钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置和方法，所述钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置包括水槽、制冷组件、驱动组件、测试组件和检测组件，水槽用于盛放海水与海冰的混合物，制冷组件用于为水槽内的混合物提供冷量，驱动组件用于驱动水槽内的混合物流动，测试组件包括夹持部件和支撑部件，夹持部件与支撑部件相连，且夹持部件相对于支撑部件可移动以使夹持部件的一端可浸入和可浸出水槽，夹持部件的一端适于夹持试样，检测组件包括流速检测件和温度检测件，流速检测件用于检测水槽内混合物的流速，温度检测件用于探测所述试样的温度。本发明专利技术的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置可以测试船舶用钢材的抗磨蚀性能，提高船舶的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置和方法
本专利技术涉及材料试验的
，具体地涉及一种钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置和该钢材抗磨蚀的试验方法。
技术介绍
近来年，我国船舶用钢产品的研发取得了长足的进步，已经基本满足了造船行业的发展需求，然而随着我国航海事业与造船事业的不断发展，极地航线越来越受到人员的关注，对极地船舶用钢的要求也越来越高。由于全球气温上升，极地航线的海域面积越来越大，但这并不能改变极地航线低温环境，也不能消除航线上的海冰漂浮现象。因此在极地航行的船舶不仅仅受到风浪的影响，而且在低温环境下，极地航线的船舶不可避免的受到漂浮海冰的碰撞与磨蚀。根据调查57％极地船舶在平均13年船龄后船体钢结构出现裂纹或断裂现象，这说明现有船舶用钢在性能上海不能完全满足，极地低温环境下的服役要求。这些外部环境与复杂情况对极地航线的船舶用钢的服役性能产生了巨大的影响。为了保证极地船舶的安全性能，就必须测试极地船舶用钢在低温海水/冰等情况下的性能。然而，目前我国的现有船舶用钢标准《GB/T712-2011船舶及海洋工程用结构钢》完全中没有关于低温海水/冰磨蚀性能的要求。另外，国内也未见到可以用来测试钢材在极地低温海水/冰的综合环境下磨蚀性能的设备。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，该钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置可以测试船舶用钢材的抗磨蚀性能，提高船舶的安全性能。本专利技术的另一方面的实施例提出了一种钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验方法。根据本专利技术的第一方面的实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，包括水槽，所述水槽用于盛放海水与海冰的混合物；制冷组件，所述制冷组件的至少部分位于所述水槽内以用于为所述水槽内的混合物提供冷量；驱动组件，所述驱动组件的至少部分位于所述水槽内以用于驱动所述水槽内的混合物流动；测试组件，所述测试组件包括夹持部件和支撑部件，所述夹持部件与所述支撑部件相连，且所述夹持部件相对于所述支撑部件可移动以使所述夹持部件的一端可浸入和可浸出所述水槽，所述夹持部件的一端适于夹持试样；检测组件，所述检测组件包括流速检测件和温度检测件，所述流速检测件安装于所述水槽内以用于检测所述水槽内混合物的流速，所述温度检测件包括测温探头，所述测温探头安装于所述夹持部件上以用于探测所述试样的温度。根据本专利技术实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，当需要对钢材试样进行抗磨蚀试验时，在水槽内放置海水与海冰的混合物，通过驱动组件驱动水槽内的混合物流动，并通过制冷组件为混合物提供冷量，从而模拟自然状态下的海洋浮冰环境。通过夹持部件对钢材试样进行夹持，夹持部件相对于支撑部件可移动以使夹持部件的一端浸入至水槽内。同时，流速检测件对水槽内混合物的流速进行检测，温度检测件对试样的温度进行检测。进而经过一段时间之后，测量试样试验前后的磨蚀情况，然后根据试样的磨蚀情况得出试样的抗磨蚀性能。在一些实施例中，所述水槽内设有环形流道，所述混合物位于所述环形流道内，所述驱动组件用于驱动所述混合物沿所述环形流道的周向流动。在一些实施例中，所述制冷组件包括制冷压缩机和制冷管，所述制冷管与所述制冷压缩机相连，所述制冷管位于所述环形流道内且环绕所述环形流道设置。在一些实施例中，所述支撑部件包括第一杆和第二杆，所述第一杆的一端与所述水槽的底壁面相连，所述第一杆的另一端与所述第二杆相连，所述第二杆与所述夹持部件相连，且所述夹持部件相对于所述第二杆可移动。在一些实施例中，所述测试组件还包括连接部件，所述连接部件与所述第二杆和所述夹持部件相连，所述连接部件沿其长度方向可伸缩以带动所述夹持部件相对于所述第二杆可移动。在一些实施例中，所述连接部件包括第一悬臂和第二悬臂，所述第一悬臂和所述第二悬臂分别连接于所述第二杆的两端，所述夹持部件包括第一夹头和第二夹头，所述第一夹头与所述第一悬臂远离所述第二杆的一端相连，所述第二夹头与所述第二悬臂远离所述第二杆的一端相连。在一些实施例中，所述第一夹头和所述第二夹头均设有U形槽，所述第一夹头和所述第二夹头均通过所述U形槽夹持所述试样。在一些实施例中，所述驱动装置包括驱动电机和驱动轮，所述驱动轮位于所述环形流道内，且所述驱动电机用于驱动所述驱动轮转动，以使所述混合物沿所述环形流道的周向流动。在一些实施例中，所述钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置还包括保温盖，所述保温盖设在所述水槽的顶部，且所述保温盖与所述水槽可拆卸地连接。在一些实施例中，所述保温盖上开设有加料口和试验口，所述加料口用于向所述水槽内加入混合物，所述试验口用于供所述夹持部件穿过。根据本专利技术的第二方面的实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验方法包括以下步骤：在水槽内加入海水与海冰的混合物，所述海冰占所述水槽的表面积的50％以下；对至少两个试样进行加工，以使两个所述试样呈圆柱状，且两个所述试样的大小大体相同和表面粗糙度大体一致；测量两个所述试样的质量分别为M1和M2，测量两个所述试样的直径分别为D1和D2；将两个所述试样安装到夹持部件上，并将两个所述试样浸入至所述混合物内；通过制冷装置对所述混合物进行制冷，以使所述混合物不融化，当两个所述试样的温度一致后，保持两个所述试样浸入至所述混合物内T小时；通过驱动装置驱动所述混合物绕所述水槽的周向流动，保持所述水槽内所述混合物的流速为每小时n节；将两个所述试样从所述水槽内取出，测量两个所述试样的质量分别为M3和M4，测量两个所述试样的直径分别为D3和D4；计算两个所述试样的质量变化率：ΔW1＝(M1-M3)/M1×100％，ΔW2＝(M2-M4)/M2×100％；计算两个所述试样的直径变化率：ΔD1＝(D1-D3)/D1×100％，ΔD2＝(D2-D4)/D2×100％；根据所述质量变化率与所述直径变化率检测两个所述试样的抗磨蚀的性能。根据本专利技术实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验方法，在水槽内模拟自然状态下的海洋浮冰环境，并将试样置于水槽内，然后通过测量试样试验前后的质量和体积变化，进而得出试样的抗磨蚀性能。在一些实施例中，驱动所述混合物绕所述水槽的周向流动包括：驱动所述混合物绕所述水槽正向周向流动；驱动所述混合物绕所述水槽反向周向流动，所述正向周向流动和反向周向流动交替进行。附图说明图1是本专利技术实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置的俯视图。图2是本专利技术实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置的测试组件的示意图。图3是本专利技术实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置的保温盖的示意图。图4是本专利技术实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置的夹持部件的示意图。图5是本专利技术实施例的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置所夹持的试样的示意图。附图标记：1、水槽；12、环形流道；2、制冷组件；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，包括：/n水槽，所述水槽用于盛放海水与海冰的混合物；/n制冷组件，所述制冷组件的至少部分位于所述水槽内以用于为所述水槽内的混合物提供冷量；/n驱动组件，所述驱动组件的至少部分位于所述水槽内以用于驱动所述水槽内的混合物流动；/n测试组件，所述测试组件包括夹持部件和支撑部件，所述夹持部件与所述支撑部件相连，且所述夹持部件相对于所述支撑部件可移动以使所述夹持部件的一端可浸入和可浸出所述水槽，所述夹持部件的一端适于夹持试样；/n检测组件，所述检测组件包括流速检测件和温度检测件，所述流速检测件安装于所述水槽内以用于检测所述水槽内混合物的流速，所述温度检测件包括测温探头，所述测温探头安装于所述夹持部件上以用于探测所述试样的温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，包括：
水槽，所述水槽用于盛放海水与海冰的混合物；
制冷组件，所述制冷组件的至少部分位于所述水槽内以用于为所述水槽内的混合物提供冷量；
驱动组件，所述驱动组件的至少部分位于所述水槽内以用于驱动所述水槽内的混合物流动；
测试组件，所述测试组件包括夹持部件和支撑部件，所述夹持部件与所述支撑部件相连，且所述夹持部件相对于所述支撑部件可移动以使所述夹持部件的一端可浸入和可浸出所述水槽，所述夹持部件的一端适于夹持试样；
检测组件，所述检测组件包括流速检测件和温度检测件，所述流速检测件安装于所述水槽内以用于检测所述水槽内混合物的流速，所述温度检测件包括测温探头，所述测温探头安装于所述夹持部件上以用于探测所述试样的温度。


