CN101246115A - 潮汐模拟自动化试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试材料耐环境介质特性的装置，尤其涉及一种测试材料耐腐蚀性能的装置，本发明的潮汐模拟自动化试验装置，包括海水循环控制系统、腐蚀工作室，海水循环控制系统控制腐蚀工作室的进出水，海水循环控制系统的两侧对称设置有两个相互独立的腐蚀工作室，海水通过海水循环控制系统在两个腐蚀工作室之间循环。本装置可以全自动控制进水、出水的多少和时间，还可根据需要选择增加吹风过程来加速试验过程，并且操作简便，人工劳动强度低。

Description

潮汐模拟自动化试验装置

技术领域

本发明涉及一种测试材料耐环境介质特性的装置，尤其涉及一种测试材料耐腐蚀性能的装置。

背景技术

由于地球上少部分是陆地，大部分是海洋，所以海洋气候是对各种材料影响较大的一种气候环境。海水中的各种盐分，尤其是海洋潮汐区的海水干湿循环作用，对许多材料和产品具有腐蚀作用。随着人们对各种材料抗腐蚀能力的日益重视，人工模拟环境试验逐渐为人们所采用。它主要是利用试验设备所创造的人工模拟海洋气候环境条件来进行加速试验，或者检验各种产品或材料的耐腐蚀性能，为提高产品质量提供试验依据。

人工模拟环境试验是实际环境影响的科学概括，具有典型化、规范化、使用方便、便于比较等特点，环境条件的多样化和环境试验的重要性也对环境试验设备提出了更严格的要求。因而，对材料或产品进行人工模拟环境试验是保证其高质量所必不可少的重要环节。人工模拟潮汐干湿循环加速试验装置利用海水在常温环境下对材料或产品进行加速腐蚀，重现材料或产品在海洋中一定时间范围内所遭受的破坏程度，其可以用来考核材料及其防护层抗海洋环境腐蚀的能力，以及相似防护层的工艺质量比较；也可以用来考核某些产品抗海洋环境腐蚀的能力。该实验装置在规定容积的箱体内，常温条件下对材料或产品进行腐蚀试验。用于制造本设备的材料为耐腐蚀型PVC塑料板材，不与含盐溶液或酸性含盐溶液起反应，不影响试验结果。现在进行的海水潮汐试验均在沿海的暴露试验站或实验室通过手工进行，劳动量大，操作过程繁琐。

也有采用自动化干湿循环的装置，如2007年5月16日公开的中国专利申请，公开号为CN1963455A，其公开了一种腐蚀试验样品自动干湿循环装置，由腐蚀试验水槽、低位水槽和高位水槽，这三个水槽之间的进、出水通过水电磁阀、进水控制继电器、排水电磁阀、排水控制继电器、高位液面传感器、低位液面传感器、数据采集控制板、水泵、水泵继电器、计算机和数据输入和数值输出控制商用软件来控制，该发明的优点是根据腐蚀试验要求，在计算机软件中分别设定干湿循环和测定时间等参数，该装置可以按照要求自动开始和结束测量，无须人为干预。其海水虽然可以循环使用，但海水的利用率低，且设备本身的试验效率不高。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种模拟潮汐的自动化加速试验装置，工作效率高，并节约资源，为快速测试滨海地区潮汐区海水腐蚀对各种材料的影响提供了高效快捷的实验装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括海水循环控制系统、腐蚀工作室，海水循环控制系统控制腐蚀工作室的进出水，海水循环控制系统的两侧对称设置有两个相互独立的腐蚀工作室，海水通过海水循环控制系统在两个腐蚀工作室之间循环。

腐蚀工作室相对的侧壁上插接样品架，箱体内放置的样品架可以设置多层，层间设置一定的间距，每层样品架可单独拆卸，样品架单层承重能力较大，样品架材料为耐腐蚀不锈钢管。工作室内相应的设置了多个液位开关，以满足多层样品架不同的水位淹没的需要，当达不到设定水位时，系统会自动进行水位报警。试验时，将样品直接放置于样品架上即可。

