盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，包括试验箱体、盐雾分散系统、灰尘分散系统、试样支架、温度控制系统以及废气废水处理系统，试验箱体底部设有水槽，盐雾分散系统包括压缩空气供给系统、溶液箱以及设于试验箱体内的盐雾分散塔，压缩空气供给系统和溶液箱分别与盐雾分散塔连接；灰尘分散系统包括灰尘供给系统以及设于试验箱体内的灰尘分散塔和滤纸，灰尘分散塔与灰尘供给系统连通，滤纸设置于水槽上侧，以过滤将要落入水槽中的灰尘；试验箱体内设有若干个试样支架，各试样支架上安装若干个金属试件并对其施加载荷。该装置有利于准确模拟实际腐蚀工况，进而提高试验结果的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置
本专利技术属于盐雾试验
，具体涉及一种盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置。
技术介绍
金属材料，特别是钢铁，作为重要的结构材料，在海洋相关的众多领域均有广泛应用。然而复杂的海洋环境，加之风力、波浪冲击等交变载荷的作用，使得钢铁材料往往要承受严酷的载荷与复杂的腐蚀环境。同时我国海洋资源辽阔，在海洋强国战略的指导下，急需发展耐海洋大气腐蚀结构用钢。因此，针对海洋用钢铁材料的耐腐蚀性能进行研究变得越来越重要。目前，根据腐蚀介质类型一般将海洋环境腐蚀分为海洋大气环境腐蚀、海水环境腐蚀和海泥环境腐蚀。海洋大气环境中含有较多的盐颗粒，它们会不均匀的吸附在金属表面，导致金属锈蚀。特别是海洋大气环境，还往往含有其他浮尘杂质。这些杂质与盐颗粒结合附着在钢铁表面，并且很难被雨水等冲刷掉，形成局部氯离子富集，引发大量的点蚀，进而使得腐蚀速率加速。目前，金属类材料的海洋大气腐蚀评价方法，以天然环境暴露试验和人工加速模拟盐雾环境试验为主。天然暴露试验是将测试样品长期暴露在天然气候环境中（包括室内、室外、棚下），定期进行测量及做表面检查，以了解测试样品在天然气候条件影响下的电参数、机械性能及外观变化情况，从而鉴定产品在该环境条件下的可靠性。但是天然环境暴露试验的试验周期长，所需人力、财力和物力较大，且地域环境的差异，使得其试验结果只能适用部分地区。人工加速模拟盐雾环境试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核金属材料耐腐蚀性能的环境试验。目前盐雾试验是用于评价海洋大气腐蚀的最广泛使用的方法之一，可有效模拟海洋大气区的氯离子浓度、湿度及温度。同时人工加速模拟盐雾环境试验与天然环境相比，其盐雾环境的氯化物浓度可超过天然环境中氯化物含量几倍甚至几十倍，使得测试材料的腐蚀速度大幅度提高以缩短测试时间。但是目前的盐雾试验仅考虑盐雾环境下的腐蚀，而实际应用场景中仅受盐雾腐蚀的环境很少。例如在海洋大气环境下，大气中的浮尘容易吸收空气中的水分和盐粒子并被风携带沉积在金属表面上，其吸附性要强于盐雾试验中的水膜吸附，从而加速腐蚀过程。这使得目前的盐雾试验并不能够真实反映测试材料在实际环境下的耐受水平，盐雾试验预期材料的耐腐蚀寿命基本基于经验值，降低了试验结果的精确性，从而降低了试验结果的现实指导意义。同时，钢铁作为结构材料在海洋环境中服役要承受严酷的载荷和复杂的腐蚀环境，需对其结构使用的安全性和可靠性进行评估。目前国内外对于金属材料耐腐蚀性的研究大多集中在探索实验室内或大气腐蚀环境下的抗锈蚀能力，尚缺乏更贴合实际腐蚀环境的带应力载荷的抗腐蚀试验。因此开发多因素复合腐蚀试验，可有效考虑多种复杂因素综合作用下的金属材料腐蚀问题，建立对不同腐蚀因素作用下的金属材料抗腐蚀性的全面认识、评价标准和相关腐蚀机理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，该装置有利于准确模拟实际腐蚀工况，进而提高试验结果的可靠性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，包括试验箱体、盐雾分散系统、灰尘分散系统、试样支架、温度控制系统以及废气废水处理系统，所述试验箱体底部设有用于装储水的水槽，所述盐雾分散系统包括压缩空气供给系统、溶液箱以及设于试验箱体内的盐雾分散塔，所述压缩空气供给系统和溶液箱分别与盐雾分散塔连接，以通过压缩空气供给系统在盐雾分散塔上方产生负压，将盐雾分散塔上连接溶液箱的喷嘴喷出的盐水雾吸入盐雾分散塔内并通过其向试验箱体内喷洒扩散，形成弥漫状态，以模拟盐雾环境；所述灰尘分散系统包括灰尘供给系统以及设于试验箱体内的灰尘分散塔和滤纸，所述灰尘分散塔与灰尘供给系统连通，以通过灰尘供给系统产生灰尘并通过灰尘分散塔向试验箱体内喷洒扩散，所述滤纸设置于水槽上侧，以过滤将要落入水槽中的灰尘；所述试验箱体内设有若干个试样支架，各试样支架上安装若干个金属试件并对其施加载荷。