CN101806709A - 大型全态复合型盐雾环境模拟试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型全态复合型盐雾环境模拟试验方法，它从交变式盐雾试验出发，结合某大型盐雾环境试验系统的研制，制定了由12个重要参数组成的系统指标，24小时盐雾暴露+24小时干燥+24小时盐雾暴露+24小时干燥为一个试验过程基本单元，包括试验准备、试验实施和试验完成三个阶段的试验流程。本发明具有步进式、全系统和交变式的特点，可依此构建更可信的盐雾环境加速实验室，对大型试件的盐雾环境适应性做出更客观、科学的评价。

Description

大型全态复合型盐雾环境模拟试验方法

技术领域

本发明属于环境模拟试验技术领域。具体来说，涉及一种大型试件进行盐雾环境适应性实验室加速考核试验的一种方法。

背景技术

连续喷雾试验是我国环境适应性质量保证的经典标准——GJB150中所采用的实验室加速试验方式。然而随着腐蚀研究领域的不断深入，以及自然暴露实验的研究分析，连续喷雾的盐雾试验方法在评价产品防盐雾能力上存在着较大的局限性。

同时，目前试验考核主要针对材料级或部件级试验，难以准确、综合评价采用了多种材料或多种工艺处理技术的大型复杂部件。而且，采用试件支架也存着可能干扰腐蚀效应的可能，将给试验结果带来一定的不确定因素。

另一方面单一材料或部件的环境试验考核，在分析复杂系统的环境适应能力上，已难以得出基本可信的结论。只有以全系统实际状态进行盐雾暴露考核，才能准确暴露和发现部件设计、系统总体设计、系统工艺设计以及系统环境控制等方面的缺陷。

发明内容

本发明的目的是研究形成包括试验总体技术指标、试验模式、试验流程在内的大型全态复合型盐雾环境模拟模式方法，以更接近实际大气暴露盐雾环境腐蚀应力的施加，对大型试件耐受盐雾能力进行科学、准确、客观的评价。

本发明通过以下技术方案实现：

一种大型全态复合型盐雾环境模拟试验方法，包括以下步骤：

1、试验准备

建立一个大型全态复合型盐雾环境模拟试验系统，该系统包括地面盐水装置(1)、高位盐水装置(2)、饱和器(3)、盐雾沉降收集器(4)、喷雾装置(5)、温控装置(7)、密封大门(8)、地面纯水装置(9)、干燥通风装置(10)、供气装置(11)；制备盐水并加入到饱和器(3)中；喷雾单元盐水初始化。

2、试验实施

a)试验升温，通过温控装置(7)，以自适应控制方式，使试验空间的温场参数不断向目标值逼近，最后达到温度：35℃±3℃，试验空间梯度1℃/m；

b)大型试件(6)自行进入或牵引进入试验室空间，完成试件试验前的各项准备工作和检测项目，而后开启干燥通风装置(10)，对试件进行预热，使试件体的温度逐步与试验空间达到动态平衡；预热时间不得低于2个小时；启动喷雾装置(5)；供气装置(11)将高于0.1Mpa的压缩空气送至饱和器(3)，经降压、稳压、加热、湿润和洁净后，送到喷雾装置(5)进行气体雾化；

c)在自启动喷雾16小时后，应取出盐雾沉降收集器(4)，读取收集液的容积，并检测其PH值，计算每小时盐雾沉降率；而后，清除收集器内盐水，重新置放到原收集器支架上。

d)24小时时，关闭喷雾装置(11)，启动干燥排风装置(10)，首先通过空气直排方式，将试验空间内的空中弥散的盐雾排出试验空间。待试验空间排雾结束后，启动干燥除湿程序，该程序将根据试验空间、室外大气条件，选择最优的除湿方式，能够确保在较短的时间内，将试验空间相对湿度降低到50％以下，同时，试验空间的温控装置(7)也调低目标值至30℃。

e)当试验空间的温度达到25℃±10℃，相对湿度≯50％，开始干燥保持阶段的计时；试件将在该环境下保持24小时；期间，干燥通风装置(10)必须时刻监测空间环境条件，并在需要的时候启动工作，阻止环境条件的不良变化；

f)24小时干燥暴露结束后，温控装置(7)重新将目标值设定为35℃，系统温场逐步恢复到35℃±3℃，试验空间梯度1℃/m的指标；而后，系统启动喷雾装置(5)进行二次盐雾暴露的流程。

g)二次盐雾暴露后的相关流程同d)至f)，此后如仍需进行一个试验流程单元，则转至g)，如仅选择一个试验流程单元，则转至i)；

h)停止试验，开启试验空间密闭大门(8)。

其中，在步骤b)中，空间温场的梯度可允许不满足a)条中的指标要求。

与GJB150等标准所规定的盐雾试验方法，本发明有如下优点：

1、具有技术可行性。该方法是在总结我国现行盐雾环境模拟试验特点和不足的基础上，结合盐雾腐蚀和模拟试验方法等领域有关研究成果，考虑盐雾环境模拟工程技术的可行性等因素，提出的新试验模式和流程。

