海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置。本發(fā)明由主試驗(yàn)箱、注排水控制系統(tǒng)組成。在主試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置水平樣品臺(tái)，涂有待測(cè)涂膜的工作電極固定在樣品臺(tái)上，工作電極除工作面外，其余各面均采用環(huán)氧樹脂封裝，并通過銅導(dǎo)線與外界測(cè)試裝置連接。注排水系統(tǒng)中進(jìn)水管和排水管分別安裝在主試驗(yàn)箱的兩側(cè)。通過電磁閥控制安裝在進(jìn)水管和排水管上的蠕動(dòng)泵，來完成主試驗(yàn)箱中水位調(diào)節(jié)，以達(dá)到干濕兩種狀態(tài)的交替循環(huán)目的，通過電腦時(shí)控開關(guān)來控制進(jìn)水和排水過程，從而控制不同干燥和濕潤(rùn)過程時(shí)間比例。本發(fā)明可以長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)精確自動(dòng)循環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)，效率高，無需人員手動(dòng)操作，液面控制準(zhǔn)確，并可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整干濕循環(huán)比例。
【專利說明】海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)電裝備領(lǐng)域，具體涉及一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋環(huán)境是一個(gè)腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境，會(huì)對(duì)包括海洋油氣田開發(fā)、港口建設(shè)、船舶工程和深?？碧降阮I(lǐng)域廣泛使用的鋼結(jié)構(gòu)材料造成各種災(zāi)害性腐蝕破壞，據(jù)統(tǒng)計(jì)，船體大約90%的破壞都是由于腐蝕造成的。腐蝕所造成的損失非常嚴(yán)重，近年來越來越受到相關(guān)研究人員和技術(shù)工作者的關(guān)注。研究表明，如果采取適當(dāng)?shù)姆栏胧?，其?0%的損失可以避免。綜合現(xiàn)有技術(shù)和成本因素考慮，采用涂料涂裝防護(hù)仍然是目前最廣泛、有效和經(jīng)濟(jì)的方法。金屬材料發(fā)生腐蝕必須同時(shí)具備三個(gè)基本過程:(I)金屬陽(yáng)極溶解；(2)陰極去極化劑還原；(3)在陰極和陽(yáng)極起導(dǎo)通作用的電子電流和離子電流。三個(gè)過程串聯(lián)成為一個(gè)閉合回路，只要其中一個(gè)過程受阻，另外的兩個(gè)過程也必然受到抑制，金屬的腐蝕也將停止。有機(jī)涂層對(duì)金屬的保護(hù)作用正是通過抑制上述過程中的一個(gè)或幾個(gè)步驟而達(dá)到的。
[0003]最早人們?cè)u(píng)價(jià)涂層性能常采用大氣暴曬、鹽水浸潰等常規(guī)檢測(cè)法，但該類方法屬定性描述的范疇，試驗(yàn)周期長(zhǎng)、試驗(yàn)結(jié)果不夠精確、分散性大、重現(xiàn)性差。并且涂層的腐蝕常常受到多種腐蝕因素的交互作用，單項(xiàng)測(cè)試往往不能反映涂層的實(shí)際腐蝕效果，于是近年來人工加速老化試驗(yàn)受到越來越多關(guān)注，通過人為改變涂層樣品所處狀態(tài)模擬自然環(huán)境中腐蝕條件來進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，對(duì)于研究涂層下金屬腐蝕的動(dòng)力學(xué)規(guī)律、探討涂層的防護(hù)機(jī)理等相關(guān)領(lǐng)域研究工作起到重要作用。
