CN111380770A - 一种金属缝隙腐蚀的模拟装置及金属缝隙腐蚀模拟实验的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属缝隙腐蚀的模拟装置及金属缝隙腐蚀模拟实验的方法，涉及材料腐蚀评价装置技术领域。本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置可以用于评价现场环境中待测金属物的缝隙腐蚀程度，在服役环境中使用本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置不被视为加速试验方法，这对于实际金属物的实际腐蚀情况具有重要的指导意义。本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置在进行缝隙腐蚀评价过程中不会对待测金属物构成破坏，待测金属物(管件)无需加工成实验试片，管件表面状态与实际工况相符，并且不会对管道造成严重破坏，有利于节约加工成本。

Description

一种金属缝隙腐蚀的模拟装置及金属缝隙腐蚀模拟实验的 方法

技术领域

本发明涉及材料腐蚀评价装置技术领域，具体而言，涉及一种金属缝隙腐蚀的模拟装置及金属缝隙腐蚀模拟实验的方法。

背景技术

金属材料缝隙腐蚀是一种发生狭小缝隙中的腐蚀现象。狭小缝隙限制了环境介质与金属缝隙表面的传质，在这样的停滞区，其局部环境变化可导致酸性/高氯化物条件的形成，致使敏感金属缝隙腐蚀的萌生和扩展。在工业生产实践中，裂缝通常可分为两类：(1)自然缝隙，即由生物污垢、沉积物、碎片、沉积物等造成的缝隙；(2)人为缝隙，即在制造、装配或服务过程中产生的缝隙。

目前，缝隙腐蚀试验方法大多局限于采用金属试片预制裂纹后进行实验室腐蚀评价，也有部分采用现场悬挂腐蚀试片的评价方法。而采用试片的形式进行缝隙腐蚀试验，试片的表面状态、应力状态，甚至所处的环境因素均与现场生产实际存在一定差距，对于实际腐蚀情况指导性弱。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属缝隙腐蚀的模拟装置及金属缝隙腐蚀模拟实验的方法以解决上述技术问题。

本发明是这样实现的：

一种金属缝隙腐蚀的模拟装置，其包括具有夹腔的夹具，夹具包括底部支撑板、顶部盖板和支撑件，底部支撑板与顶部盖板之间设置有至少一组的缝隙垫片，每组缝隙垫片两两相对设置，且两个缝隙垫片之间预留有用于放置待测金属物的夹腔，支撑件支撑于底部支撑板和顶部盖板之间。

本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置可以用于评价现场环境中待测金属物的缝隙腐蚀程度，在服役环境中使用本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置不被视为加速试验方法，这对于实际金属物的实际腐蚀情况具有重要的指导意义。

本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置在进行缝隙腐蚀评价过程中不会对待测金属物构成破坏，待测金属物(管件)无需加工成实验试片，管件表面状态与实际工况相符，并且不会对管道造成严重破坏，有利于节约加工成本。

本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置可适应具有一定尺寸范围内的待测金属物，具有自动对中特性，拆卸方便，且可重复利用。

采用本发明提供的评价方法模拟了实际工业环境中的金属缝隙状态，因此腐蚀结果与实际情况相符，有助于指导金属材料在工业环境的选用。

通过顶部盖板和底部支撑板分别给予一对缝隙垫片上面压力和下面的支撑力，在将待测金属物置于两个缝隙垫片之间后，上下两个缝隙垫片可以对待测金属物进行夹紧，可以用于无损缝隙腐蚀评价。此外，本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置可以根据待测金属物的尺寸，自适应调节顶部盖板与底部支撑板之间的间距。顶部盖板与底部支撑板之间的间距通过调节支撑件的高度实现。

