CN108051278A - 钢试样金相腐蚀装置 - Google Patents

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陈莉
曹雪峰
张方敏
平昊
陈浩
许恒庭
张小龙
王堃
张维轩
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Abstract

本发明提供了一种钢试样金相腐蚀装置，包括电气控制系统、酸液槽、腐蚀液电加热系统、腐蚀液循环泵系统、水冲洗套件等。酸液槽包括作业槽和储液槽两部分，作业槽在储液槽的上方，两者为上下槽型式的组合式槽箱，两腔体独立但结构为一体。作业槽内置有腐蚀液电加热系统和液位计。储液槽内置有液位计，同时留有放液口。倾斜台阶面在储液槽内，上台阶面粘接时向下台阶面方向略倾一定角度，便于腐蚀液液位降低过程中流尽。作业槽和储液槽分别通过作业槽盖子和储液槽盖子盖住。本发明主要用于钢件类黑色金属的表面金相腐蚀，实现多件钢类金相试样一次布置，无照看自动腐蚀功能，达到减少环境污染、降低劳动强度、重复利用腐蚀液、节约用水等效果。

Description

钢试样金相腐蚀装置
技术领域
本发明涉及钢材低倍组织及缺陷酸蚀检验，具体地，涉及钢试样的表面金相腐蚀检验。
背景技术
钢类材料的检测是依据GB/T 226-2015《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》，检查钢材料的组织缺陷或锻造流线。航天型号产品的所有钢类棒材、锻件等都要经低倍酸蚀检测，合格后才能流入下道工序。针对现有钢件低倍组织酸蚀检测采用冷酸浸蚀法，将被检试样浸于装有王水（浓硝酸：浓盐酸=1:3）的塑料耐腐蚀容器中，用回丝反复擦拭检验面，直至钢件低倍组织及缺陷清晰显示。用清水冲刷试样表面残留酸液，擦净风干。
作业过程中，存在若干隐患：
（1）强腐蚀性有毒酸液在作业过程中易溅起灼伤皮肤；
（2）王水挥发出的酸雾、氯气对人体鼻腔、呼吸道黏膜有害；
（3）简易的耐腐蚀性容器安全性不高
随着航天型号产品任务量的增大，亟需一种新的检测装置及检测手段来降低酸蚀过程中可能造成的职业危险，并且能提高工作效率，确保型号产品的质量可控。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钢试样金相腐蚀装置。
根据本发明提供的一种钢试样金相腐蚀装置，包括综合控制系统、作业槽、腐蚀液电加热系统、腐蚀液循环泵系统、水冲洗套件等；
所述综合控制系统包括可编程逻辑控制器（PLC）以及与之建立通信的触摸屏，作为装置的控制核心，实时监测装置内腐蚀液位以及温度等参数，控制腐蚀液循环泵系统以及腐蚀液电加热系统的运行，进行必要的人际交互；
所述作业槽采用耐酸性材料制作，长期浸润酸性液体环境下可靠工作时间不少于3年。槽体为上槽与下槽型式的组合式槽箱，两个腔体彼此独立，但外形结构为一体。上槽为敞口式，槽盖具备良好密闭性，可隔绝酸性有害气体，且槽内有2个放置钢件的篮筐，篮筐两侧有起吊孔，便于穿挂钩起吊，既可以上下叠层使用，也可单独分别使用。作业槽下槽底为台阶面，两台阶面高度落差为100mm，上台阶面粘接时向下台阶面方向略倾斜坡度约为2°，便于腐蚀液液位降低过程中流尽。
所述腐蚀液电加热系统将从下槽抽进上槽的腐蚀液加热到预置目标温度，目标温度可调，调节范围为室温～100℃，并在工艺过程中保持相对稳定，温度波动范围不超过±3℃；在冬季，腐蚀液从室温加热至预置温度时长不大于90min；腐蚀液电加热器工作完成后应自动断电，开启下液管电磁阀，将上槽腐蚀液经势能全部排放至下槽内后关闭阀门。
