一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，包括有一個(gè)恒溫水箱，用于控制試驗(yàn)過(guò)程海水溫度，恒溫水箱內(nèi)布置有熱交換器，對(duì)海水溫度進(jìn)行升降溫調(diào)節(jié)，不同規(guī)格的浸泡室用于模擬不同濃度海水浸泡環(huán)境，浸泡室內(nèi)均布置有放置試件的孔板，可以放置多種不同規(guī)格的試件以充分利用空間。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋不僅是擁有著豐富資源的寶庫(kù)，還是人類(lèi)生存與發(fā)展不可缺少的空間環(huán)境。21世紀(jì)以來(lái)，各國(guó)都非常重視海洋資源開(kāi)發(fā)利用，我國(guó)是一個(gè)人口眾多，資源相對(duì)緊缺的國(guó)家，尤其人均資源占有量更是大大低于世界平均水平。然而我國(guó)擁有近300萬(wàn)平方公里的管轄海域，大陸海岸線長(zhǎng)達(dá)1.8萬(wàn)公里，6500多個(gè)島嶼的岸線長(zhǎng)14萬(wàn)公里。開(kāi)發(fā)海洋資源，發(fā)展沿海經(jīng)濟(jì)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。
[0003]海洋資源的開(kāi)發(fā)和利用離不開(kāi)海上基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，船舶、港口設(shè)施及跨海大橋等海洋工程結(jié)構(gòu)使用大量的材料設(shè)備，而且投入量在逐年增加。由于海洋苛刻的自然環(huán)境，材料結(jié)構(gòu)的腐蝕、溶解、溶脹不可避免。金屬材料一旦發(fā)生海水腐蝕不僅影響材料的外觀，其機(jī)械性能將發(fā)生變化，喪失應(yīng)有的強(qiáng)度、硬度和韌性，直至材料完全失效結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。非金屬材料表面和海水介質(zhì)接觸后，海水溶液會(huì)逐漸擴(kuò)散到材料內(nèi)部，材料表面和內(nèi)部都可能產(chǎn)生一系列變化，如橡膠和塑料受溶劑作用后可能全部或部分溶解或溶脹，溶液浸入材料內(nèi)部后可引起溶脹或增重，表面會(huì)發(fā)生起泡、變粗糙、變色，內(nèi)部發(fā)生功能減弱或喪失；高分子有機(jī)物受海水介質(zhì)作用可能發(fā)生分解。據(jù)統(tǒng)計(jì)，船體大約90%的破壞歸因于材料功能喪失，材料在海洋環(huán)境中的浸泡試驗(yàn)研宄一直受到各國(guó)的重視。因此，針對(duì)材料的實(shí)海浸泡和材料功能失效機(jī)理研宄開(kāi)展一些有益探索工作，為海洋工程的設(shè)計(jì)、選材、防護(hù)及新材料開(kāi)發(fā)提供依據(jù)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]實(shí)海環(huán)境下研宄不同材料浸泡和探索材料在海洋環(huán)境下老化失效機(jī)理更加客觀、真實(shí)，但由于實(shí)海環(huán)境影響因素復(fù)雜多變，在此情況下開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)研宄往往難以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)進(jìn)行，同時(shí)由于實(shí)海環(huán)境惡劣，不利于相關(guān)科研活動(dòng)深入開(kāi)展，而研制一套模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，有助于長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)、縱深開(kāi)展浸泡老化試驗(yàn)研宄工作，這將為實(shí)海環(huán)境中使用的生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)和維護(hù)提供客觀數(shù)據(jù)，為研宄材料的浸泡老化過(guò)程和材料功能失效機(jī)理，進(jìn)一步改善材料性能、提高材料質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是:為模擬材料與構(gòu)件浸泡在不同海水鹽度下的性能，擬開(kāi)發(fā)一套模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠獨(dú)立地對(duì)試件進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間恒溫浸泡環(huán)境試驗(yàn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型發(fā)明采用以下技術(shù)予以實(shí)現(xiàn):一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置包括恒溫水箱、浸泡室、抽水泵、抽水管、增氧泵、排水管、排水閥、蓋子，其特征在于，浸泡室置于恒溫水箱里面，所述的恒溫水箱內(nèi)部可以放置不同規(guī)格浸泡室，可以同時(shí)模擬不同的濃度海水環(huán)境。所述的每個(gè)浸泡室內(nèi)壁上都有兩層擋板，孔板置于擋板上，這樣浸泡室里可以同時(shí)放置多種不同規(guī)格的試件，充分利用空間；恒溫水箱內(nèi)部下方有換熱管道，恒溫水箱一側(cè)連接壓縮機(jī)組，恒溫水箱上方放置蓋子，外表面有保溫層，使里面水溫保持恒定；所述的增氧泵用水管與浸泡室海水相連，使里面水溫均勻；所述的電氣控制柜由指示燈、觸摸屏、急停按鈕、電壓表、電流表和PLC控制器構(gòu)成；所述的PLC與溫度傳感器、壓縮機(jī)組電連接。
[0007]本實(shí)用新型的浸泡室和恒溫水箱材料為316L不銹鋼質(zhì)，配件選用耐海水腐蝕的316L不銹鋼質(zhì)；水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)換熱管采用耐高壓耐海水腐蝕的316L不銹鋼管；抽水泵選用雙相不銹鋼質(zhì)海水水泵，抽水管道和排水管道的管路選用316L不銹鋼材質(zhì)制作。
[0008]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、自動(dòng)化程度較高、無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間值守，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可模擬實(shí)海浸泡環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料腐蝕和失效老化性能的分析評(píng)價(jià)；通過(guò)試驗(yàn)參數(shù)和試驗(yàn)過(guò)程的設(shè)定，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)展材料浸泡老化的試驗(yàn)，在較短的時(shí)間內(nèi)取得大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為研宄材料浸泡腐蝕老化規(guī)律和開(kāi)發(fā)新材料提供科學(xué)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理主視圖
