CN110261294B - 一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，主体结构包括高强耐蚀合金材质顶盖、承压釜体、底盖。底盖固定连接有陶瓷材质试样安装体，通过螺栓与裂纹模拟器相连，裂纹模拟器包括陶瓷材质从动旋转体、主动旋转体和固定体，均连接至共同的中心轴上。通过装置内部齿轮的配合，带动两旋转体旋转，改变沿径向设置的多组可动裂纹调节孔和固定裂纹调节孔的交叠面积，实现多尺寸裂纹的模拟。通过齿轮的啮合关系和旋转角度调节标尺的合理设计，实现模拟裂纹尺寸的微调。本体溶液环境中的辅助电极和模拟裂纹区环境中的试样和镯型固体参比电极组成三电极体系，由顶盖和底盖电极接口引出并连接至电化学工作站，实现同步电化学测量。

Description

一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置

技术领域

本发明属于高压条件下金属材料局部腐蚀电化学研究技术领域，具体涉及一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置。

背景技术

腐蚀是金属材料受暴露环境的化学或电化学作用而导致的外观和性能破坏现象。海洋蕴藏着丰富的资源和能源，一直是人类开发和利用的热点区域。然而，苛刻的海洋环境对海洋工程材料的腐蚀十分严重，尤其是随着人们对海洋的开发和利用由浅海向深海迈进，工程装备材料的深海腐蚀性能更加受到关注。我国进行的深海腐蚀试验研究结果表明，典型金属材料在深海环境中的均匀腐蚀速率降低，但表现出显著的局部腐蚀倾向。为了掌握典型金属材料在深海环境中的腐蚀行为与规律，为深海工程设计、选材、防护以及新材料的开发提供理论依据，必须进行金属材料深海环境局部腐蚀试验研究。

应力腐蚀开裂作为一种典型的局部腐蚀形式，具有隐蔽性、突发性的特征，因此对海洋工程材料的服役安全性危害极大。应力腐蚀开裂往往由材料表面状态不均匀处小裂纹的萌生为开端。裂纹内部的局部腐蚀电化学状态直接影响裂纹随后的发展。通常认为，小裂纹几何结构的特殊性造成局部腐蚀阴阳极部分的分离。裂纹内金属为阳极，且相对于裂纹外阴极部分的面积很小，腐蚀被加速。同时，小尺寸裂纹还会一定程度上阻挡裂纹内外溶液介质的扩散，产生闭塞电池效应，造成裂纹内局部贫氧、溶液酸化、腐蚀性氯离子浓度升高等现象，改变局部的腐蚀电化学状态。此效应的大小与裂纹尺寸密切相关。

在腐蚀电化学角度上看，应力腐蚀开裂与缝隙腐蚀、点蚀等局部腐蚀形式具有一致性，都是建立在局部小尺寸几何结构的形成基础之上的，其孔底或缝（裂）尖与外部溶液的对流和扩散受阻。因此，研究金属材料的应力腐蚀裂纹区等小尺寸环境中的腐蚀电化学过程必须由构造局部小尺寸几何结构入手。左景伊等设计了一种模拟闭塞电池装置可以方便的测出闭塞区不同阶段的化学和电化学状态。但是由于模拟电池的尺寸和比例与真实裂缝或蚀孔有距离，所得数据通常只是平均值，难以描述孔、缝内每一细小部位的差别。专利文献CN 107063990 A公开了一种模拟缝隙腐蚀的电化学试验装置。装置分为内外两个溶液池，外溶液池模拟缝隙外的腐蚀环境，并可通入不同的试验气体，其内设置外试样作为辅助电极；内溶液池模拟缝隙内的腐蚀环境，通过试样压头将暴露面积为1cm 2 的内试样压紧；内外溶液池之间的通孔通过填充不同孔隙度的多孔材料来模拟不同的缝隙宽度；外试样、内试样和鲁金毛细管盐桥组成三电极体系可进行电化学信息的实施采集。专利文献CN103513010 B公开了一种缝隙腐蚀模拟试验研究的人工缝隙装置及使用方法。该人工缝隙装置中，上部试样与下部试样通过陶瓷螺栓同轴相连接，下部试样固定不动，上部试样可沿陶瓷螺栓自由旋转，通过上部试样的旋转角度控制旋进距离来控制缝隙宽度。旋进角度通过下部试样外侧的角度圆盘控制，旋进距离根据陶瓷螺栓螺距进行计算。用热缩管将安装完毕的人工缝隙装置固定在高压釜的立柱上，进行高温高压水浸泡试验。