当待测金属物的管径较大时，可以提前预设较大的支撑件高度，也可以通过伸长支撑件的长度实现。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述缝隙垫片包括上缝隙垫片和下缝隙垫片，上缝隙垫片和下缝隙垫片均有夹持面和非夹持面，上缝隙垫片的非夹持面与顶部盖板的底端抵接，下缝隙垫片的非夹持面与底部支撑板的顶端抵接，顶部盖板靠近上缝隙垫片的一面在中间开设有第一凹槽，在第一凹槽的沿待测金属物的轴向方向的两个外边缘设置有屋脊状坡面，上缝隙垫片的非夹持面设置有与第一凹槽相配合的屋脊状坡面，上缝隙垫片的夹持面设置有压紧待测金属物的弧面；底部支撑板靠近下缝隙垫片的一面在中间开设有第二凹槽，在第二凹槽的沿待测金属物的轴向方向的两个外边缘设置有屋脊状坡面，下缝隙垫片的非夹持面设置有与第二凹槽相配合的屋脊状坡面，下缝隙垫片的夹持面设置有支撑待测金属物的弧面。

优选的，弧面上均预设有沟槽，沟槽的形状为矩形、方形、菱形或半圆形，弧面上阵列设置有多个沟槽；待测金属物为管件。

第一凹槽和第二凹槽的目的，一方面是安装时使左右两侧受力更均匀，另一方面留有空间便于试验后缝隙垫片和待测金属物的拆卸。

在第一凹槽和第二凹槽的沿待测金属物的轴向方向的两个外边缘设置屋脊状坡面目的在于：一是方便上缝隙垫片和待测金属物放置，二是可以适应管件外径的变化，三是可以自动对正管道中心(自动对中)。

优选的，两个外边缘的屋脊状坡面的夹角根据待测金属物的外径大小进行设计，两个外边缘的屋脊状坡面的夹角为120°～150°。

优选的，上缝隙垫片和下缝隙垫片相同，且上下相对设置的两个屋脊状坡面的角度相同。

弧面是与待测金属物的接触面，优选的，在未预制缝隙前，缝隙垫片的弧面与待测金属物的外表面具有相同的曲率半径。

在其他实施方式中，也可以不预制沟槽，用垫片与待测金属物间的自然缝隙进行模拟试验。垫片的材质可以选择非金属材料，也可以与选择实际工况相同的金属材料。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述支撑件包括支撑部和锁紧部，支撑部支设于顶部盖板和底部支撑板之间，锁紧部至少对支撑部的一端进行锁紧；

优选的，支撑部为支撑螺杆、支撑块和支撑柱中的至少一种，锁紧部为垫板和/或旋转轴。

支撑部包括分设于缝隙垫片两侧的第一支撑螺杆和第二支撑螺杆，锁紧部为垫板，第一支撑螺杆贯穿垫板和底部支撑板，且垫板外侧设置有螺母以锁紧垫板和底部支撑板，垫板设置于顶部盖板的上方并对顶部盖板一端向下压紧；第二支撑螺杆贯穿顶部盖板的另一端，且第二支撑螺杆的一端与底部支撑板连接，在第二支撑螺杆靠近顶部盖板的一端设置有螺母以锁紧顶部盖板和底部支撑板；

在其他实施方式中，上述第一支撑螺杆的数目至少为两个，且均匀分设于垫板两侧。

通过设置螺母可以对第一支撑螺杆和第二支撑螺杆的长度以及位置进行限定，此外，在其他实施方式中，螺母也可以用其他限位件进行合理替换。

在其中一种实施方式中，支撑部为支撑螺杆，通过支撑螺杆上的螺纹与螺杆端部的螺母配合，对顶部盖板的位置进行限定。此外，支撑部也可以是支撑杆，在支撑杆的一端设置有外螺纹，并用螺母将垫板锁紧。

垫板上设置有用于安装第一支撑螺杆的第一安装孔，底部支撑板上设置有用于安装第一支撑螺杆的第二安装孔，且第一安装孔与第二安装孔在空间上相互对应，且数目相同；第一安装孔的数目至少为两个。

