CN109900628A

CN109900628A - 一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置及腐蚀评价方法

Info

Publication number: CN109900628A
Application number: CN201910125201.7A
Authority: CN
Inventors: 汪米琪; 易于; 吴林涛; 周泽华; 王泽华; 张欣; 江少群; 王刚
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-06-18

Abstract

本发明公开了一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，包括蓄水池，蓄水池面对面的两侧壁上分别设有出水口和进水口，出水口和进水口均覆盖有滤网；蓄水池外还设有水泵和加热水槽，出水口、加热水槽、水泵与进水口通过水管依次连接相通；蓄水池的侧面上还设有通氧口，通氧口通过软管连接蓄水池外的制氧机。还公开了一种腐蚀评价方法，在蓄水池中注入水并将配置成模拟海水，加入海洋浮游生物，将需评价试样用挂片法置于蓄水池中，定期观察。充分考虑了不同海洋环境下氯离子等腐蚀介质、海流、氧含量、海水温度，以及海洋微生物等对测试材料腐蚀的耦合影响，大幅提高模拟海洋环境下腐蚀评价的可靠性；模拟装置设计结构简单，使用方便。

Description

一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置及腐蚀评价方法

技术领域

本发明属于海洋实验领域，具体涉及一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置及腐蚀评价方法。

背景技术

海洋工程建设需要大量各类材料制造的装备及构件。由于海洋环境腐蚀条件恶劣，材料在服役过程中易腐蚀失效，严重影响装备构件的安全可靠性，并可能带来极大的经济损失。评价材料在海洋环境下腐蚀失效的最佳手段是采用海试试验。然而，材料制备、环境条件及经济效益等因素的影响，对材料海试腐蚀试验的可行性带来了极大的制约。借助模拟海洋环境腐蚀实验装置评价材料在海洋环境下的腐蚀是一种广为认同的研究方法。但由于海洋环境下腐蚀条件复杂、腐蚀介质多样，氯离子等强介质及海流、水温、富氧环境等交互作用，海洋生物污损与电化学腐蚀耦合作用，常规的模拟装置及评价方法很难如实反映材料在海洋环境下的腐蚀状况。因此，为了解决这些问题，本发明设计了一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置及腐蚀评价方法。

发明内容

本发明提供了一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置及腐蚀评价方法，解决了因海洋环境条件复杂，常规的模拟装置及评价方法无法准确全面反映的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，其特征在于，包括蓄水池，蓄水池面对面的两侧壁上分别设有出水口和进水口，出水口和进水口均覆盖有滤网；所述蓄水池外还设有水泵和加热水槽，所述出水口、加热水槽、水泵与所述进水口通过水管依次连接相通；所述蓄水池的侧面上还设有通氧口，通氧口通过软管连接蓄水池外的制氧机。

进一步地，所述蓄水池为无盖混凝土蓄水池，蓄水量大于4立方米、蓄水池高度大于1米。

进一步地，所述出水口设置在所述侧壁的中下部；所述进水口设置在所述侧壁的中上部。

进一步地，所述出水口与所述进水口的个数均为3~6个，且在所述侧壁上水平排列设置。

进一步地，所述通氧口的个数为两个，分别设置于蓄水池侧壁的顶部和中部。

一种腐蚀评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在蓄水池中注入天然地表水，并将其配置成模拟海水；

S2、调节水泵，借助水泵对模拟海水进行进水、出水的循环，水泵功率与实际使用的进出水口数量配合，从而控制所需水流速度，模拟海水经过加热水槽可调节实验所需的蓄水池水温；

S3、打开制氧机，根据实验需要经一个或两个通氧口将氧气输送到蓄水池中；

S4、在蓄水池中加入一定量的典型海洋浮游生物；

S5、将所需评价的试样借助挂片法置于模拟环境蓄水池中，在实验要求的时间定期观察。

进一步地，所述模拟海水的主要成分为：NaCl 24.5 g/L, MgCl₂ 24 g/L, KCl0.73 g/L, MgSO₄ 3.3 g/L, NaHCO₃ 0.2 g/L, CaCl₂ 1.1 g/L, NaBr 0.28 g/L, pH =7.02。

进一步地，所述海洋浮游生物包括海藻、藤壶、牡蛎的一种或多种。

本发明所达到的有益效果：充分考虑了不同海洋环境下氯离子等腐蚀介质、海流、氧含量、海水温度，以及海洋微生物等对测试材料腐蚀的耦合影响，可大幅提高模拟海洋环境下腐蚀评价的可靠性；模拟装置设计结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明蓄水池的主视图；