进一步地，所述试验箱体的箱盖采用坡屋顶结构形式，以避免试验时聚积的溶液滴落到试样上。进一步地，所述压缩空气供给系统包括空气压缩机、过滤器、电磁阀和空气饱和器，所述空气压缩机经过滤器、电磁阀连接空气饱和器的输入口，所述空气饱和器的输出口连接盐雾分散塔；所述空气压缩机产生压缩空气，经过滤器净化，再进入空气饱和器进行湿化，而后经盐雾分散塔排出，从而在其上方产生负压；所述溶液箱装储有按盐雾试验要求配置好的盐溶液，所述溶液箱连接盐雾分散塔上用于喷出盐水雾的喷嘴。进一步地，所述盐雾分散系统还包括至少两个距盐雾分散塔不同距离的盐雾收集器，以收集试验箱体内不同位置的盐雾。进一步地，所述灰尘供给系统包括鼓风机、灰尘箱和灰尘过滤网，所述鼓风机连接灰尘箱，所述灰尘箱经灰尘过滤网连接灰尘分散塔；所述鼓风机产生气流，气流经过灰尘箱后带起灰尘，通过灰尘过滤网过滤大颗粒灰尘后，而后通过灰尘分散塔向试验箱体内喷洒扩散。进一步地，所述试验箱体内横向架设有支撑板，用于放置所述若干个试样支架。进一步地，所述试样支架包括安装架、2n个端夹具、2n个螺母和n个弹簧，所述安装架上开设有n个金属试件安装槽，所述2n个端夹具对向布设于各金属试件安装槽内上、下两侧，各金属试件分别置入相应的金属试件安装槽且其上、下两端分别与两侧的端夹具连接，一侧的端夹具穿出安装架并经螺母锚住，另一侧的端夹具穿出安装架并经弹簧和螺母锁紧，通过弹簧变形量调节施加在金属试件上的载荷大小。进一步地，所述安装架包括基座、可调节伸缩杆和受力架，所述n个金属试件安装槽开设于受力架上，所述受力架下侧部与基座铰接，所述可调节伸缩杆下端与基座铰接，上端与受力架上侧部铰接。进一步地，所述温度控制系统包括温度控制器以及设于水槽中的温度传感器和加热装置，所述温度控制器与温度传感器和加热装置连接，所述温度控制器根据温度传感器感测到的水温，控制加热装置工作，以控制水槽中水温，进而使试验箱体内温度保持平稳。进一步地，所述废气废水处理系统包括废气处理塔和废水处理箱，所述废气处理塔与试验箱体连接，所述废水处理箱分别与水槽和废气处理塔连接。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本装置在盐雾试验中加入了粉尘模拟实际环境中的粉尘，同时对测试试件施加初应力，能够更贴近模拟实际的海洋大气腐蚀工况，使得盐雾试验更接近测试材料在真实的工作环境条件下的耐受水平，进而提高试验结果的可靠性，提高试验结果对实际工程的指导意义。附图说明图1是本专利技术实施例的装置前视示意图。图2是本专利技术实施例的装置侧视示意图。图3是本专利技术实施例中盐雾分散系统的示意图。图4是本专利技术实施例中灰尘分散系统的示意图。图5是本专利技术实施例中盐雾分散塔和灰尘分散塔的结构示意图。图6是本专利技术实施例中试样支架的前视示意图。图7是本专利技术实施例中试样支架的侧视示意图。图中：1-灰尘分散塔，2-盐雾分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，包括试验箱体、盐雾分散系统、灰尘分散系统、试样支架、温度控制系统以及废气废水处理系统，所述试验箱体底部设有用于装储水的水槽，所述盐雾分散系统包括压缩空气供给系统、溶液箱以及设于试验箱体内的盐雾分散塔，所述压缩空气供给系统和溶液箱分别与盐雾分散塔连接，以通过压缩空气供给系统在盐雾分散塔上方产生负压，将盐雾分散塔上连接溶液箱的喷嘴喷出的盐水雾吸入盐雾分散塔内并通过其向试验箱体内喷洒扩散，形成弥漫状态，以模拟盐雾环境；所述灰尘分散系统包括灰尘供给系统以及设于试验箱体内的灰尘分散塔和滤纸，所述灰尘分散塔与灰尘供给系统连通，以通过灰尘供给系统产生灰尘并通过灰尘分散塔向试验箱体内喷洒扩散，所述滤纸设置于水槽上侧，以过滤将要落入水槽中的灰尘；所述试验箱体内设有若干个试样支架，各试样支架上安装若干个金属试件并对其施加载荷。/n

