CN101285757B - 一种模拟海洋腐蚀试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属腐蚀实验装置，具体地说是一种测量金属在海洋环境中腐蚀情况的模拟海洋腐蚀试验机，包括上、下贮水箱及主水箱，主水箱与下贮水箱之间设有虹吸管，其一端位于主水箱内，另一端插在下贮水箱中；上贮水箱通过可控制流量的上水管与下贮水箱相连通，在上贮水箱上设有流量可控的进水管，其另一端插入主水箱中；主水箱内安装有电控的造浪板及试片架，底部海泥区设有多个隔板；上贮水箱上设有液位控制器，其通过电线与上水管相连；下贮水箱内设有过滤网，经过滤网过滤的水通过上水管流入上贮水箱内；造浪板通过传动拉杆与驱动电机相连接；试片架可分别挂片或电联挂片。本发明试验结果准确可靠，便于观察，模拟环境多样、真实。

Description

一种模拟海洋腐蚀试验机
技术领域
本发明涉及金属腐蚀实验装置，具体地说是一种测量金属在海洋环境中腐蚀情况的模拟海洋腐蚀试验机。
背景技术
海洋占地球表面的2/3以上，蕴藏着极其丰富的矿产资源。随着海上运输、深海采矿、港口码头、油气开发、海洋生物技术等新兴海洋产业的兴起，人类对海洋的开发利用逐步走向深入，海洋开发的规模也在不断地扩大。但海洋环境又是一个腐蚀性很强的灾害环境，各种材料在海洋环境中极易发生腐蚀劣化破坏。因腐蚀造成的损失包括直接损失和间接损失两大类，它是一种悄悄在进行的破坏，世界各国每年因腐蚀造成的直接经济损失约占其国民生产总值的2％～4％，其中海洋腐蚀的损失约占总腐蚀的1/3。
因为海水是一种复杂的含有多种盐类的强电解质，所以，金属在海洋环境中的腐蚀是非常严重的，而且也十分复杂，并受多种因素的影响。从腐蚀的角度，一般都把金属构筑物在海洋环境中的腐蚀划分为五个腐蚀环境区：海洋大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和海泥区。要选择适用于海洋各区带的金属构筑物，首先要了解它的腐蚀行为。又因为引起金属腐蚀的因素是复杂而多变的，而且在每一腐蚀环境区域的腐蚀轻重情况也各不相同，即使是同一种金属构筑物，在不同区带的腐蚀情况也是不同的。这就需要对一系列的钢材，在不同区带的腐蚀行为进行深入细致的研究，找出腐蚀规律，以便采取适合于各区带的防腐蚀措施，延长金属构筑物的使用寿命。
为了研究金属构筑物在不同区带的腐蚀情况，需要外海长尺挂样试验。外海挂样，需要大量的人力、物力和财力，工作量大，并且不便于随时观察和测试，周期较长。尤为严重的是，由于各种恶劣环境条件的影响，外挂试样容易丢失，导致试验数据不全，使整个试验毁于一旦。另外，内陆钢厂和有关的科研单位远离海洋，有关海洋腐蚀研究工作难以进行。此外，现有的一些在室内进行研究的试验机，只能研究探讨某一个区带的金属腐蚀情况，而不能同时对五个不同区带的腐蚀情况进行研究测试。
发明内容
为了解决外海挂样受环境影响、试样丢失、研究地远离海洋的问题，本发明的目的在于提供一种在室内模拟外海真实腐蚀环境、研究金属在外海五个不同环境区带腐蚀行为及规律的模拟海洋腐蚀试验机。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括上、下贮水箱及主水箱，主水箱与下贮水箱之间设有虹吸管，其一端位于主水箱内，另一端插在下贮水箱中；上贮水箱通过可控制流量的上水管与下贮水箱相连通，在上贮水箱上设有流量可控的进水管，其另一端插入主水箱中；主水箱内安装有电控的造浪板及试片架。
其中：所述主水箱内的底部海泥区设有多个隔板；主水箱底面上开有渗漏口；所述上贮水箱上设有液位控制器，其通过电线与上水管相连；上水管上分别安装有循环水泵、止回阀及控制阀；所述下贮水箱内设有过滤网，经过滤网过滤的水通过上水管流入上贮水箱内；造浪板通过传动拉杆与驱动电机相连接；所述进水管上安装有流量控制阀；试片架可分别挂片或电联挂片；该试验机底部设有车轮。
本发明的优点与积极效果为：
1.试验结果准确可靠。本发明可真实模拟外海不同五个区带的腐蚀环境，与外海的腐蚀环境有很好的对应性，从而既节省了大量的人力、物力和财力，又保证了试验数据的完整性及试验结构的可靠性。
2.便于观察。本发明在室内即可实现对金属构筑物的腐蚀研究，避免了往返于工厂与海边之间，能够及时的观察和分析试验样板表面锈层的腐蚀形貌及其腐蚀状态。
3.模拟环境多样、真实。本发明可模拟海洋环境的多种日潮，如正规日潮、正规半日潮等；采用板式造浪结构，使造波均匀，模拟真实稳定。
4.本发明主水箱底部的海泥区设置了多块隔板，将沉积物分开，各样品之间不会干扰，可同时测定不同类型沉积物的腐蚀规律。
5.主水箱体底部设置的渗漏口，底层沉积物中的海水可由此口缓慢地渗漏出来，能够使底泥样品中的海水与新鲜海水保持一定的交换度。
6.本发明主水箱中的试片架可同时进行分别挂片和电联挂片；试验机底部还装有车轮，便于移动，解决了目前进行海上现场挂片的难题，为科研工作者研究金属在海洋环境中的腐蚀情况提供了便利。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明主水箱的结构示意图；
图3为挂片在本发明试验机中的试验结果；
图4为挂片在外海中的试验结果；
其中：1为液位控制器，2为上贮水箱，3为进水管，4为流量控制阀，5为驱动电机，6为传动拉杆，7为主水箱，8为分别挂片，9为电联挂片，10为高潮线，11为低潮线，12为造浪板，13为隔板，14为渗漏口，15为车轮，16为过滤网，17为下贮水箱，18为虹吸管，19为循环水泵，20为电线，21为上水管，22为止回阀，23为控制阀，24为海泥。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1、图2所示，本发明包括上、下贮水箱2、17及主水箱7，主水箱7的侧面与下贮水箱子17之间跨设有虹吸管18，其一端位于主水箱7内，另一端插在下贮水箱17中。主水箱7内的底部海泥区设有多个隔板13，将不同类型的海泥24分开，各样品之间不会干扰，可同时测定不同类型海泥区的腐蚀规律。主水箱7内安装有电控的造浪板12及试片架，造浪板12通过传动拉杆6与驱动电机5相连接，由驱动电机5带动传动拉杆6驱动造浪；试片架可分别挂片8或电联挂片9。主水箱7底面上开有渗漏口14，底层沉积物中的海水可由渗漏口14缓慢渗漏出来，使底泥样品中的海水与新鲜海水保持一定的交换度。上贮水箱2通过上水管21与下贮水箱17相连通，上水管21上分别安装有循环水泵19、止回阀22及控制阀23。下贮水箱17内设有过滤网16，经过滤网16过滤的水由循环水泵19驱动，通过上水管21流入上贮水箱2内。在上贮水箱2上设有进水管3，其另一端插入主水箱7中，进水管3上安装有流量控制阀4，控制流入主水箱7内的流量。上贮水箱2上设有液位控制器1，其通过电线20与上水管21相连，通过液位控制器1控制上贮水箱2的液位。本试验机的底部还设有车轮15，便于试验机的移动。
本发明的工作原理为：
将试片A3钢挂于试片架上，主水箱7内的各隔板13之间盛装所需的不同海泥。上、下贮水箱2、17内注入适量的海水，打开流量控制阀4、控制海水的进水量，使海水向主水箱7恒流注水。同时，开启驱动电机5，带动传动拉杆6使造浪板12往复摆动造浪。主水箱7内的海水越注越多，水位逐渐上涨，此为涨潮过程。当达到图1中所示的高潮线10时，由于虹吸作用，海水被虹吸管18吸到下贮水箱17内；进水管3的流量小于虹吸管18的流量，主水箱7内的水位逐渐下降，此为落潮过程。当液位控制器1探测到上贮水箱2内的水位达到下临界水位时，循环水泵19启动，将下贮水箱17内的海水由过滤网16经上水管21泵入到上贮水箱2中。当液位控制器1探测到上贮水箱2内的水位达到上临界水位时，循环水泵19关闭。其中，上水管21上的止回阀22可控制海水只能单向地从下贮水箱17流向上贮水箱2，防止海水回流。而当试验结束后，可打开控制阀23，使上贮水箱2内的海水流回下贮水箱17后再排出。图2中高潮线10以上为海洋大气区、浪溅区，高潮线10与低潮线11之间为潮差区，低潮线11与海泥之间为全浸区，插入海泥的部分为海泥区。
本发明通过控制进入主水箱7的流量和流出到下贮水箱17的流量可模拟海洋环境的多种日潮。
如图3、图4所示，试验持续60天后，对比图3与图4可以看出，利用本发明试验机得到的试验结果与外海挂样的试验结果规律性基本上是一致的。