在其他实施方式中，上述第一支撑螺杆的两端分别与垫板和底部支撑板通过螺纹配合连接。

在顶部盖板上开设有用于安装第二支撑螺杆的第三安装孔，在底部支撑板上开设有用于安装第二支撑螺杆的第四安装孔，且第四安装孔与第三安装孔相对应设置，第四安装孔与第三安装孔的数目相同，顶部盖板的四角开设有矩形槽。

在其他实施方式中，上述第三安装孔的数目至少为一个，第二支撑螺杆的两端分别与顶部盖板和底部支撑板通过螺纹配合连接。

在其他实施方式中，在顶部盖板上还开有第五安装孔，在其中一种实施方式中，第五安装孔的位置与第三安装孔的位置关于顶部盖板中心对称。第五安装孔用于顶部盖板与垫板的固定安装。可以设置螺钉将顶部盖板与垫板固定。

在其他实施方式中，也可以在顶部盖板上不预制第五安装孔，只要满足固定需求即可。

四角开的矩形槽便于待测金属物管径变化造成装配存在误差时的安装。

支撑部包括分设于缝隙垫片两侧的第一支撑螺杆和第二支撑螺杆，在空间上第一支撑螺杆和第二支撑螺杆关于顶部盖板中心对称，锁紧部为垫板，垫板的数目为两个，两个垫板分设于顶部盖板的两侧，第一支撑螺杆贯穿其中一个垫板和底部支撑板，第二支撑螺杆贯穿另一个垫板和底部支撑板，且垫板外侧均设置有螺母以锁紧垫板和底部支撑板，垫板设置于顶部盖板的上方并对顶部盖板一端向下压紧。

在其他实施方式中，上述第一支撑螺杆的数目至少为两个，且均匀分设于垫板两侧。

支撑部包括分设于缝隙垫片两侧的支撑柱和支撑块，锁紧部为垫板和旋转轴，底部支撑板的一端穿接有第一旋转轴，第一旋转轴横向贯穿底部支撑板，且第一旋转轴的两端均串接有滚轮，每个滚轮上均开设有用于安装支撑柱的支撑孔，支撑柱的一端与垫板固定连接，支撑柱的另一端与滚轮的支撑孔固定连接，且支撑柱能绕第一旋转轴进行旋转，顶部盖板的一端开设有两个矩形槽。

在其他实施方式中，上述支撑柱的数目为两个，两个支撑柱分设于第一旋转轴两端的滚轮上。

底部支撑板远离第一旋转轴的一端设置有支撑块，优选的，支撑块呈T字形或V字形，优选的，支撑块为T形板；T形板包括与底部支撑板固定连接的第一支撑臂和与顶部盖板通过第二旋转轴转动连接第二支撑臂；第一支撑臂与第二支撑臂垂直设置。

顶部盖板靠近支撑块的一端开设有第二旋转轴安装孔，且顶部盖板靠近支撑块的一端设置有用于安装第二支撑件的安装缝隙，第二旋转轴在安装缝隙中依次贯穿顶部盖板和支撑块的第二支撑臂以使顶部盖板绕第二旋转轴转动。

一种使用金属缝隙腐蚀的模拟装置进行金属缝隙腐蚀模拟实验的方法，其包括根据待测金属物的尺寸和缝隙参数设置底部支撑板、顶部盖板、垫板、支撑件和缝隙垫片的尺寸，加工成型，安装金属缝隙腐蚀的模拟装置，进行缝隙腐蚀实验。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述缝隙参数包括待测金属物的缝隙形貌、缝隙宽度和缝隙深度。

裂纹深度需考虑组装时的垫片变形量，因此需要留有一定裕度。

根据本发明提供的模拟装置，将金属管道缝隙腐蚀装置、待测金属物与预制缝隙垫片组装，通过控制施加压力控制分析垫片变形程度，并控制缝隙深度。

进一步进行缝隙腐蚀实验：根据实验实际需要，将组装完成的金属管道缝隙腐蚀装置放置于腐蚀环境中，包括但不限于现场实际腐蚀环境、实验室模拟试验环境。如选取实验室模拟试验环境，需控制介质物性、温度、压力等参数与实际工况相近。

