本发明专利技术涉及一种深海环境腐蚀试验装置及试验保障方法，包括镂空的试样框架，所述试样框架的内部设置有数个浮力块，试样框架外部顶面连接信标，试样框架外部底面通过第一连接绳与无扭矩连接机构连接，无扭矩连接机构位于试样框架的正下方，无扭矩连接机构通过缆绳与水下绞车的输出端连接，水下绞车的底部连接底座的上表面，底座的上表面还固定有位于水下绞车两旁的电池组和水密耐压壳体，水密耐压壳体的上表面设置有水声通讯天线，水密耐压壳体的内部设置有控制系统，底座通过声应答释放器与压载块连接，压载块位于底座的正下方。试验装置在试验周期内全部位于海面以下，受海况和过往船只影响小，可靠性高，且布放回收方便。且布放回收方便。且布放回收方便。
【技术实现步骤摘要】
一种深海环境腐蚀试验装置及试验保障方法
[0001]本专利技术涉及海洋环境腐蚀试验
，尤其是一种深海环境腐蚀试验装置及试验保障方法。
技术介绍
[0002]海水是一种腐蚀性相当高的电解质溶液，是天然腐蚀剂中腐蚀性最强的介质之一，常用的金属材料在海水中均会产生不同程度的腐蚀问题。为了确保海洋装备的长期安全可靠服役，需要充分掌握材料在海水环境中腐蚀行为规律。
[0003]已公开中国专利技术专利，公开号：CN110057747B，专利名称：一种能实现投样水深交变的腐蚀试验装置，申请日：20190524，其公开了一种能实现投样水深交变的腐蚀试验装置，通过设置浮箱、绞车系统、主缆绳、试验框架、自动卷线器及混凝土压载块可实现海洋环境腐蚀试验中试验框架水深位置的交替变化功能。但是，该装置的主要系统块均位于海面上，在长周期的深海试验期间，装置主要系统需一直承受海浪的冲击，在遭受极端恶劣海况时，整套装置的系泊缆绳可能出现断裂；同时试验装置漂浮在海面上受过往船只的影响较大，面临着较高的被刮碰、被捞走的风险，从而造成深海腐蚀试验的失败。因此，开发一种可放置在海面以下且布放回收方便、可靠性高、受海况和过往船只影响较小的深海环境腐蚀试验装置非常必要，也非常迫切。
技术实现思路
[0004]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的可自动调节水下位置的深海环境腐蚀试验装置，通过水下控制模块操纵水下绞车定期释放或回收特定长度的缆绳，使试样框架悬停在预先设定的试验水深位置处，从而使试验装置在试验周期内全部位于海面以下，受海况和过往船只影响小，可靠性高，且布放回收方便。解决了
技术介绍
中的试验装置其主要系统位于海面易损坏的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种深海环境腐蚀试验装置，包括镂空的试样框架，所述试样框架的内部设置有数个浮力块，试样框架外部顶面连接信标，试样框架外部底面通过第一连接绳与无扭矩连接机构连接，无扭矩连接机构位于试样框架的正下方，无扭矩连接机构通过缆绳与水下绞车的输出端连接，水下绞车的底部连接底座的上表面，底座的上表面还固定有位于水下绞车两旁的电池组和水密耐压壳体，水密耐压壳体的上表面设置有水声通讯天线，水密耐压壳体的内部设置有控制系统，底座通过声应答释放器与压载块连接，压载块位于底座的正下方。
[0007]本专利技术的进一步技术方案在于：
[0008]所述浮力块提供的浮力大于除压载块外试验装置所受的重力且小于包括压载块的试验装置所受的重力。
[0009]所述试样框架呈立方体状，试样框架下表面的四角均匀布置有用于连接缆绳的固
定部件。
[0010]所述无扭矩连接机构包括相对连接的第一连接环和第二连接环，所述第一连接环和第二连接环的中部设置有通孔，第一连接环和第二连接环通过与螺栓间隙配合连接。
[0011]所述试样框架的内部还放置有试样材料、高度计和海洋环境检测仪。
[0012]所述水密耐压壳体的材质选用钛合金或双相不锈钢。
[0013]所述水密耐压壳体内部的控制系统、电池组和水下绞车之间通过水密接插件进行电连接。
[0014]所述电池组由若干高比能单体锂电池结合而成，各高比能单体锂电池之间填充矿物油。
[0015]所述声应答释放器通过第二连接绳分别与底座和压载块连接，第二连接绳的长度均相同。
[0016]一种利用上述深海环境腐蚀试验装置的试验保障方法，包括以下步骤：
[0017]S1.准备工作，出海试验前，确定整个试验周期内试样框架的水深位置变化方案，并在水密耐压壳体内部的控制系统中设定好相关的控制指令，将试样材料安装在试样框架上，并组装完成试验装置的其它模块，确保各模块之间安全可靠连接；
[0018]S2.能力验证，考验控制系统操纵水下绞车释放或回收缆绳的能力，通过考核试验后方可出海试验；
[0019]S3.投放前准备，将缆绳全部回收到水下绞车中，并确定信标、声应答释放器、电池组均处于满电状态；
[0020]S4.通过工作船投放试验装置，工作船上搭载起吊设备，当工作船到达目标投放点时，从上到下依次将试验装置的各个模块投放到海水中，首先投放信标，然后投放试样框架，再投放无扭矩连接轴，接着投放底座和压载块，投放压载块时，通过起吊设备约束压载块，保证压载块位于海面位置不会下沉，投放时工作船的行进方向要与海浪的方向相反；
[0021]S5.吊放压载块，将压载块从海面位置释放，试验装置其他模块会在压载块的重力作用下开始下沉；
[0022]S6.压载块坐底后，试样框架在浮力块缆绳的共同作用下悬停在海水中；
[0023]S7.工作船通过水声通讯天线与控制系统进行通讯，高度计实时向工作船返回试样框架的水深位置信息；