Claims (8)

1.一种模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：包括上、下贮水箱(2、17)及主水箱(7)，主水箱(7)与下贮水箱(17)之间设有虹吸管(18)，其一端位于主水箱(7)内，另一端插在下贮水箱(17)中；上贮水箱(2)通过可控制流量的上水管(21)与下贮水箱(17)相连通，在上贮水箱(2)上设有流量可控的进水管(3)，其另一端插入主水箱(7)中；主水箱(7)内安装有电控的造浪板(12)及试片架；所述上贮水箱(2)上设有液位控制器(1)，其通过电线(20)与上水管(21)相连；所述上水管(21)上分别安装有循环水泵(19)、止回阀(22)及控制阀(23)。
2.按权利要求1所述的模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：所述主水箱(7)内的底部海泥区设有多个隔板(13)。
3.按权利要求1所述的模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：所述主水箱(7)底面上开有渗漏口(14)。
4.按权利要求1所述的模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：所述下贮水箱(17)内设有过滤网(16)，经过滤网(16)过滤的水通过上水管(21)流入上贮水箱(2)内。
5.按权利要求1所述的模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：所述造浪板(12)通过传动拉杆(6)与驱动电机(5)相连接。
6.按权利要求1所述的模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：所述进水管(3)上安装有流量控制阀(4)。
7.按权利要求1所述的模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：所述试片架分别挂片(8)或电联挂片(9)。
8.按权利要求1所述的模拟海洋腐蚀试验机，其特征在于：该试验机底部设有车轮(15)。
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