在实验测试结束后，取出金属管道缝隙腐蚀装置并拆卸，根据缝隙腐蚀评价的相关标准对金属管件缝隙腐蚀形貌特征进行宏/微观腐蚀形貌进行观测，表征缝隙腐蚀严重程度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种金属缝隙腐蚀的模拟装置及金属缝隙腐蚀模拟实验的方法。本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置可以用于评价现场环境中待测金属物的缝隙腐蚀程度，在服役环境中使用本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置不被视为加速试验方法，这对于实际金属物的实际腐蚀情况具有重要的指导意义。本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置在进行缝隙腐蚀评价过程中不会对待测金属物构成破坏，待测金属物(管件)无需加工成实验试片，管件表面状态与实际工况相符，并且不会对管道造成严重破坏，有利于节约加工成本。本发明提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置可适应具有一定尺寸范围内的待测金属物，拆卸方便，且可重复利用。采用本发明提供的评价方法模拟了实际工业环境中的金属缝隙状态，因此腐蚀结果与实际情况相符，有助于指导金属材料在工业环境的选用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1提供的非对称布置的金属管道缝隙腐蚀模拟实验装置轴测图；

图2为实施例1提供的非对称布置的金属管道缝隙腐蚀模拟实验装置前视图；

图3为图1中底部支撑板轴测图；

图4为图1中顶部盖板轴测图；

图5为图1中支撑螺杆轴测图；

图6为图1中预制缝隙垫片；

图7为实施例2提供的对称布置的金属管道缝隙腐蚀模拟实验装置轴测图；

图8为实施例3提供的非对称布置的金属管道缝隙腐蚀模拟实验装置轴测图。

图标：1-底部支撑板；2-顶部盖板；3-加压垫板；4-支撑螺杆；5-螺母；6-预制缝隙垫片；7-实验管件；8-第一旋转轴；9-第二旋转轴；10-T形板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供了一种金属缝隙腐蚀的模拟装置，参照图1和图2所示，包括底部支撑板1、顶部盖板2、加压垫板3、支撑螺杆4和预制缝隙垫片6。在上下设置的一对预制缝隙垫片6之间夹设有实验管件7。上下设置的预制缝隙垫片6通过上方的顶部盖板2和下方的底部支撑板1进行固定。本实施例中顶部盖板2与加压垫板3接触连接。

顶部盖板2的形状参照图4所示，底部支撑板1的形状参照图3所示。本实施例中，在底部支撑板1上开设有3个安装孔，参照图3所示，左边两个安装孔用于安装支撑螺杆4，支撑螺杆4对底部支撑板1和加压垫板3进行支撑。在底部支撑板1的右边设置有1个安装孔，参照图3和图4所示，右边设置的安装孔用于安装支撑螺杆4，从而对顶部盖板2和底部支撑板1进行支撑。

参照图4所示，本实施例中，与底部支撑板1相对应的，在顶部盖板2上设置有用于安装支撑螺杆4的安装孔，且顶部盖板2上的安装孔的数目为两个，安装孔关于顶部盖板中心对称设置。设置两个安装孔可以避免一个安装孔磨损影响整个底部支撑板1的使用寿命，可以两个安装孔交替轮换使用。在其他实施例中，也可以只设置一个安装孔。