然而，目前还没有适用于模拟深海低温、高压、低溶氧量等极端条件下裂纹内金属腐蚀电化学研究的试验装置。因此，设计一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，摸清深海环境下金属材料裂纹区的腐蚀行为和电化学演变规律具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的技术任务是针对现有技术无法同时实现深海环境控制、多尺寸裂纹（孔隙）模拟和原位电化学试验的不足，提供一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置,实现深海低温、高压、低溶氧量等环境因素下多种尺寸裂纹（孔隙）的模拟和各裂纹区的分别电化学试验，提高试验效率和试验结果的可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其主体结构包括顶盖、承压釜体、底盖，顶盖、承压釜体和底盖构成封闭的腔体用于注入试验溶液，承压釜体外部设置有进液管和出液管，进液管上连接进液阀门，出液管上连接压力表和出液阀门；

所述顶盖圆柱体凸台底面镶嵌多个辅助电极，顶盖侧面设置有顶盖电极接口，通过内部引线与辅助电极相连；

所述底盖上固定连接有试样安装体，试样安装体通过裂纹模拟器固定螺栓与裂纹模拟器相连，裂纹模拟器包括从动旋转体、主动旋转体和固定体，均连接至共同的中心轴上；

所述底盖圆柱体凸台上固定有试样安装体，沿试样安装体径向开有多个试样安装槽，用于放置圆片试样，试样安装槽内设置试样触点，试样安装槽旁设置对应的参比电极下触点，试样安装体边缘开有裂纹模拟器固定螺孔，底盖侧面设置有底盖电极接口，通过内部引线与试样和参比电极下触点相连；

所述从动旋转体顶面沿径向开有多个导流槽，导流槽底部开有可动裂纹调节孔，从动旋转体边缘开有与裂纹模拟器固定螺孔位置相对应的弧形通孔，用于穿过裂纹模拟器固定螺栓，将裂纹模拟器固定于试样安装体上，从动旋转体底面边缘设置一段从动齿轮，底面内部开有传动齿轮槽和变速齿轮槽，用于放置传动齿轮和变速齿轮，传动齿轮与从动齿轮相啮合，可带动从动旋转体绕中心轴旋转；

所述主动旋转体可绕中心轴旋转，其边缘设置一段主动齿轮，主动旋转体内部开有传动齿轮通孔，传动齿轮轴从中穿过与固定体相连，主动旋转体还开有变速齿轮通孔，其中设置变速齿轮，通过变速齿轮轴与固定体相连，变速齿轮由一大一小两个同轴齿轮组成，两齿轮同步旋转，分别与主动齿轮和传动齿轮相啮合，主动旋转体还开有可动裂纹调节孔通孔，可使可动裂纹调节孔穿过主动旋转体与固定体相接触，主动旋转体边缘开有与从动旋转体弧形通孔、裂纹模拟器固定螺孔位置相对应的弧形通孔；

所述固定体固定于中心轴上，其上设置有传动齿轮轴和变速齿轮轴，使传动齿轮和变速齿轮在各自固定位置上绕轴旋转，固定体上沿径向开有固定裂纹调节孔，可与可动裂纹调节孔配合，通过调节主动旋转体旋转角度，改变两孔的交叠面积，实现不同尺寸裂纹的模拟；固定裂纹调节孔与试样安装体上的试样位置相对应，固定裂纹调节孔中部固封有镯型固体参比电极，通过内部引线连接至参比电极上触点，参比电极上触点与试样安装体上的参比电极下触点相匹配，固定体底面边缘设置与试样安装体上的裂纹模拟器固定螺孔位置相对应的固定体通孔，实现裂纹模拟器以固定位置和方向在底盖上装配；