2、环境应力更真实。在腐蚀环境条件的构建上，更好地模拟了实际大气环境干湿交替的状态和条件，使实验室加速试验与自然暴露试验具有更强的相关性。在试件状态方面，考虑大型试件自身的复杂性，通过构建可满足大型试件进出和停放条件，使试件试验状态更接近暴露状态，从而使腐蚀应力更真实反映试件实际暴露的环境剖面。

3、试验指标更科学。总体指标参数，如在温场特性、盐雾沉降率等，则综合考虑国内外相关标准和大空间试验条件等，合理地确定了指标，不仅反映了盐雾环境模拟试验当前的主要技术方向，也有利于采用该模式的工程化系统的研制。

目前，基于本发明包括的试验模式、总体技术指标、试验流程，我所已研制完成了某大型步入式复合型盐雾环境模拟试验系统，成功应用于某试验场，并经过专家的评审、鉴定。

附图说明

图1是本发明的大型全态复合型盐雾环境模拟试验系统示意图。

图中，1、地面盐水装置；2、高位盐水装置；3、饱和器；4、盐雾沉降收集器；5、喷雾装置；6、试件；7、温控装置；8、密封大门；9、地面纯水装置；10、干燥通风装置；11、供气装置。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是大型全态复合型盐雾环境模拟试验系统的示意图，其中，该系统主要包括：地面盐水装置(1)、高位盐水装置(2)、饱和器(3)、盐雾沉降收集器(4)、喷雾装置(5)、温控装置(7)、密封大门(8)、地面纯水装置(9)、干燥通风装置(10)、供气装置(11)。地面纯水装置(9)通过管路与地面盐水装置(1)连接，地面盐水装置(1)通过管路与高位盐水装置连接(2)，高位盐水装置连接(2)通过管路与喷雾装置(5)连接；供气装置(11)通过管路与饱和器(3)，饱和器(3)通过管路与喷雾装置(5)连接；温控装置(7)与密封大门(8)连接。

本发明的大型全态复合型盐雾环境模拟试验方法具有以下特点，即一种试验模式。它有三个技术特点，一是交变式，采用采用盐雾环境与干燥环境交变实施的方式，通过干湿状态的转换更为真实地模拟大气暴露下盐雾腐蚀发生历程；二是步进式，试件可自行进出试验室和停放，更好地模拟试件暴露在实际盐雾环境中的状态，从而通过其自身结构方式约束各组成部分在盐雾环境中的相对关系，以真实状态的模拟代替试验假设，使试验更具可信力；三是全态型。采用整车试验方式，以试件的全系统实际状态进行盐雾暴露考核，更为准确地评价部件在集成应用下的防护效能，以及全系统的盐雾环境适应性。

一套试验系统总体技术指标，该指标从多个方面对研制具备以上试验模式特点的系统的关键指标，进行了规定。主要为：试验有效空间：满足预计试验最大试件的进出和试验准备工作要求；试验有效空间温度：35℃±3℃(盐雾暴露阶段)；试验有效空间温度梯度：1℃/m(盐雾暴露阶段)；试验有效空间温湿度：25℃±10℃，≤50％(干燥保持阶段)；盐水浓度：5±1％的NaCl；配液用水：蒸馏水、软化水或去离子水；盐液PH值：6.5～7.2(温度为35℃)；盐雾沉降率：1～3ml/80cm².h；试验室地面承载：满足预计最重试件行走要求；试验流程：一个标准试验单元：24小时盐雾暴露+24小时干燥暴露+24小时盐雾暴露+24小时干燥暴露，可按需增加试验单元次数；雾场特性：均匀沉降；雾化气源：平稳、洁净。

具体来说，本发明的试验方法如下：

1、试验准备

主要包括：建立一个满足本发明总体技术指标的试验室；制备浓度、PH值指标满足要求的盐水；将制备盐水的溶液(蒸馏水、软化水或去离子水)加入到饱和器；喷雾单元盐水初始化。

2、试验实施

i)试验升温。通过温控装置(7)，以自适应控制方式，使试验空间的温场参数不断向目标值逼近，最后达到温度：35℃±3℃，试验空间梯度1℃/m。

j)大型试件(6)自行进入或牵引进入试验室空间，完成试件试验前的各项准备工作和检测项目，而后开启干燥通风装置(10)，对试件进行预热，使试件体的温度逐步与试验空间达到动态平衡。该预热时间不得低于2个小时。该过程中，空间温场的梯度可允许不满足a)条中的指标要求。

k)启动喷雾装置。供气装置(11)将高于0.1Mpa的压缩空气送至饱和器(3)，经降压、稳压、加热、湿润和洁净后，送到各喷雾单元(5)进行气体雾化。该过程中，由于初始空气的干扰等因素，试验空间的温场将被破坏，但在半小时的时间内可逐步回复到试验温场指标。

