气腐蚀行为。国内外使用的加速试验主要方法有五种，即湿热试验法，盐雾试验法，周期喷雾法，周期浸润法和多因子循环复合法(孙志华，李金桂，李牧铮，材料工程，1995(6)126)。这些方法都是通过提高试验环境的温度、湿度、腐蚀性介质浓度及增加薄液层存在的时间等途径来达到加速腐蚀的目的，其优点是具有显著地加速性。如日本钢管、住友金属、三菱重工和新日铁等，根据钢材研制的需要，采用湿热试验法，根据不同地区采用不同的腐蚀介质，如对沿海工业地区用H2O+SO2+NaCl体系，另加紫外线照射，对沿海清洁地区上述介质中去掉SO2，而对内地工业区在上述介质中则去掉NaCl。根据大量的试验结果统计分析，上述加速试验方法具有显著的加速性，但腐蚀产物往往与大气暴露试验不一致。比利时学者Pourbaix采用循环浸渍法，并在浸渍时测定腐蚀电位，以纯H2O代表未污染乡村环境，10-4MNa2SO4代表工业环境，海水稀释10000倍代表海洋环境进行加速腐蚀试验。这种以腐蚀电位变化分析腐蚀产物的形成和抗蚀能力的评估试验的优点是可以快速了解腐蚀初期的表面电化学行为，但结果与实际大气腐蚀相差甚大。为数不多的腐蚀产物一致的例子有在亚硫酸氢钠与氯化钠的混合喷雾介质中锌的腐蚀产物与实际大气暴露试验相同(王振尧，于国才等，中国腐蚀与防护学报，1999，Vol 19(4)239)。显然，腐蚀产物不同，意味着腐蚀机理不同，两种试验之间也就不存在相关性。有四项主要指标用于加速试验评估(1)加速程度的快慢，(2)金属间的腐蚀失重顺序与大气暴露的结果相同，(3)腐蚀产物的组成一致，(4)有良好的再现性。评述众多的加速腐蚀试验结果，可认为用人工模拟环境来进行加速腐蚀试验，要获得与实际大气腐蚀相同的腐蚀产物是相当困难的。尽管国内外已有许多工作研究大气腐蚀加速性试验，但在核心问题即加速试验与大气暴露试验相关性问题上仍然没有取得突破性进展，主要难点在于进行室内加速性试验时，人们主要注重温度、湿度、介质种类及浓度以及紫外线等单项因素的影响，而实际大气腐蚀是在不同地区自然条件下复杂的腐蚀过程，两种情况下的腐蚀产物尤其是初期腐蚀产物很难相一致。而初期腐蚀产物的形成、类型和结构对大气腐蚀后继的发展有关键的作用(T.Aastrup，et al，J.Electrochem.Soc.，2000，147(7)2543；T.Nishimuraet al，Corrosion SCI，2000，42(8)1611)。这种腐蚀产物的不一致性是研究金属加速腐蚀试验与大气暴露试验相关性的主要难点之一。由于大气腐蚀实质上是一种凝结在金属表面的薄液层下的电化学腐蚀。在北方地区，这层薄水膜主要来源于昼夜温度差异。白天日照情况下金属表面呈干燥状态，随着夜间温度的降低，金属表面凝结一层薄液膜而呈湿润状态。这种干/湿交替状态经24小时为一个循环周期。不仅薄液膜的厚度、环境湿度和温度影响金属的大气腐蚀行为，大气中有害污染物质的成份、氧气及有害气体的溶解与扩散，离子的迁移和固液界面反应等物理、化学和电化学过程同样影响和制约金属的大气腐蚀规律(A.R.Mendoza et al，CorrosionScience，2000，42(7)1123；R.Ramanauskas et al，Corrosion，2000，56(6)，588)。要人工模拟这些条件是极为困难的，这是室内加速腐蚀试验与实际大气腐蚀暴露试验相关性不好的根本原因。解决这一问题的有效途径是采用户外加速腐蚀试验，然而，采用户外加速腐蚀试验目前还没有成功的报道。
技术实现思路