上述顶盖上的辅助电极、固定体上的镯型固体参比电极和试样安装体上的试样组成多组电化学三电极体系，并由顶盖电极接口和底盖电极接口引出电极导线，与电化学工作站相连接，实现同步电化学测量。

作为本发明优选地，所述主动旋转体侧面设置游标尺，固定体侧面设置主尺，与主动旋转体上的游标尺组成旋转角度调节标尺，用于实现裂纹尺寸的细微调节。

作为本发明优选地，所述主动旋转体与从动旋转体的转角之比为10:1。

作为本发明优选地，所述试样安装体边缘开有裂纹模拟器卡位插头，固定体底面边缘设置与试样安装体上的裂纹模拟器卡位插头位置相对应的裂纹模拟器卡位插槽。

作为本发明优选地，所述顶盖内侧设置顶盖密封圈，顶盖圆柱体凸台侧面包裹顶盖密封套，用于压紧密封，所述底盖内侧设置底盖密封圈，底盖圆柱体凸台侧面包裹底盖密封套，用于压紧密封。

作为本发明优选地，所述试样安装体为陶瓷材质。

作为本发明优选地，所述多个试样安装槽间距为10mm，导流槽间距为10mm。

作为本发明优选地，所述弧形通孔底部设置弧形通孔密封圈。

作为本发明优选地，所述辅助电极数量与试样数量一致，辅助电极与顶盖圆柱体凸台间、以及辅助电极间做绝缘处理。

作为本发明优选地，所述固定裂纹调节孔规格为：间距10mm，尺寸 ϕ 2mm。

本发明的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明提供一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，主体结构包括高强耐蚀合金材质顶盖、承压釜体、底盖。底盖固定连接有陶瓷材质试样安装体，通过螺栓与裂纹模拟器相连，裂纹模拟器包括陶瓷材质从动旋转体、主动旋转体和固定体，均连接至共同的中心轴上。装置与外部溶液槽相连，模拟溶液温度、溶氧量由外部溶液槽控制，通过调节出液阀门控制釜内循环溶液压力。通过装置内部齿轮的配合，带动两旋转体旋转，改变沿径向设置的多组可动裂纹调节孔和固定裂纹调节孔的交叠面积，实现多尺寸裂纹的模拟。通过齿轮的啮合关系和旋转角度调节标尺的合理设计，实现模拟裂纹尺寸的微调。本体溶液环境中的辅助电极和模拟裂纹区环境中的试样和镯型固体参比电极组成三电极体系，由顶盖和底盖电极接口引出并连接至电化学工作站，实现同步电化学测量。

本发明结构紧凑，便于操作，主体结构耐压耐蚀，防水密封性好，充分考虑了电极材料间及其与装置间的绝缘。对真实裂纹（孔隙）以及局部腐蚀闭塞区的模拟相似度较高，实现了深海环境的模拟。实现了裂纹尺寸的微调，调节精度高。裂纹尺寸可由提供的经验公式计算，便于试验设计。满足了多尺寸裂纹（孔隙）的同时模拟和多组裂纹区金属电化学试验的同步开展。