参照图3和图1所示，在底部支撑板1靠近预制缝隙垫片6的一面在中间开设有第二凹槽，在第二凹槽的沿实验管件7的轴向方向的两个外边缘设置有屋脊状坡面。

本实施例中第二凹槽为矩形槽，在其他实施例中，第二凹槽的形状可以根据需要设置为圆柱形槽，棱柱状等形状。

在第二凹槽的沿实验管件7的轴向方向的两个外边缘设置有屋脊状坡面。在其他实施例中，屋脊状坡面也可以根据调节屋脊状坡面的角度。

参照图4和图1所示，顶部盖板2靠近预制缝隙垫片6的一面在中间开设有第一凹槽，在第一凹槽的沿实验管件7的轴向方向的两个外边缘设置有屋脊状坡面，预制缝隙垫片6靠近第一凹槽的一面设置有与第一凹槽相配合的屋脊状坡面。

第一凹槽和第二凹槽的目的，一方面是安装时使左右两侧受力更均匀，另一方面留有空间便于试验后预制缝隙垫片6和实验管件7的拆卸。

在第一凹槽和第二凹槽的沿实验管件7的轴向方向的两个外边缘设置屋脊状坡面目的在于：一是方便预制缝隙垫片6和实验管件7放置，二是可以适应管件外径的变化，三是可以自动对正管道中心(自动对中)。

本实施例中，设置底部支撑板1和顶部盖板2的两个外边缘的屋脊状坡面的夹角均为120°，此外，在其他实施例中，屋脊状坡面的夹角也可以根据需要进行自适应调节。

底部支撑板1和顶部盖板2的预制缝隙垫片6均相同，在其他实施例中，也可以根据实验管件7的外径和形状设置预制缝隙垫片6的大小和形状。

预制缝隙垫片6的形状参照图6所示，预制缝隙垫片6远离第一凹槽的一面设置有与实验管件7相匹配的弧面；本实施例中，在弧面上预设有沟槽，沟槽的形状为矩形，弧面上呈网状阵列设置有多个矩形沟槽。

弧面是与待测金属物的接触面，在未预制缝隙前，预制缝隙垫片6的弧面与实验管件7的外表面具有相同的曲率半径。

在其他实施例中，沟槽的形状也可以为方形、菱形或半圆形。

设置沟槽可以保证实验管件7与上下设置的预制缝隙垫片6之间留有一定的空隙，这样有利于金属腐蚀试验时更为真实的模拟实际工况。若不设置沟槽，则实验管件7仅会受到试验压力的影响。

沟槽的间隙和深度的大小可依据实际需要加工。需要指出的是，沟槽形状不限于图6所示的形状，可加工成如图6所示的网状，也可单独加工成横向或纵向。

也可以不预制沟槽，用预制缝隙垫片6与实验管件7间的自然缝隙进行模拟试验。

本实施例中，预制缝隙垫片6的材质为非金属材料，也可以与选择实际工况相同的金属材料。

图5为支撑螺杆4的结构示意图，本实施例中，为了方便在底部支撑板1上的安装，支撑螺杆4的一端加工成六角形，支撑螺杆4上设置有螺母5。通过螺母5将加压垫板3与顶部盖板2固定，在顶部盖板2的另一端，通过螺母5限定顶部盖板2与底部支撑板1的间距。

本实施例提供了非对称布置的金属管道缝隙腐蚀模拟实验装置，且一台金属缝隙腐蚀的模拟装置仅可用于一个实验管件7的缝隙腐蚀实验，在其他实施例中，可以在顶部盖板2和底部支撑板1之间设置多个预制缝隙垫片6，从而实现多个实验管件7的同时缝隙模拟实验。

采用本实施例提供的金属缝隙腐蚀的模拟装置进行金属缝隙腐蚀模拟实验的方法包括如下步骤：

步骤一，根据实际管径的大小，加工金属缝隙腐蚀的模拟装置的各个部件，主要定量金属缝隙腐蚀的模拟装置各部位尺寸，并加工成型。

步骤二，缝隙加工，根据要考察的缝隙要求，选择预制缝隙垫片6的材质、缝隙形貌、预制缝隙宽度及深度，裂纹深度需考虑组装时的预制缝隙垫片6变形量，留有一定的裕度。

步骤三，安装固定，根据本实施例1提供的示例图片，将金属缝隙腐蚀的模拟装置与实验管件组装，将实验管件7置于预制缝隙垫片6之间夹紧，拧紧支撑螺杆4上的螺母5，通过控制施加压力控制分析垫片变形程度，以控制缝隙深度。