所述腐蚀液循环泵系统通过管路连接将下槽内的腐蚀液抽取到上槽内，供腐蚀工艺使用；当上槽内腐蚀液逐渐增加到设定液位量后自动关停循环系统，关闭上液管电磁阀门，结束抽取腐蚀液过程，继而开启腐蚀液电加热系统开始加热腐蚀液。腐蚀液循环泵系统具有液位控制开关，当下槽内腐蚀液低于安全液位时自动关闭循环泵系统以保护循环泵避免因空抽而烧毁。
所述水冲洗套件进水、放水阀门由手动操作，冲洗套件的花洒头具有冲洗水量和水压调节换挡功能。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明在制造过程中，能够实现多件钢类金相试样一次布置，无照看自动腐蚀功能，达到减少环境污染，降低劳动强度，重复利用腐蚀液，节约用水等效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是刚试样金相腐蚀装置的结构示意图。
图2是刚试样金相腐蚀装置的应用实施方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明公开了一种钢试样金相腐蚀装置，具体地，如图1所示，包括综合控制系统1、酸液槽、腐蚀液电加热系统、腐蚀液循环泵系统、水冲洗套件；
所述综合控制器1包括可编程逻辑控制器PLC以及与之建立通信的触摸屏，作为装置的控制核心，实时监测装置内腐蚀液位以及温度等参数，控制腐蚀液循环泵系统以及腐蚀液电加热系统的运行，进行必要的人际交互，实现装置各项控制功能；
所述酸液槽采用耐强酸性材料制作，包括作业槽2和储液槽15两部分，作业槽2在储液槽15的上方，槽体为上槽与下槽型式的组合式槽箱，两个腔体彼此独立，外形结构为一体；
所述作业槽2为敞口式，内置有腐蚀液电加热系统14和液位计12，外置有作业槽盖子8；
所述储液槽15内置有液位计5，同时留有放液口6。
所述作业槽2和储液槽15分别通过作业槽盖子8和储液槽盖子4盖住，防止酸液挥发。
所述腐蚀液电加热系统14将从储液槽抽进上槽的腐蚀液加热到预置目标温度。
所述上液管3一端与腐蚀液循环泵系统7连接，另一端与作业槽2连接。
所述腐蚀液循环泵系统7通过管路连接将下槽内的腐蚀液抽取到作业槽2内，供腐蚀工艺使用；
所述倾斜台阶面16在储液槽内，上台阶面粘接时向下台阶面方向略倾一定角度，便于腐蚀液液位降低过程中流尽。
所述下液管13一端连接作业槽2，另一端连接储液槽15。
所述水冲洗套件10包括进水阀9和放水阀11，钢件腐蚀结束后，手动打开进水阀9，对被腐蚀的钢件进行冲洗，使其洁净，冲洗的污水通过放水阀11排出。
所述上槽为敞口式，槽盖具备良好密闭性，可隔绝酸性有害气体，且槽内有2个放置钢件的篮筐，篮筐两侧有起吊孔，便于穿挂钩起吊，既可以上下叠层使用，也可单独分别使用。作业槽下槽底为台阶面，两台阶面高度落差为100mm，上台阶面粘接时向下台阶面方向略倾斜坡度约为2°，便于腐蚀液液位降低过程中流尽。
所述腐蚀液电加热系统14将从下槽抽进上槽的腐蚀液加热到预置目标温度，目标温度可调，调节范围为室温～100℃，并在工艺过程中保持相对稳定，温度波动范围不超过±3℃；在冬季，腐蚀液从室温加热至预置温度时长不大于90min；腐蚀液电加热器工作完成后应自动断电，开启下液管电磁阀，将上槽腐蚀液经势能全部排放至下槽内后关闭阀门。
所述腐蚀液循环泵系统通过管路连接将下槽内的腐蚀液抽取到上槽内，供腐蚀工艺使用；当上槽内腐蚀液逐渐增加到设定液位量后自动关停循环系统，关闭上液管电磁阀门，结束抽取腐蚀液过程，继而开启腐蚀液电加热系统开始加热腐蚀液。腐蚀液循环泵系统具有液位控制开关，当下槽内腐蚀液低于安全液位时自动关闭循环泵系统以保护循环泵避免因空抽而烧毁。
所述水冲洗套件进水、放水阀门由手动操作，冲洗套件的花洒头具有冲洗水量和水压调节换挡功能。