附图说明

附图1为本发明的外部结构示意图；

附图2为本发明的裂纹模拟器结构示意图；

附图3为本发明的顶盖结构示意图；

附图4为本发明的底盖结构示意图；

附图5为本发明的从动旋转体结构示意图；

附图6为本发明的主动旋转体结构示意图；

附图7为本发明的固定体结构示意图；

附图8为本发明的旋转角度调节标尺示意图；

附图9为本发明的模拟裂纹底面投影示意图。

图中各标号表示：

1、顶盖，101、顶盖固定孔，102、顶盖密封圈，103、顶盖密封套，

104、顶盖电极接口，105、辅助电极，

2、压力表，3、出液阀门，4、出液管，5、承压釜体，

6、底盖，601、裂纹模拟器卡位插头，602、裂纹模拟器固定螺孔，

603、底盖密封套，604、底盖密封圈，605、底盖固定孔，606、试样，

607、参比电极下触点，608、试样安装槽，609、试样触点，

610、顶盖电极接口，

7、顶盖螺栓，8、进液阀门，9、进液管，10、底盖螺栓，

11、从动旋转体，1101、导流槽，1102、弧形通孔，1103、从动齿轮，

1104、传动齿轮，1105、变速齿轮槽，1106、传动齿轮槽，

1107、弧形通孔密封圈，1108、可动裂纹调节孔，

12、主动旋转体，1201、变速齿轮，1202、弧形通孔，

1203、可动裂纹调节孔通孔，1204、游标尺，1205、变速齿轮通孔，

1206、弧形通孔密封圈，1207、主动齿轮，1208、传动齿轮通孔，

13、固定体，1301、传动齿轮轴，1302、变速齿轮轴，1303、固定体通孔，

1304、固定裂纹调节孔，1305、密封圈，1306、主尺，

1307、参比电极上触点，1308、裂纹模拟器卡位插槽，

1309、镯型固体参比电极，

14、裂纹模拟器固定螺栓，15、试样安装体，16、中心轴。

具体实施方式

下面结合附图1-9，对本发明的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置作以下详细说明。

如附图1、2所示，本实施例涉及的模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置主体结构为高强耐蚀合金材质，包括顶盖1、承压釜体5、底盖6，通过顶盖螺栓7和底盖螺栓10分别将顶盖1和底盖6固定在承压釜体5上，顶盖1、承压釜体5和底盖6构成封闭中空的腔体，用于注入试验溶液。承压釜体5中部两侧设置有进液管9和出液管4，进液管9上连接进液阀门8，出液管4上连接压力表2和出液阀门3。进液管9和出液管4与外部溶液槽相连，模拟溶液温度、溶氧量由外部溶液槽控制，通过调节出液阀门3控制釜内循环溶液压力。底盖6固定安装有试样安装体15，通过裂纹模拟器固定螺栓14与裂纹模拟器相连，裂纹模拟器包括从动旋转体11、主动旋转体12和固定体13，均连接至共同的中心轴16上。

结合附图3，顶盖1开有顶盖固定孔101，可通过顶盖螺栓7将顶盖1固定于承压釜体5顶部，顶盖1内侧设置顶盖密封圈102，顶盖1圆柱体凸台底面镶嵌多个辅助电极105，辅助电极105数量与试样606数量一致，辅助电极105与顶盖1圆柱体凸台间、以及辅助电极105间做绝缘处理。顶盖1圆柱体凸台侧面包裹顶盖密封套103，用于压紧密封。顶盖1侧面设置有顶盖电极接口104，通过内部引线与辅助电极105相连。

结合附图4，底盖6开有底盖固定孔605，可通过底盖螺栓10将底盖6固定于承压釜体5底部，底盖6内侧设置底盖密封圈604，底盖6圆柱体凸台侧面包裹底盖密封套603，用于压紧密封。底盖6圆柱体凸台上固定有试样安装体15，试样安装体15为陶瓷材质。试样安装体15上沿径向开有间距10mm的试样安装槽608，用于放置圆片试样606，试样安装槽608内设置试样触点609，试样安装槽608旁设置对应的参比电极下触点607。试样安装体15边缘开有裂纹模拟器卡位插头601和裂纹模拟器固定螺孔602。底盖6侧面设置有底盖电极接口610，通过内部引线与试样606和参比电极下触点607相连。

