CN101832906B

CN101832906B - 一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法及装置

Info

Publication number: CN101832906B
Application number: CN2010101447071A
Authority: CN
Inventors: 陈翔峰; 穆振军; 任润桃
Original assignee: 725th Research Institute of CSIC
Current assignee: 725th Research Institute of CSIC
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2030-04-13
Also published as: CN101832906A

Abstract

本发明介绍了一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法及装置，使用传感系统测量试验温度和盐度，使用控制及调配系统控制温度和盐度，从而使测试系温度统内按照一定规律实现淡水和盐水的交替，实现达到模拟淡海水交替环境的加速试验的目的。本发明可以通过调节试验的周期时间、温度变化、溶解氧及盐度的变化，达到模拟自然环境或加速的试验效果，能够满足淡海水交替腐蚀的试验要求；为该环境下的腐蚀机理探讨提供坚实的技术保障。

Description

一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法及装置

技术领域

本发明涉及一种测试技术，特别是一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法及装置。

背景技术

海洋设备都需要进行海洋环境耐久性等测试，部分设备还需要进行淡海水交替环境的试验。

美国海军拥有完善的海水腐蚀试验网，为海军战船部件、材料及相关设备提供试验服务，有相应的标准体系支撑。但通过对美国ASTM、ISO、欧洲等标准资料查阅，未检索到与淡海水交替环境试验方法相关的资料，包括室内和室外，更没有相关设备的报道。

国内颁布实施的所有标准均未涉及淡海水交替环境试验，包括室内和室外，并且都是针对金属材料和涂镀层试片，没有涉及到产品和构件，不能满足武器装备的淡海水特殊试验要求。

目前国内、外没有建立淡海水交替环境试验点，相应的淡海水交替环境试验装置和方法皆为空白。因此，需要对这方面加强研究，为进行小型样板、武器装备、港工设施用材料和构件包括整机在淡海水交替环境下腐蚀老化性能监测、基础数据积累、机理研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法及装置，可以提供进行小型样板、武器装备、港工设施用材料和构件包括整机淡海水交替腐蚀试验的装置及其试验方法，填补国内外在这方面的空白，为建立标准化的淡海水交替环境试验方法提供可靠的试验依据，为材料在淡海水交替环境下的腐蚀老化性能监测、基础数据积累、机理研究和寿命评估提供试验平台，提高新材料及其制品、部件的研制成功率，降低研制费用。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法，包括使用传感系统测量试验温度和盐度，使用控制及调配系统控制温度和盐度，从而使测试系统内按照一定规律实现淡水和盐水的交替，实现达到模拟淡海水交替环境的加速试验的目的。

本发明的一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法，其进一步改进的技术方案是：所述的试验方法还使用溶解氧传感控制系统控制试验液的溶解氧含量。

本发明的一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验装置，包括试验箱和管路系统、传感系统、控制及调配系统组成，试验箱和管路系统包括试验箱、淡水箱、盐水箱以及相应的传输管路；传感系统包括温度传感器、盐度传感器和溶解氧传感器，控制及调配系统包括加热器、控制阀、充气泵、自吸泵以及显示器、信号线、单片机系统，传感系统将温度、盐度和溶解氧信号传输进入单片机系统，单片机系统分析处理以后控制充气泵、自吸泵、加热器、控制阀进行相应操作；淡水箱、盐水箱的管路通过定量阀连接于试验箱；温度传感器、盐度传感器和溶解氧传感器位于试验箱内，并通过传感器信号处理装置连接于总线适配器；加热器位于试验箱内，并通过功率传感器连接于总线适配器；总线适配器连接有充气泵、自吸泵，充气泵、自吸泵的管路连接到试验箱内；盐水箱、淡水箱的定量阀连接于总线适配器；各个总线适配器通过总线连接到单片机系统，单片机系统连接到显示器。

本发明的一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验装置，其试验方法是：试验箱内放进淡水到指定试验液面高度；开启电源，设置试验参数，即试验周期时间、周期数、盐度变化范围、试验温度、试验液溶解氧等；按动启动键，开始试验，设置按设定值进行周期性试验，到指定的周期自动停止试验；若暂时停止试验，按动暂停键，若需继续试验，则按启动键；试验结束后，取下试样，按照相应的标准进行数据采集；放空试验箱内的溶液，以便进行下一次试验。