步骤四，缝隙腐蚀实验：根据实验实际需要，将组装完成的金属管道缝隙腐蚀装置放置于腐蚀环境中，包括但不限于现场实际腐蚀环境、实验室模拟试验环境。如选取实验室模拟试验环境，需控制介质物性、温度、压力等参数与实际工况相近。

步骤五，实验结束及数据采集处理：在实验测试结束后，取出金属管道缝隙腐蚀装置并拆卸，根据缝隙腐蚀评价的相关标准对金属管件缝隙腐蚀形貌特征进行宏/微观腐蚀形貌进行观测，表征缝隙腐蚀严重程度。

实施例2

本实施例提供了一种对称布置的金属缝隙腐蚀的模拟装置，参照图7所示，与实施例1的区别仅在于，本实施例中在顶部盖板2的两侧对称设置有加压垫板3和支撑螺杆4，且支撑螺杆4的数目为4根(两对)，相邻设置的每对支撑螺杆4用于支撑加压垫板3和底部支撑板1。设置于顶部盖板2两侧的加压垫板3施加向下的压力压紧顶部盖板2和预制缝隙垫片6，保证实验管件7不会发生侧移。

其余结构与实施例1相同，使用方法也与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供了一种不对称布置的金属缝隙腐蚀的模拟装置，参照图8所示，包括底部支撑板1、顶部盖板2、加压垫板3、支撑螺杆4、第一旋转轴8、第二旋转轴9、T形板10和预制缝隙垫片6。

底部支撑板1的一端穿接有第一旋转轴8，第一旋转轴8横向贯穿底部支撑板1，且第一旋转轴8的两端均串接有滚轮，每个滚轮上均开设有用于安装支撑螺杆4的支撑孔，支撑螺杆4顶部与加压垫板3固定连接，支撑螺杆4的底端与滚轮的支撑孔固定连接，且支撑螺杆4能绕第一旋转轴8进行旋转，顶部盖板2的一端开设有两个矩形槽。

支撑螺杆4的数目为两个，两个支撑螺杆4分设于第一旋转轴8两端的滚轮上。

底部支撑板1远离第一旋转轴8的一端设置有T形板10。

在其他实施例中，T形板也可以用其他结构的支撑件替换，如V字形。

T形板包括与底部支撑板1固定连接的第一支撑臂和与顶部盖板2通过第二旋转轴9转动连接第二支撑臂；第一支撑臂与第二支撑臂垂直设置。

顶部盖板2靠近第二支撑件的一端开设有第二旋转轴9安装孔，且顶部盖板2靠近第二支撑件的一端设置有用于安装T形板的安装缝隙，第二旋转轴9在安装缝隙中将T形板贯穿。

本实施例中预制缝隙垫片6、顶部盖板2和底部支撑板1的形状和尺寸与实施例1相同。

使用时，先将实验管件7置于上下设置的两块预制缝隙垫片6之间，通过翻转顶部盖板2，使得顶部盖板2绕第二旋转轴9至顶部盖板2的底端与加压垫板3抵接，再将左侧的支撑螺杆4绕第一旋转轴8翻转至支撑螺杆4上的加压垫板3与顶部盖板2的端部抵接，拧紧螺母5，从而对实验管件7进行夹紧。

通过控制施加压力控制分析垫片变形程度，以控制缝隙深度。

缝隙腐蚀实验：根据实验实际需要，将组装完成的金属管道缝隙腐蚀装置放置于腐蚀环境中，包括但不限于现场实际腐蚀环境、实验室模拟试验环境。如选取实验室模拟试验环境，需控制介质物性、温度、压力等参数与实际工况相近。