腐蚀工作室的下端设有出水管，腐蚀工作室的上端设有进水管。进水管口处可以设有过滤网，可有效过滤掉杂质等异物，以免使设备发生堵塞。海水循环控制系统包括水泵、吹风系统，水泵分别与腐蚀工作室上设置的出水管、进水管连接。设备接通电源后开始工作，海水资源在两个腐蚀工作室之间循环利用。另外，工作室内可以设置液位控制器，以此保证样品试件可被完全淹没，否则进行水位报警。

腐蚀工作室的下端设有进风管，腐蚀工作室的上端设有出风管，吹风系统分别与腐蚀工作室上设置的出风管、进风管连接。吹风系统既可模拟落潮期间海风对试验样品的作用，又可通过烘干来加速试验过程，较快取得试验结果。进风管和出风管设置在腐蚀工作室的同一侧壁上，风从工作室底部导入，自一侧吹向另一侧，到达另一侧后被壁板挡回，在工作室内形成对流，之后带着室内的水分从工作室上部的出风管口排出。

吹风系统包括吹风机、加热管，吹风机将加热管内加热的空气吹出。试验中加热管也可以不工作，即不对空气进行加热，吹风机直接吹自然风；试验中加热管与吹风机可以同时不工作，试验样品只需自然晾干。吹风系统的出口处设置温度传感器，温度传感器可以测量出风口的出风温度，为试验提供比较准确的数值参数，出风的温度根据试验需要一般设定为20-60℃。加热管的内部设置温度传感器，由温度传感器监测加热管内部的温度，根据加热管可承受的最高温度进行超温保护，以免因系统故障导致温度过高而损坏加热系统。

箱体牢固坚实，外表面喷漆处理。箱体材料为优质PVC硬质板，箱盖材料为透明板材，耐腐蚀、易清洗、无泄露，开启方便自如。待设定好相关参数后即可开始试验，工作室内可自动控制的海水涨落模拟了潮汐运动，可自动控制的吹风系统则可以模拟海风。

海水循环控制系统使用PLC可编程控制器，主要具有实验参数设定、断电记忆和全自动运行等功能。试验过程中进水浸泡模拟涨潮、抽水模拟落潮、吹风干燥或自然晾干全部实现自动控制。浸泡时间、吹风时间和自然晾干时间可根据需要设定，并且可以做循环试验，循环周期次数和运行时间长短可根据试验需要设定。试验到达规定的总次数后，试验装置自动停止试验，并启动指示灯显示试验结束。在各参数设定完毕后，启动控制器，则可自动完成整个试验过程。海水循环控制系统在试验过程中，每分钟对系统工作的各个参数刷新和存储一次，如出现停电事故，系统会自动利用断电前存储的参数对系统进行恢复，无须人工参与，可以自动沿停止时的时间和状态继续运行。

本装置可以全自动控制进水、出水的多少和时间，还可根据需要选择增加吹风过程来加速试验过程，并且操作简便，人工劳动强度低。本装置两腐蚀工作室的设计实现了试验用海水(或其它侵蚀性溶液)的循环利用，提高了试验效率，节约了资源，降低了试验费用。该装置操作方便，完全真实模拟海洋潮汐运动过程，为快速测试滨海地区潮汐区海水腐蚀对各种材料的影响提供了高效快捷的试验装置和方法。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明侧面剖视图。

具体实施方式

试验时，将相同数量的样品11分别放入腐蚀工作室1和腐蚀工作室2内的样品架3上，在腐蚀工作室2内倒入天然海水(或人工海水或其它侵蚀性溶液)至完全淹没样品11。根据潮汐实际规律或研究需要，通过海水循环控制系统设定涨潮(浸泡淹没)时间和落潮(晾干或风干)时间，由于海水是在腐蚀工作室1和腐蚀工作室2之间循环利用，腐蚀工作室1的晾干和风干总时间也就等于腐蚀工作室2的浸泡时间，因此设定腐蚀工作室1的晾干和风干总时间后，腐蚀工作室2的浸泡时间也就同时确定了。同理，设定腐蚀工作室2的晾干和风干总时间后，腐蚀工作室1的浸泡时间也就同时确定了。因此，在海水循环控制系统中只需设定两个工作室的晾干和风干时间即可。