l)在自启动喷雾16小时后，应取出盐雾沉降收集器(4)，读取收集液的容积，并检测其PH值，计算每小时盐雾沉降率。而后，清除收集器内盐水，重新置放到原收集器支架上。

m)24小时时，关闭喷雾装置(5)，启动干燥排风装置(10)，首先通过空气直排方式，将试验空间内的空中弥散的盐雾排出试验空间。待试验空间排雾结束后，启动干燥除湿程序，该程序将根据试验空间、室外大气条件，选择最优的除湿方式，能够确保在较短的时间内，将试验空间相对湿度降低到50％以下。同时，试验空间温控装置(7)也调低目标值至30℃。

n)当试验空间的温度达到25℃±10℃，相对湿度≯50％，开始干燥保持阶段的计时。试件将在该环境下保持24小时。考虑到试验空间部件、壁面、地面上仍存在的盐水，其在24小时的时间内，蒸发的水汽将会导致试验空间相对湿度的增加，可能导致试验条件超调中断的产生。因此，干燥排风装置(10)仍必须时刻监测空间环境条件，并在需要的时候启动工作，阻止环境条件的不良变化。

o)24小时干燥暴露结束后，温控装置(7)重新将目标值设定为35℃，系统温场逐步恢复到35℃±3℃，试验空间梯度1℃/m的指标；而后，系统启动喷雾装置(11)进行二次盐雾暴露的流程。

p)二次盐雾暴露后的相关流程同d)至f)，此后如仍需进行一个试验流程单元，则转至g)，如仅选择一个试验流程单元，则转至i)。

q)停止试验，开启试验空间密闭大门(8)。

3、试验完成

主要包括：试件试后检查，试验设备维护(排空地面盐水箱内储水，以蒸馏水、软化水或去离子水，再继续进行4小时喷雾，对喷雾单元进行清洁)。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种大型全态复合型盐雾环境模拟试验方法，包括以下步骤：

1)试验准备

建立一个大型全态复合型盐雾环境模拟试验系统，该系统主要包括：地面盐水装置(1)、高位盐水装置(2)、饱和器(3)、盐雾沉降收集器(4)、喷雾装置(5)、温控装置(7)、密封大门(8)、地面纯水装置(9)、干燥通风装置(10)、供气装置(11)；地面纯水装置(9)通过管路与地面盐水装置(1)连接，地面盐水装置(1)通过管路与高位盐水装置连接(2)，高位盐水装置连接(2)通过管路与喷雾装置(5)连接；供气装置(11)通过管路与饱和器(3)，饱和器(3)通过管路与喷雾装置(5)连接；温控装置(7)与密封大门(8)连接；制备盐水并加入到饱和器(3)中；喷雾单元盐水初始化；

2)试验实施

a)试验升温，通过温控装置(7)，以自适应控制方式，使试验空间的温场参数不断向目标值逼近，最后达到温度：35℃±3℃，试验空间梯度1℃/m；

b)大型试件(6)自行进入或牵引进入试验室空间，完成试件试验前的各项准备工作和检测项目，而后开启干燥通风装置(10)，对试件进行预热，使试件体的温度逐步与试验空间达到动态平衡；预热时间不得低于2个小时；启动喷雾装置；供气装置(11)将高于0.1Mpa的压缩空气送至饱和器(3)，经降压、稳压、加热、湿润和洁净后，送到各喷雾单元(5)进行气体雾化；

c)在自启动喷雾16小时后，应取出盐雾沉降收集器(4)，读取收集液的容积，并检测其PH值，计算每小时盐雾沉降率；而后，清除收集器内盐水，重新置放到原收集器支架上；

d)24小时后，关闭喷雾装置(11)，启动干燥通风装置(10)，首先通过空气直排方式，将试验空间内的空中弥散的盐雾排出试验空间。待试验空间排雾结束后，启动干燥除湿程序，该程序将根据试验空间、室外大气条件，选择最优的除湿方式，能够确保在较短的时间内，将试验空间相对湿度降低到50％以下，同时，试验空间温控装置(7)也调低目标值至30℃；

e)当试验空间的温度达到25℃±10℃，相对湿度≯50％，开始干燥保持阶段的计时；试件将在该环境下保持24小时；期间，干燥通风装置(10)必须时刻监测空间环境条件，并在需要的时候启动工作，阻止环境条件的不良变化；

f)24小时干燥暴露结束后，温控装置(7)重新将目标值设定为35℃，系统温场逐步恢复到35℃±3℃，试验空间梯度1℃/m的指标；而后，系统启动喷雾装置(11)进行二次盐雾暴露的流程；

g)二次盐雾暴露后的相关流程同d)至f)，此后如仍需进行一个试验流程单元，则转至g)，如仅选择一个试验流程单元，则转至i)；

h)停止试验，开启试验空间密闭大门(8)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)中，空间温场的梯度允许不满足a)条中的指标要求。

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