【技术特征摘要】
1.一种盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，包括试验箱体、盐雾分散系统、灰尘分散系统、试样支架、温度控制系统以及废气废水处理系统，所述试验箱体底部设有用于装储水的水槽，所述盐雾分散系统包括压缩空气供给系统、溶液箱以及设于试验箱体内的盐雾分散塔，所述压缩空气供给系统和溶液箱分别与盐雾分散塔连接，以通过压缩空气供给系统在盐雾分散塔上方产生负压，将盐雾分散塔上连接溶液箱的喷嘴喷出的盐水雾吸入盐雾分散塔内并通过其向试验箱体内喷洒扩散，形成弥漫状态，以模拟盐雾环境；所述灰尘分散系统包括灰尘供给系统以及设于试验箱体内的灰尘分散塔和滤纸，所述灰尘分散塔与灰尘供给系统连通，以通过灰尘供给系统产生灰尘并通过灰尘分散塔向试验箱体内喷洒扩散，所述滤纸设置于水槽上侧，以过滤将要落入水槽中的灰尘；所述试验箱体内设有若干个试样支架，各试样支架上安装若干个金属试件并对其施加载荷。


2.根据权利要求1所述的盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，所述试验箱体的箱盖采用坡屋顶结构形式，以避免试验时聚积的溶液滴落到试样上。


3.根据权利要求1所述的盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，所述压缩空气供给系统包括空气压缩机、过滤器、电磁阀和空气饱和器，所述空气压缩机经过滤器、电磁阀连接空气饱和器的输入口，所述空气饱和器的输出口连接盐雾分散塔；所述空气压缩机产生压缩空气，经过滤器净化，再进入空气饱和器进行湿化，而后经盐雾分散塔排出，从而在其上方产生负压；所述溶液箱装储有按盐雾试验要求配置好的盐溶液，所述溶液箱连接盐雾分散塔上用于喷出盐水雾的喷嘴。


4.根据权利要求1所述的盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载荷应力腐蚀试验装置，其特征在于，所述盐雾分散系统还包括至少两个距盐雾分散塔不同距离的盐雾收集器，以收集试验箱体内不同位置的盐雾。


5.根据权利要求1所述的盐雾复合粉尘条件下金属材料恒载...

【专利技术属性】
技术研发人员：余鑫，尤海磊，王法承，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35