图3 为本发明蓄水池的侧视图。

图中：1-蓄水池；2-进水口；3-出水口；4-滤网；5-水泵；6-加热水槽；7-水管；8-通氧口；9-软管；10-制氧机；11-海洋浮游生物。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，包括蓄水池1，蓄水池为无盖混凝土蓄水池，蓄水量大于4立方米、蓄水池高度大于1米，蓄水池1面对面的两侧壁上分别设有出水口3和进水口2，出水口3和进水口2均覆盖有滤网4；蓄水池1外还设有水泵5和加热水槽6，出水口3、加热水槽6、水泵5与进水口2通过水管7依次连接相通；蓄水池1的侧面上还设有通氧口8，通氧口8通过软管9连接蓄水池1外的制氧机10。实验装置中蓄水池1的出水口3和进水口1均覆盖有滤网4，避免浮游生物流入流出而堵塞管道；水泵5为模拟海洋循环水提供动力；加热水槽6便于调节实验所需的蓄水池1水温；通氧口8通过软管9连接蓄水池1外的制氧机10，保证实验时所需的含氧量。

如图2所示，通氧口8的个数为两个，分别设置于蓄水池1侧壁的顶部和中部。如图3所示，出水口3设置在侧壁的中下部；进水口2设置在侧壁的中上部。出水口3与进水口2的个数均为3~6个，且在侧壁上水平排列设置。

一种基于上述实验装置的腐蚀评价方法，包括以下步骤：S1、在蓄水池1中注入天然地表水，并将其配置成模拟海水，主要成分为：NaCl 24.5 g/L, MgCl₂ 24 g/L, KCl0.73 g/L, MgSO₄ 3.3 g/L, NaHCO₃ 0.2 g/L, CaCl₂ 1.1 g/L, NaBr 0.28 g/L, pH =7.02；S2、调节水泵5，借助水泵5对模拟海水进行进水、出水的循环，水泵5功率与实际使用的进出水口数量配合，从而控制所需水流速度，模拟海水经过加热水槽6可调节实验所需的蓄水池1水温；S3、打开制氧机10，根据实验需要，通过软管9经一个或两个通氧口8将氧气输送到蓄水池1中；S4、在蓄水池1中加入一定量的典型海洋浮游生物11，包括海藻、藤壶、牡蛎；S5、将所需评价的试样借助挂片法置于模拟环境蓄水池1中，在实验要求的时间定期观察。充分考虑了不同海洋环境下氯离子等腐蚀介质、海流、氧含量、海水温度，以及海洋微生物等对测试材料腐蚀的耦合影响，可大幅提高模拟海洋环境下腐蚀评价的可靠性；模拟装置设计结构简单，使用方便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，其特征在于，包括蓄水池，蓄水池面对面的两侧壁上分别设有出水口和进水口，出水口和进水口均覆盖有滤网；所述蓄水池外还设有水泵和加热水槽，所述出水口、加热水槽、水泵与所述进水口通过水管依次连接相通；所述蓄水池的侧面上还设有通氧口，通氧口通过软管连接所述蓄水池外的制氧机。

2.根据权利要求1所述的一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，其特征在于，所述蓄水池为无盖混凝土蓄水池，蓄水量大于4立方米、蓄水池高度大于1米。

3.根据权利要求1所述的一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，其特征在于，所述出水口设置在所述侧壁的中下部；所述进水口设置在所述侧壁的中上部。

4.根据权利要求1所述的一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，其特征在于，所述出水口与所述进水口的个数均为3~6个，且在所述侧壁上水平排列设置。

5.根据权利要求1所述的一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，其特征在于，所述通氧口的个数为两个，分别设置于蓄水池侧壁的顶部和中部。

6.一种基于权利要求1~5任一所述实验装置的腐蚀评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在蓄水池中注入天然地表水，并将其配置成模拟海水；

S4、在蓄水池中加入一定量的典型海洋浮游生物；

7.根据权利要求6所述的腐蚀评价方法，其特征在于，所述模拟海水的主要成分为：NaCl 24.5 g/L, MgCl₂ 24 g/L, KCl 0.73 g/L, MgSO₄ 3.3 g/L, NaHCO₃ 0.2 g/L,CaCl₂ 1.1 g/L, NaBr 0.28 g/L, pH =7.02。

8.根据权利要求6所述的腐蚀评价方法，其特征在于，所述海洋浮游生物包括海藻、藤壶、牡蛎的一种或多种。