根据本发明提供的一种上述的钢试样金相腐蚀装置，其应用实施方法如图2所示，包括以下步骤：
步骤1，钢件放入耐腐蚀篮筐内，耐腐蚀篮筐整体放入作业槽，盖上作业槽盖子；
步骤2，打开电源，关闭下液管回流电磁阀，开启腐蚀液循环系统，将腐蚀液从储液槽抽到作业槽内，到达液位后，关闭腐蚀液循环系统和上液管阀门；
步骤3，设置好加热时间和保温温度，开启腐蚀液电加热系统；
步骤4，热酸蚀试验完，开启下液管阀门，腐蚀液放尽后关闭下液管阀门；
步骤5，关机。
具体在PLC中实现时参照以下流程。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种钢试样金相腐蚀装置，其特征在于，包括综合控制系统（1）、酸液槽、腐蚀液电加热系统、腐蚀液循环泵系统、水冲洗套件；
所述综合控制器（1）包括可编程逻辑控制器以及与之建立通信的触摸屏，作为装置的控制核心，实时监测装置内腐蚀液位以及温度等参数，控制腐蚀液循环泵系统以及腐蚀液电加热系统的运行，进行必要的人际交互，实现装置各项控制功能；
所述酸液槽采用耐强酸性材料制作，包括作业槽（2）和储液槽（15）两部分，作业槽（2）在储液槽（15）的上方，槽体为上槽与下槽型式的组合式槽箱，两个腔体彼此独立，外形结构为一体；
所述腐蚀液电加热系统（14）将从储液槽抽进上槽的腐蚀液加热到预置目标温度；上液管（3）一端与腐蚀液循环泵系统（7）连接，另一端与作业槽（2）连接；
所述腐蚀液循环泵系统（7）通过管路连接将下槽内的腐蚀液抽取到作业槽（2）内，供腐蚀工艺使用；倾斜台阶面（16）在储液槽内，上台阶面粘接时向下台阶面方向略倾一定角度，便于腐蚀液液位降低过程中流尽；下液管（13）一端连接作业槽（2），另一端连接储液槽（15）；
所述水冲洗套件（10）包括进水阀（9）和放水阀（11），钢件腐蚀结束后，手动打开进水阀（9），对被腐蚀的钢件进行冲洗，使其洁净，冲洗的污水通过放水阀（11）排出。
2.根据权利要求1所述的钢试样金相腐蚀装置，其特征在于，所述作业槽（2）为敞口式，内置有腐蚀液电加热系统（14）和液位计（12），外置有作业槽盖子（8）；
所述储液槽（15）内置有液位计（5），同时留有放液口（6）；
所述作业槽（2）和储液槽（15）分别通过作业槽盖子（8）和储液槽盖子（4）盖住，防止酸液挥发。
3.根据权利要求1所述的钢试样金相腐蚀装置，其特征在于，作业槽（2）上槽为敞口式，槽盖具备良好密闭性，可隔绝酸性气体，且槽内有2个放置钢件的篮筐，篮筐两侧有起吊孔，便于穿挂钩起吊，既可以上下叠层使用，也可单独分别使用。
4.根据权利要求1所述的钢试样金相腐蚀装置，其特征在于，作业槽下槽底为台阶面，两台阶面高度落差为100mm，上台阶面粘接时向下台阶面方向略倾斜坡度约为2°。
5.根据权利要求1所述的钢试样金相腐蚀装置，其特征在于，加热目标温度可调，调节范围为室温～100℃，并在工艺过程中保持相对稳定，温度波动范围不超过±3℃；在冬季，腐蚀液从室温加热至预置温度时长不大于90min；腐蚀液电加热器工作完成后应自动断电，开启下液管电磁阀，将上槽腐蚀液经势能全部排放至下槽内后关闭阀门。
6.根据权利要求1所述的钢试样金相腐蚀装置，其特征在于，当上槽内腐蚀液逐渐增加到设定液位量后自动关停循环系统，关闭上液管电磁阀门，结束抽取腐蚀液过程，继而开启腐蚀液电加热系统开始加热腐蚀液。
7.根据权利要求1所述的钢试样金相腐蚀装置，其特征在于，腐蚀液循环泵系统具有液位控制开关，当下槽内腐蚀液低于安全液位时自动关闭循环泵系统以保护循环泵避免因空抽而烧毁。
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