本技术目的是提供一种户外大气腐蚀加速试验装置。本技术技术方案是直接利用试验地区实际的自然大气环境，采用户外定时喷雾的方法，人为地加快被测金属表面湿润与干燥周期及延长金属表面润湿时间，达到加快金属腐蚀的目的。其加速试验装置包括暴露架，配有由水泵和水槽，净水器及带喷头的出水管构成雾化设备，所述水泵与喷雾自动控制装置电连接，其入水管通至水槽底部，水泵的出水管路分为两路，一路经出水管接喷头，另一路作为回水经阀门进入水槽；水槽通过管路和净水器连接在一起(给水泵供水，并存储来自净水器的净水和水泵的回水)，水槽下部设有排水口(用于排掉清理水槽时的废水)，上部设有溢流口，净水器设有出水口(用于排出未净化水和清洗净水器的污水)，净水器的入水口与自来水管路连接。所述水槽上部加设防尘盖；所述喷头安装在暴露架上方；所述水泵和水槽安装在一柜中，与暴露架同置于大气腐蚀暴露场中；连接所述喷头的水管固定在使喷头与试样的垂直距离为400～500mm的位置；试样随意放置于试验架整个有效喷雾的范围内进行暴露；所述喷雾自动控制装置由继电器及能按规定时间发出脉冲信号的可编程控制器组成，可编程控制器的工作电源接口L和N分别与220V交流电源的火线和零线连接；信号输入接口I与电源的火线连接；信号输出接口U1与继电器的线圈一端接口K1连接；信号输出另一接口U2与电源的火线连接。继电器的电源输入接口L′和N′分别与220V交流电源的火线和零线连接；线圈另一端接口K2与电源的零线连接；输出接口M1和M2与水泵电连接。与现有技术相比，本技术具有如下优点1.采用本技术进行的户外加速腐蚀试验的结果与大气暴露试验具有较好的相关关系，本技术涉及的试验技术，为金属材料进行大气腐蚀性快速评价和寿命预测提供了一种行之有效的方法。2.本技术适用于我国中部、西部和北部地区。附图说明图1是本技术加速试验装置结构示意图。图2是本技术与加速试验装置中水泵电连接的喷雾自动控制装置电路原理图。图3是喷雾自动控制程序流程图。图4是本技术一个实施例A3钢在户外加速腐蚀试验和大气暴露条件下的腐蚀失重随时间的变化曲线。具体实施方式实施例11试样的加工试验材料为3～5mm厚的金属板材，沿轧制方向加工成100mm×50mm试样。每周期平行试样至少3个，试样表面氧化皮用机械的方法或经酸洗祛除。试样打印钢号后用丙酮除油，再用酒精脱水，置于干燥器中24小时后称取试样原始重量。本实施例选择试验材料为A3钢板，其化学成分为(质量百分比)C 0.2，S 0.09，P 0.015，Mn 0.60，Si 0.30。沿轧制方向加工成100mm×50mm×4mm试样。试样表面氧化皮经酸洗祛除。试样打印钢号后用丙酮除油，再用酒精脱水，置于干燥器中24小时后称取试样原始重量。作为对比，同时进行了大气暴露试验。户外加速试验大气暴露试验对试样、场地和暴露架的要求均参照GB 6464-1997进行。户外大气腐蚀加速试验应在符合GB 64本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种户外大气腐蚀加速试验装置，包括暴露架（５），其特征在于：配有由水泵（６）和水槽（８），净水器（１０）及带喷头（１）的出水管（２）构成雾化设备，所述水泵（６）与喷雾自动控制装置电连接，其入水管通至水槽（８）底部，水泵（６）的出水管路分为两路，一路经出水管（２）接喷头（１），另一路作为回水经阀门（１１）进入水槽（８）；水槽（８）通过管路和净水器（１０）连接在一起，水槽（８）下部设有排水口（７），上部设有溢流口（３），净水器（１０）设有入水口（４）、出水口（９），其入水口（４）与自来水管路连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩薇，于国才，王振尧，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]