结合附图5，从动旋转体11顶面沿径向开有间距10mm的导流槽1101，导流槽底1101底部开有 ϕ 2mm的可动裂纹调节孔1108。从动旋转体11边缘开有与裂纹模拟器固定螺孔602位置相对应的弧形通孔1102，用于穿入裂纹模拟器固定螺栓14，将裂纹模拟器固定于试样安装体15上，弧形通孔1102底部设置弧形通孔密封圈1107。从动旋转体11底面边缘设置一段从动齿轮1103，底面内部开有传动齿轮槽1106和变速齿轮槽1105，放置传动齿轮1104和变速齿轮1201。传动齿轮1104与从动齿轮1103相啮合，可带动从动旋转体11绕中心轴16旋转。

结合附图6，主动旋转体12可绕中心轴16旋转，其边缘设置一段主动齿轮1207。主动旋转体12内部开有传动齿轮通孔1208，传动齿轮轴1301从中穿过与固定体13相连。主动旋转体12还开有变速齿轮通孔1205，变速齿轮1201通过变速齿轮轴1302与固定体13相连。变速齿轮1201由两个半径不同的同轴齿轮组成，两齿轮同步旋转，分别与主动齿轮1207和传动齿轮1104相啮合。主动旋转体12还开有可动裂纹调节孔通孔1203，使可动裂纹调节孔1108能够从中穿过与固定体13相接触。主动旋转体12边缘开有与从动旋转体弧形通孔1102、裂纹模拟器固定螺孔602位置相对应的弧形通孔1202，弧形通孔1202底部同样设置有弧形通孔密封圈1206。

上述变速齿轮1201具体设计如下：变速齿轮1201由一大一小两个同轴齿轮组成，其半径比为5:1，两齿轮以相同的角速度同步旋转，因此其线速度之比为5:1。大齿轮与主动齿轮1207相啮合，小齿轮与传动齿轮1104相啮合，传动齿轮1104又与从动齿轮1103相啮合，啮合齿轮具有相同的线速度，因此，主动齿轮1207与从动齿轮1103的线速度之比为5:1。又由于主动齿轮1207和从动齿轮1103半径比为1:2，因此，主动齿轮1207和从动齿轮1103的角速度之比为10:1，也就是说根据各啮合齿轮半径的变化实现主动旋转体12与从动旋转体11的转角之比为10:1。即在齿轮的带动下，当主动旋转体旋转10º时，从动旋转体旋转1º，可以实现裂纹尺寸的细微调节。

结合附图7，固定体13固定于中心轴16上，其上设置有传动齿轮轴1301和变速齿轮轴1302，传动齿轮1104和变速齿轮1201可在各自固定位置上绕轴旋转。固定体13上沿径向开有间距10mm的 ϕ 2mm的固定裂纹调节孔1304，与可动裂纹调节孔1108配合，通过调节主动旋转体12旋转角度，改变两孔的交叠面积，从而实现模拟各种尺寸的裂纹。固定裂纹调节孔1304与试样安装体15上的试样606位置相对应，其上下两面均设置密封圈1305。装置安装后，固定裂纹调节孔1304可以扣紧在试样606上。固定裂纹调节孔1304中固封有镯型固体参比电极1309，通过内部引线连接至参比电极上触点1307，参比电极上触点1307与试样安装体15上的参比电极下触点607相匹配，装置安装后，上下触点能够相互接触导通，实现电信号的传递。固定体13底面边缘设置与试样安装体15上的裂纹模拟器卡位插头601和裂纹模拟器固定螺孔602位置相对应的裂纹模拟器卡位插槽1308和固定体通孔1303，实现裂纹模拟器以固定位置和方向在底盖上装配。

结合附2、8，在上述结构基础上，为实现角度的微调，在主动旋转体12侧面设置游标尺1204，固定体13侧面设置主尺1306，与主动旋转体12上的游标尺1204组成旋转角度调节标尺，其精确度为0.05º，由于主动旋转体与从动旋转体的转角比为10:1，因此，从动旋转体的旋转角度可精确控制到0.005º，实现角度的微调。