[0024]S8.当工作船收到的水深位置信息停止变化后，工作船向控制系统发出指令，使水下绞车释放指令要求长度的缆绳，试样框架在浮力的作用下开始上浮，最终悬停在试验方案制定的初始试验水深位置处，并开始长周期深海环境腐蚀试验；
[0025]S9.回收试样材料，试验周期结束后，工作船返回投放点，通过水声通讯天线将释放声应答释放器的信号传输给控制系统，控制系统释放信号给声应答释放器，声应答释放器打开释放钩，释放钩上下两部分分离，抛弃压载块，试样框架开始上浮，最终试验装置上浮到海面，通过信标工作船可以精确获取试验装置的位置信息，通过起吊设备将试验装置回收。
[0026]本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过水下控制模块操纵水下绞车定期释放或回收特定长度的缆绳，使试样框架悬停在预先设定的试验水深位置处，从而实现试验周期内
试样框架水下位置的自动调节，布放回收方便；在进行深海试验期间，整个装置全部位于海面以下，受海况和过往船只影响小，可靠性高。
[0028]本专利技术还具有如下优点：
[0029](1)通过设置无扭矩连接机构，在整个水下试验期间试验装置可以有效避免由海流引起的试样框架转动带来的缆绳扭转缠绕问题。
[0030](2)通过在电池组件填充矿物油，可以保证电池组的深海承压能力，还可以将电池组内部产生的热量及时传递到海水中从而缓解电池组的发热状况。
[0031](3)通过设置信标，工作船可以精确获取试验装置的位置信息，从而保证试验装置可以回收。
[0032](4)通过设置控制系统，试验装置无需水面工作船的协助，可以独立完成整个试验周期内试样框架水深位置的自动调节。
[0033](5)试验装置各模块均采用采用耐海水腐蚀材质，适用于深海环境，保障试验可以顺利完成。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的结构示意图。
[0035]图2为本专利技术中无扭矩连接机构的结构示意图。
[0036]其中：1、信标；2、浮力块；3、试样框架；4、试样材料；5、第一连接绳；6、高度计；7、无扭矩连接机构；8、缆绳；9、水下绞车；10、电池本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：包括镂空的试样框架(3)，所述试样框架(3)的内部设置有数个浮力块(2)，试样框架(3)外部顶面连接信标(1)，试样框架(3)外部底面通过第一连接绳(5)与无扭矩连接机构(7)连接，无扭矩连接机构(7)位于试样框架(3)的正下方，无扭矩连接机构(7)通过缆绳(8)与水下绞车(9)的输出端连接，水下绞车(9)的底部连接底座(13)的上表面，底座(13)的上表面还固定有位于水下绞车(9)两旁的电池组(10)和水密耐压壳体(11)，水密耐压壳体(11)的上表面设置有水声通讯天线(12)，水密耐压壳体(11)的内部设置有控制系统，底座(13)通过声应答释放器(15)与压载块(16)连接，压载块(16)位于底座(13)的正下方。2.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述浮力块(2)提供的浮力大于除压载块(16)外试验装置所受的重力且小于包括压载块(16)的试验装置所受的重力。3.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述试样框架(3)呈立方体状，试样框架(3)下表面的四角均匀布置有用于连接缆绳(8)的固定部件。4.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述无扭矩连接机构(7)包括相对连接的第一连接环(701)和第二连接环(702)，所述第一连接环(701)和第二连接环(702)的中部设置有通孔，第一连接环(701)和第二连接环(702)通过与螺栓(703)间隙配合连接。5.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述试样框架(3)的内部还放置有试样材料(4)、高度计(6)和海洋环境检测仪(17)。6.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述水密耐压壳体(11)的材质选用钛合金或双相不锈钢。7.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述水密耐压壳体(11)内部的控制系统、电池组(10)和水下绞车(9)之间通过水密接插件进行电连接。8.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述电池组(10)由若干高比能单体锂电池结合而成，各高比能单体锂电池之间填充矿物油。9.如权利要求1所述的一种深海环境腐蚀试验装置，其特征在于：所述声应答释放器(15)通过第二连接绳(14)分...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯春明，屈平，徐强，陈凤林，皇甫文珠，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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