[0010]圖2為本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理俯視圖
[0011]圖3為本實(shí)用新型控制柜結(jié)構(gòu)原理示意圖
[0012]圖4為本實(shí)用新型電路部分的連接框圖
[0013]1:恒溫水箱；2:浸泡室；3:抽水泵；4:壓縮機(jī)組；5:抽水管；6:增氧泵；7:換熱管道；8:壓板；9:擋板；10:孔板；11:排水管；12:排水閥；13:溫度傳感器；14:熱電偶溫度傳感器;15:蓋子；16:電壓表;17:電流表；18:指示燈；19:PLC控制器；20:觸摸屏；21:急停按鈕；22:電氣控制柜
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過(guò)具體的實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程作進(jìn)一步的具體描述。
[0015]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，包括恒溫水箱1，其內(nèi)部放置浸泡室2，浸泡室2置于壓板8上面，浸泡室2內(nèi)部有兩層擋板9，孔板10放在擋板9上面，換熱管道7置于恒溫水箱I內(nèi)部下方，換熱管道7與外接的壓縮機(jī)組4配合，通過(guò)PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部海水溶液的溫度調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束打開(kāi)排水閥12經(jīng)排水管道11排出海水。
[0016]試驗(yàn)時(shí)，操作者只需事先調(diào)制好滿足試驗(yàn)要求的海水溶液，然后在觸摸屏幕進(jìn)行設(shè)置試驗(yàn)過(guò)程的浸泡時(shí)間和浸泡溫度。
[0017]準(zhǔn)備工作做完后，控制系統(tǒng)將會(huì)起動(dòng)溫度控制系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)根據(jù)試驗(yàn)設(shè)定的溫度，開(kāi)啟壓縮機(jī)組4，對(duì)恒溫水箱I內(nèi)的海水進(jìn)行升降溫，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)至設(shè)定溫度值時(shí)，將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉壓縮機(jī)組4，當(dāng)在浸泡過(guò)程中有溫度損失超過(guò)規(guī)定的閾值限時(shí)，將會(huì)重啟壓縮機(jī)組4進(jìn)行溫度補(bǔ)償，直至完成試驗(yàn)時(shí)間。
[0018]當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉壓縮機(jī)組4，不再對(duì)恒溫箱進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
[0019]若要將試驗(yàn)用溶液排空，點(diǎn)擊觸摸屏幕上排水按鈕，控制系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)打開(kāi)恒溫水箱I下方的排水閥門(mén)，將水箱內(nèi)的溶液全部排空，試驗(yàn)全部結(jié)束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，它包括恒溫水箱(1)、浸泡室(2)、抽水泵(3)、抽水管(5)、增氧泵(6)、排水管(11)、排水閥(12)、蓋子(15)、電氣控制柜(22)，其特征在于，浸泡室(2)置于恒溫水箱(I)里面，恒溫水箱(I)內(nèi)部下方有換熱管道(7)，恒溫水箱(I) 一側(cè)連接壓縮機(jī)組(4)，恒溫水箱(I)上方放置蓋子(15)，外表面有保溫層，使里面水溫保持恒定；所述的電氣控制柜(22)由指示燈(18)、觸摸屏(20)、急停按鈕(21)、電壓表(16)、電流表(17)和PLC控制器(19)構(gòu)成；所述的PLC與溫度傳感器(13)、熱電偶溫度傳感器(14)、壓縮機(jī)組(4)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的恒溫水箱(I)內(nèi)部可以放置不同規(guī)格浸泡室(2)，用于同時(shí)模擬不同濃度的海水環(huán)境。
3.如權(quán)利要求1所述的一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的每個(gè)浸泡室⑵內(nèi)壁上都有兩層擋板(9)，孔板(10)置于擋板上，這樣浸泡室(2)里可以同時(shí)放置多種不同規(guī)格的試件，充分利用空間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的增氧泵(6)用水管與浸泡室(2)海水相連，使里面水溫均勻。
【專(zhuān)利摘要】一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置屬于環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)主要包括恒溫水箱、浸泡室、壓縮機(jī)組、換熱管道、增氧泵。恒溫水箱利用壓縮機(jī)組、換熱管道和PLC控制試驗(yàn)海水溫度。浸泡室置于恒溫水箱內(nèi)部，浸泡室內(nèi)有兩層孔板設(shè)置，試件放在孔板上試驗(yàn)。恒溫水箱配置溫度傳感器，下部還配置有排水閥、排水管道可以排出實(shí)驗(yàn)完畢后的海水，每個(gè)浸泡室有熱電偶溫度傳感器。電氣控制柜內(nèi)設(shè)置有PLC、電氣控制保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)和觸摸屏。本試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性和可操作性都很好，可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬出實(shí)海環(huán)境材料浸泡腐蝕老化行為，為科學(xué)研究材料老化失效狀況提供條件。
【IPC分類(lèi)】G01N17-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204514773
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520166035
【發(fā)明人】陳家焱, 郭洋, 洪濤, 劉啟馨
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日