顶盖1上的辅助电极105、固定体13上的镯型固体参比电极1309和试样安装体15上的试样606组成多组电化学三电极体系，并由顶盖电极接口104和底盖电极接口610引出电极导线，与电化学工作站相连接，实现同步电化学测量。

可动裂纹调节孔1108与固定裂纹调节孔1304在以中心轴16为中心的圆弧上分布，圆弧半径相差10mm。相匹配的可动裂纹调节孔1108与固定裂纹调节孔1304在底面的投影为两个 ϕ 2mm的相切圆1108'、1304'。调节主动旋转体12旋转 α 角，可动裂纹调节孔1108随从动旋转体11绕中心轴16旋转 α 角的1/10，使得两投影圆1108'、1304'相交叠，交叠部分的面积可采用下列经验公式计算，即为模拟裂纹尺寸：

（1）

选取合适的模拟裂纹尺寸（裂纹面积），根据式（1）计算和确定裂纹模拟器旋转角度。旋转主动调节体12，使得由游标尺1204和主尺1306读取的主动调节体12相对于固定体13的转动角度达到上述确定的角度。

本发明装置在使用时，将圆片试样606放置在试样安装槽608中。将底盖6通过试样安装体15上的裂纹模拟器卡位插头601卡入调好角度的裂纹模拟器卡位插槽1308中。裂纹模拟器固定螺栓14依次穿过从动调节体弧形通孔1102、主动调节体弧形通孔1202、固定体通孔1303旋紧在裂纹模拟器固定螺孔602上，实现裂纹模拟体在底盖6上的固定，并配合从动调节体弧形通孔密封圈1107、主动调节体弧形通孔密封圈1206、固定裂纹调节孔密封圈1305实现关键位置的压紧密封。

将安装有裂纹模拟器的底盖6通过底盖螺栓10旋紧固定在承压釜体5下部。通过底盖6上的底盖密封圈604和底盖密封套603实现底盖6的压紧密封。将顶盖1通过顶盖螺栓7旋紧固定在承压釜体5上部。通过顶盖1上的顶盖密封圈102和顶盖密封套103实现顶盖1的压紧密封。

通过承压釜体5上的进液管9和出液管4与外部溶液槽相连，模拟溶液的温度和溶氧量由外部溶液槽调节和控制。打开进液阀门8，将外部溶液槽中的溶液泵入釜内，待压力表2显示的压力升高时，缓慢打开出液阀门3，使釜内溶液回流至外部溶液槽，并使釜内压力维持在需要的压力条件下。试验过程中，釜内溶液与外部溶液槽中溶液始终处于循环状态。

结合附图9，可动裂纹调节孔1108与固定裂纹调节孔1304交叠形成的模拟裂纹部分阻挡了釜内溶液介质向试样表面的扩散，使得固定裂纹调节孔1304内成为狭小的闭塞区。在釜内腔体中模拟金属裂纹外本体溶液环境，在固定裂纹调节孔1304内模拟金属裂纹区环境。顶盖1上的辅助电极105、底盖6上的试样606和镯型固体参比电极1309组成电化学三电极体系，通过顶盖电极接口104和底盖电极接口610引出电极导线，并连接至电化学工作站的不同通道，实现模拟不同裂纹尺寸下金属腐蚀电化学的同时测量。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，其主体结构包括顶盖、承压釜体、底盖，顶盖、承压釜体和底盖构成封闭的腔体用于注入试验溶液，承压釜体外部设置有进液管和出液管，进液管上连接进液阀门，出液管上连接压力表和出液阀门；