通过采用上述技术方案，本发明的一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验方法及装置可以通过调节试验的周期时间、温度变化、溶解氧及盐度的变化，达到模拟自然环境或加速的试验效果，能够满足淡海水交替腐蚀的试验要求。本发明填补了国、内外在该领域的空白，可以满足材料、部件、制品的淡海水交替加速试验的迫切需求，为该环境下的腐蚀机理探讨提供坚实的技术保障，具有重要的军事/现实意义。

附图说明

图1是模拟淡海水交替环境加速试验装置结构示意图。

图2是控制及调配系统原理图。

图中，1为淡水槽，2和3为定量阀，4为盐水母液槽，5为温度传感器，6为盐度传感器，7为溶解氧传感器，8为加热器，9为自吸泵，10为充气泵，11为总线，12为总线适配器，13为功率驱动器，14为传感器信号处理装置。

具体实施方式

本发明的一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验装置淡海水交替加速试验装置，其具体的组成是：

1、试验箱：内腔尺寸为500×700×600(高度)mm，采用耐蚀、耐温的高强聚丙烯制备；试验箱内盐度调节范围0～4％，控制精度±0.3％，具有随时间阶梯变化的自动控制功能，并完成该变化曲线记录；

2、淡水箱：内腔尺寸为680×480×1000mm，采用聚丙烯制备；

3、盐水箱：内腔尺寸为1180×880×1000mm，采用聚丙烯制备；

4、充气泵：流量26L/min，正压0.3kg，控制溶解氧饱和；

5、加热器：电压380V，功率3kw，温度调节范围15～40℃，控制精度±2℃；

6、淡、盐水入水管口做伞状喷头，以使溶液尽快混合均匀。

淡海水交替加速试验方法主要指标是：

1、淡海水交替腐蚀试验所选用典型材料：45#钢和B10铜合金

2、样板尺寸：50×100mm

3、母液选择：纯淡水及厦门天然海水

4、淡海水交替时间：采用以24小时为1周期，即每隔12小时交替一次

5、周期时间：6个月和12个月为试验周期

试验结果：

经过淡海水交替腐蚀试验和试验后试样处理，计算出2个周期后两种材料的平均腐蚀速率，并根据要求出具试验报告。具体试验数据见表1和表2。

表145#钢室内模拟淡海水交替腐蚀速率与实海淡海水交替腐蚀速率

表2B10室内模拟淡海水交替平均腐蚀速率与试验时间的关系

实验采用24小时为交替周期，每12小时实现一次海水到淡水的渐变，而在自然环境下，是以12小时间为交替周期，每6个小时就实现一次海水到淡水的渐变，故由表1可知，通过对交替周期时间的控制，可以得出材料室内模拟试验与自然环境试验的相关性，从而为在室内即可开展相关研究提供依据。

经验证试验表明，本发明试验机操作安全简便，参数可控性良好，而该装置进行的试验安全简便，切实可行，所得数据稳定可靠。

Claims

1.一种用于模拟淡海水交替环境的加速试验装置，特征在于使用传感系统测量试验温度和盐度，使用控制及调配系统控制温度和盐度从而使试验装置内按照一定规律实现淡水和盐水的渐变交替，实现达到模拟淡海水交替环境的加速试验的目的；加速试验装置包括试验箱和管路系统、传感系统、控制及调配系统组成，试验箱和管路系统包括试验箱、淡水箱、盐水箱以及相应的传输管路；传感系统包括温度传感器、盐度传感器和溶解氧传感器，控制及调配系统包括加热器、控制阀、充气泵、自吸泵以及显示器、信号线、单片机系统，传感系统将温度、盐度和溶解氧信号传输进入单片机系统，单片机系统分析处理以后控制充气泵、自吸泵、加热器、控制阀进行相应操作；淡水箱、盐水箱的管路通过定量阀连接于试验箱；温度传感器、盐度传感器和溶解氧传感器位于试验箱内，并通过传感器信号处理装置连接于总线适配器；加热器位于试验箱内，并通过功率传感器连接于总线适配器；总线适配器连接充气泵、自吸泵，充气泵、自吸泵的管路连接到试验箱内；盐水箱、淡水箱的定量阀连接于总线适配器；各个总线适配器通过总线连接到单片机系统，单片机系统连接到显示器。