[0004]干濕循環(huán)交替是常見的自然現(xiàn)象，如晝夜交替溫度和濕度的變化導(dǎo)致水在金屬涂層體系的表面凝聚和蒸發(fā)，同時(shí)降水和晴天交替，海洋環(huán)境中浪花飛濺區(qū)和潮差區(qū)也都可以導(dǎo)致有機(jī)涂層體系經(jīng)歷干濕循環(huán)變化。干濕循環(huán)是影響涂層劣化和涂層下金屬腐蝕反應(yīng)過程的重要因素之一。干濕循環(huán)對(duì)涂層劣化的加速破壞作用主要是通過干燥和潤(rùn)濕階段影響水滲透和氧還原過程實(shí)現(xiàn)的。顯然干濕交替的頻率，也就是干燥和浸泡的時(shí)間比，會(huì)對(duì)失效過程產(chǎn)生重要影響。由于大氣環(huán)境中金屬結(jié)構(gòu)絕大部分都采用了涂層保護(hù)技術(shù)，研究干濕循環(huán)過程對(duì)涂層劣化和涂層下金屬腐蝕影響更具有實(shí)際意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置，用于海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞試驗(yàn)。
[0006]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明由主試驗(yàn)箱、注排水控制系統(tǒng)組成。
[0007]主試驗(yàn)箱采用透明聚四氟乙烯制作，便于觀察涂層腐蝕破壞過程，在主試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置水平樣品臺(tái)，涂有待測(cè)涂膜的工作電極通過絕緣螺栓固定在樣品臺(tái)上，工作電極除工作面外，其余各面均采用環(huán)氧樹脂封裝，并通過銅導(dǎo)線與外界測(cè)試裝置連接。
[0008]注排水系統(tǒng)由進(jìn)水管、排水管、電磁閥、蠕動(dòng)泵、液面高度感應(yīng)器、電腦時(shí)控開關(guān)共同組成。進(jìn)水管和排水管分別安裝在主試驗(yàn)箱的兩側(cè)，其中排水管的接口位于主試驗(yàn)箱的底部，以保證試驗(yàn)箱內(nèi)的水能夠完全排出。通過電磁閥控制安裝在進(jìn)水管和排水管上的蠕動(dòng)泵，來完成主試驗(yàn)箱中水位調(diào)節(jié)，以達(dá)到干濕兩種狀態(tài)的交替循環(huán)目的，通過電腦時(shí)控開關(guān)來控制進(jìn)水和排水過程，從而控制不同干燥和濕潤(rùn)過程時(shí)間比例。
[0009]在主試驗(yàn)箱上部安裝有鼓風(fēng)裝置，在干燥過程中開啟，加快涂層表面液膜蒸發(fā)，從而縮短干濕循環(huán)狀態(tài)過渡過程。
[0010]在進(jìn)水過程中，當(dāng)注入試驗(yàn)箱內(nèi)的溶液水位達(dá)到液面感應(yīng)器高度時(shí)，通過與感應(yīng)器連接的電磁閥關(guān)閉進(jìn)水管上的蠕動(dòng)泵，從而保證箱體內(nèi)溶液不溢出。
[0011]本發(fā)明可以長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)精確自動(dòng)循環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)，效率高，無需人員手動(dòng)操作，液面控制準(zhǔn)確，并可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整干濕循環(huán)比例，可以有效實(shí)現(xiàn)加速實(shí)驗(yàn)功能，對(duì)于涂層劣化過程及腐蝕機(jī)理和耐海水腐蝕新材料研究開發(fā)具有重要意義。
[0012]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，實(shí)驗(yàn)進(jìn)水槽I通過進(jìn)水軟管3與主試驗(yàn)箱4連接，進(jìn)水泵2與電磁閥14連通，同時(shí)利用時(shí)控開關(guān)15來控制電磁閥14，從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)向主試驗(yàn)箱中注入電解質(zhì)溶液5 (如NaCl、海水);同時(shí)，通過與電磁閥14相連通的液面高度感應(yīng)器13來控制注入主試驗(yàn)箱內(nèi)的電解液的量，當(dāng)試驗(yàn)箱內(nèi)溶液液面達(dá)到一定高度時(shí)，進(jìn)水泵停止工作，以防止加入溶液過多；主試驗(yàn)箱4的排水口通過與電磁閥11連通的排水泵9控制排水管8來向排水槽10完成排水，使主試驗(yàn)箱內(nèi)處于干濕循環(huán)的干態(tài)狀態(tài)，在干燥過程中開啟鼓風(fēng)裝置16加快樣品表面液膜的揮發(fā)，并通過兩個(gè)時(shí)控開關(guān)13、15來控制被測(cè)試涂層干燥和浸濕兩種工作狀態(tài)的時(shí)間。