2.根据权利要求1所述的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，所述水槽内设有环形流道，所述混合物位于所述环形流道内，所述驱动组件用于驱动所述混合物沿所述环形流道的周向流动。


3.根据权利要求2所述的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，所述制冷组件包括制冷压缩机和制冷管，所述制冷管与所述制冷压缩机相连，所述制冷管位于所述环形流道内且环绕所述环形流道设置。


4.根据权利要求1所述的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，所述支撑部件包括第一杆和第二杆，所述第一杆的一端与所述水槽的底壁面相连，所述第一杆的另一端与所述第二杆相连，所述第二杆与所述夹持部件相连，且所述夹持部件相对于所述第二杆可移动。


5.根据权利要求4所述的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，所述测试组件还包括连接部件，所述连接部件与所述第二杆和所述夹持部件相连，所述连接部件沿其长度方向可伸缩以带动所述夹持部件相对于所述第二杆可移动。


6.根据权利要求5所述的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，所述连接部件包括第一悬臂和第二悬臂，所述第一悬臂和所述第二悬臂分别连接于所述第二杆的两端，
所述夹持部件包括第一夹头和第二夹头，所述第一夹头与所述第一悬臂远离所述第二杆的一端相连，所述第二夹头与所述第二悬臂远离所述第二杆的一端相连。


7.根据权利要求6所述的钢材抗海水海冰混合物磨蚀试验装置，其特征在于，所述第一夹头和所述第二夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超逸，严玲，刘文月，
申请(专利权)人：鞍钢集团北京研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11