本装置的海水循环控制系统包括水泵5、吹风系统，水泵5分别与腐蚀工作室上设置的出水管9、进水管连接10，吹风系统分别与腐蚀工作室上设置的出风管6、进风管4连接。吹风系统包括吹风机8、加热管7，吹风机8将加热管7内加热的空气吹出。吹风系统的出口处以及加热管7的内部分别设置温度传感器12。

设备接通电源后开始工作，防腐蚀水泵5将存放于腐蚀工作室2内海水打入腐蚀工作室1中，直至腐蚀工作室2内的海水抽干，腐蚀工作室1中的样品被淹没浸泡。当腐蚀工作室1中的样品浸泡到设定的时间后，另一台水泵5开始从腐蚀工作室1中往腐蚀工作室2抽水，同样直至腐蚀工作室1内的海水抽干，腐蚀工作室2中的样品被淹没浸泡。一个循环的试验过程为：腐蚀工作室1中的样品试件浸泡模拟涨潮，腐蚀工作室2中的样品试件干燥模拟落潮→腐蚀工作室2中的样品试件浸泡模拟涨潮，腐蚀工作室1中的样品试件干燥模拟落潮。海水资源在两个工作室之间循环利用。另外，工作室内的液位控制器保证样品11可被完全淹没，否则进行水位报警。

时间参数设定后，再设定风干时的温度和吹风速度，既可以模拟落潮期间海风对样品试件的作用，也可通过烘干来加速试验过程，较快取得试验结果。温度设定区间为20-40℃，风速设定区间为0-16m/s，吹风时间可根据试验需要而设定。风从工作室底部进风管口导入，自一侧吹向另一侧，到达另一侧后被侧壁挡回，在工作室内形成对流，之后带着室内的水分从工作室上部的出风管口排出。上述参数设定后，再设定试验循环的次数。

箱体内放置三层样品架3，层间间距150mm，每层样品架3可单独拆卸，样品架3单层承重能力为350kg，总承重能力达1050kg，样品架3材料为耐腐蚀不锈钢管。工作室内设置了三个液位开关，以满足三层样品不同的水位淹没需要，当达不到设定水位时，系统会自动进行水位报警。

设定完所有参数后启动控制器，试验装置便可全自动运行。

Claims (9)

1.一种潮汐模拟自动化试验装置，包括海水循环控制系统、腐蚀工作室，海水循环控制系统控制腐蚀工作室的进出水，其特征在于海水循环控制系统的两侧对称设置有两个相互独立的腐蚀工作室，海水通过海水循环控制系统在两个腐蚀工作室之间循环。

2.根据权利要求1所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于腐蚀工作室相对侧壁上插接样品架。

3.根据权利要求2所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于腐蚀工作室的下端设有进风管，腐蚀工作室的上端设有出风管。

4.根据权利要求3所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于进风管和出风管设置在腐蚀工作室的同一侧壁上。

5.根据权利要求1所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于腐蚀工作室的下端设有出水管，腐蚀工作室的上端设有进水管。

6.根据权利要求1所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于海水循环控制系统包括水泵、吹风系统，水泵分别与腐蚀工作室上设置的出水管、进水管连接，吹风系统分别与腐蚀工作室上设置的出风管、进风管连接。

7.根据权利要求6所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于吹风系统包括吹风机、加热管，吹风机将加热管内加热的空气吹出。

8.根据权利要求7所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于吹风系统的出口处设置温度传感器。

9.根据权利要求7所述的潮汐模拟自动化试验装置，其特征在于加热管的内部设置温度传感器。

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