[0015]使用本發(fā)明時(shí)，首先在主試驗(yàn)箱中將涂有待測(cè)涂層的工作電極7安裝在水平樣品臺(tái)6上，并用塑料螺栓固定，防止在進(jìn)排水過程中造成樣品的移動(dòng)。接通電磁閥14后，開啟進(jìn)水泵2，從進(jìn)水槽I向試驗(yàn)箱內(nèi)加入腐蝕介質(zhì)，完全浸沒樣品，當(dāng)水位達(dá)到液面高度感應(yīng)裝置13時(shí)，傳感器反饋信號(hào)電磁閥14控制進(jìn)水泵2停止工作，進(jìn)水過程結(jié)束，此時(shí)處于干濕循環(huán)過程浸濕階段。浸沒一段時(shí)間后，當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的浸沒時(shí)長(zhǎng)后，電磁閥11接通，啟動(dòng)排水泵9將試驗(yàn)箱內(nèi)溶液排除，此時(shí)待測(cè)樣品處于干濕循環(huán)過程的干燥階段。依次輪流分別進(jìn)行進(jìn)水和排水過程，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試樣品干濕循環(huán)過程。通過電腦時(shí)控開關(guān)15和電腦時(shí)控開關(guān)12分別設(shè)定進(jìn)水電磁閥14和排水電磁閥11的工作和停止時(shí)間，從而控制進(jìn)水泵2和排水泵9的開啟和關(guān)閉，可以按照需求設(shè)定不同的干濕交替循環(huán)比，從而達(dá)到加速腐蝕實(shí)驗(yàn)的目的。
【權(quán)利要求】
1.海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置，由主試驗(yàn)箱、注排水控制系統(tǒng)組成，其特征在于: 主試驗(yàn)箱采用透明聚四氟乙烯制作，便于觀察涂層腐蝕破壞過程，在主試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置水平樣品臺(tái)，涂有待測(cè)涂膜的工作電極通過絕緣螺栓固定在樣品臺(tái)上，工作電極除工作面夕卜，其余各面均采用環(huán)氧樹脂封裝，并通過銅導(dǎo)線與外界測(cè)試裝置連接； 注排水系統(tǒng)由進(jìn)水管、排水管、電磁閥、蠕動(dòng)泵、液面高度感應(yīng)器、電腦時(shí)控開關(guān)共同組成；進(jìn)水管和排水管分別安裝在主試驗(yàn)箱的兩側(cè)，其中排水管的接口位于主試驗(yàn)箱的底部，以保證試驗(yàn)箱內(nèi)的水能夠完全排出；通過電磁閥控制安裝在進(jìn)水管和排水管上的蠕動(dòng)泵，來完成主試驗(yàn)箱中水位調(diào)節(jié)，以達(dá)到干濕兩種狀態(tài)的交替循環(huán)目的，通過電腦時(shí)控開關(guān)來控制進(jìn)水和排水過程，從而控制不同干燥和濕潤(rùn)過程時(shí)間比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:在主試驗(yàn)箱上部安裝有鼓風(fēng)裝置，在干燥過程中開啟，加快涂層表面液膜蒸發(fā)，從而縮短干濕循環(huán)狀態(tài)過渡過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:在進(jìn)水過程中，當(dāng)注入試驗(yàn)箱內(nèi)的溶液水位達(dá)到液面感應(yīng)器高度時(shí)，通過與感應(yīng)器連接的電磁閥關(guān)閉進(jìn)水管上的蠕動(dòng)泵，從而保證箱體內(nèi)溶液不溢出。
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK104297138SQ201410535459
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】彭欣, 李海晏, 陳良輔, 宋偉, 蔡勇 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)舟山海洋研究中心