顶盖圆柱体凸台底面镶嵌多个辅助电极，顶盖侧面设置有顶盖电极接口，通过内部引线与辅助电极相连；

所述底盖上固定连接有试样安装体，试样安装体通过裂纹模拟器固定螺栓与裂纹模拟器相连，裂纹模拟器包括从动旋转体、主动旋转体和固定体，均连接至共同的中心轴上；

底盖圆柱体凸台上固定有试样安装体，沿试样安装体径向开有多个试样安装槽，用于放置圆片试样，试样安装槽内设置试样触点，试样安装槽旁设置对应的参比电极下触点，试样安装体边缘开有裂纹模拟器固定螺孔，底盖侧面设置有底盖电极接口，通过内部引线与试样和参比电极下触点相连；

所述从动旋转体顶面沿径向开有多个导流槽，导流槽底部开有可动裂纹调节孔，从动旋转体边缘开有与裂纹模拟器固定螺孔位置相对应的弧形通孔，用于穿过裂纹模拟器固定螺栓，将裂纹模拟器固定于试样安装体上，从动旋转体底面边缘设置一段从动齿轮，底面内部开有传动齿轮槽和变速齿轮槽，用于放置传动齿轮和变速齿轮，传动齿轮与从动齿轮相啮合，可带动从动旋转体绕中心轴旋转；

所述主动旋转体可绕中心轴旋转，其边缘设置一段主动齿轮，主动旋转体内部开有传动齿轮通孔，传动齿轮轴从中穿过与固定体相连，主动旋转体还开有变速齿轮通孔，其中设置变速齿轮，通过变速齿轮轴与固定体相连，变速齿轮由一大一小两个同轴齿轮组成，两齿轮同步旋转，分别与主动齿轮和传动齿轮相啮合，主动旋转体还开有可动裂纹调节孔通孔，可使可动裂纹调节孔穿过主动旋转体与固定体相接触，主动旋转体边缘开有与从动旋转体弧形通孔、裂纹模拟器固定螺孔位置相对应的弧形通孔；

所述固定体固定于中心轴上，其上设置有传动齿轮轴和变速齿轮轴，使传动齿轮和变速齿轮在各自固定位置上绕轴旋转，固定体上沿径向开有固定裂纹调节孔，可与可动裂纹调节孔配合，通过调节主动旋转体旋转角度，改变两孔的交叠面积，实现不同尺寸裂纹的模拟；固定裂纹调节孔与试样安装体上的试样位置相对应，固定裂纹调节孔中部固封有镯型固体参比电极，通过内部引线连接至参比电极上触点，参比电极上触点与试样安装体上的参比电极下触点相匹配，固定体底面边缘设置与试样安装体上的裂纹模拟器固定螺孔位置相对应的固定体通孔，实现裂纹模拟器以固定位置和方向在底盖上装配；

上述顶盖上的辅助电极、固定体上的镯型固体参比电极和试样安装体上的试样组成多组电化学三电极体系，并由顶盖电极接口和底盖电极接口引出电极导线，与电化学工作站相连接，实现同步电化学测量。

2.根据权利要求1所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述主动旋转体侧面设置游标尺，固定体侧面设置主尺，与主动旋转体上的游标尺组成旋转角度调节标尺，用于实现裂纹尺寸的细微调节。

3.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述主动旋转体与从动旋转体的转角之比为10:1。

4.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述试样安装体边缘开有裂纹模拟器卡位插头，固定体底面边缘设置与试样安装体上的裂纹模拟器卡位插头位置相对应的裂纹模拟器卡位插槽。

5.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述顶盖内侧设置顶盖密封圈，顶盖圆柱体凸台侧面包裹顶盖密封套，用于压紧密封，所述底盖内侧设置底盖密封圈，底盖圆柱体凸台侧面包裹底盖密封套，用于压紧密封。

6.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述试样安装体为陶瓷材质。

7.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述多个试样安装槽间距为10mm，导流槽间距为10mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述弧形通孔底部设置弧形通孔密封圈。

9.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述辅助电极数量与试样数量一致，辅助电极与顶盖圆柱体凸台间、以及辅助电极间做绝缘处理。

10.根据权利要求1或2所述的一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置，其特征在于，所述固定裂纹调节孔规格为：间距10mm，尺寸 ϕ 2mm。

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