实验结束及数据采集处理：在实验测试结束后，取出金属管道缝隙腐蚀装置并拆卸，根据缝隙腐蚀评价的相关标准对金属管件缝隙腐蚀形貌特征进行宏/微观腐蚀形貌进行观测，表征缝隙腐蚀严重程度。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，其包括具有夹腔的夹具，所述夹具包括底部支撑板、顶部盖板和支撑件，所述底部支撑板与所述顶部盖板之间设置有至少一组的缝隙垫片，每组所述缝隙垫片两两相对设置，且两个所述缝隙垫片之间预留有用于放置待测金属物的夹腔，所述支撑件支撑于所述底部支撑板和所述顶部盖板之间。

2.根据权利要求1所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，所述缝隙垫片包括上缝隙垫片和下缝隙垫片，所述上缝隙垫片和下缝隙垫片均有夹持面和非夹持面，所述上缝隙垫片的非夹持面与所述顶部盖板的底端抵接，所述下缝隙垫片的非夹持面与所述底部支撑板的顶端抵接，所述顶部盖板靠近所述上缝隙垫片的一面在中间开设有第一凹槽，在所述第一凹槽的沿待测金属物的轴向方向的两个外边缘设置有屋脊状坡面，所述上缝隙垫片的非夹持面设置有与所述第一凹槽相配合的屋脊状坡面，所述上缝隙垫片的夹持面设置有压紧所述待测金属物的弧面；所述底部支撑板靠近所述下缝隙垫片的一面在中间开设有第二凹槽，在所述第二凹槽的沿待测金属物的轴向方向的两个外边缘设置有屋脊状坡面，所述下缝隙垫片的非夹持面设置有与所述第二凹槽相配合的屋脊状坡面，所述下缝隙垫片的夹持面设置有支撑所述待测金属物的弧面；

优选的，所述弧面上均预设有沟槽，所述沟槽的形状为矩形、方形、菱形或半圆形，所述弧面上阵列设置有多个所述沟槽；所述待测金属物为管件。

3.根据权利要求1所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，所述支撑件包括支撑部和锁紧部，所述支撑部支设于所述顶部盖板和所述底部支撑板之间，所述锁紧部至少对所述支撑部的一端进行锁紧；

优选的，所述支撑部为支撑螺杆、支撑块和支撑柱中的至少一种，所述锁紧部为垫板和/或旋转轴。

4.根据权利要求3所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，所述支撑部包括分设于所述缝隙垫片两侧的第一支撑螺杆和第二支撑螺杆，所述锁紧部为垫板，所述第一支撑螺杆贯穿所述垫板和所述底部支撑板，且所述垫板外侧设置有螺母以锁紧垫板和所述底部支撑板，所述垫板设置于所述顶部盖板的上方并对所述顶部盖板一端向下压紧；所述第二支撑螺杆贯穿所述顶部盖板的另一端，且所述第二支撑螺杆的一端与所述底部支撑板连接，在所述第二支撑螺杆靠近所述顶部盖板的一端设置有螺母以锁紧所述顶部盖板和所述底部支撑板；

优选的，所述第一支撑螺杆的数目至少为两个，且均匀分设于所述垫板两侧。

5.根据权利要求4所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，所述垫板上设置有用于安装所述第一支撑螺杆的第一安装孔，所述底部支撑板上设置有用于安装所述第一支撑螺杆的第二安装孔，且所述第一安装孔与所述第二安装孔在空间上相互对应，且数目相同；所述第一安装孔的数目至少为两个；

优选的，所述第一支撑螺杆的两端分别与所述垫板和所述底部支撑板通过螺纹配合连接。

6.根据权利要求4所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，在所述顶部盖板上开设有用于安装所述第二支撑螺杆的第三安装孔，在所述底部支撑板上开设有用于安装所述第二支撑螺杆的第四安装孔，且所述第四安装孔与所述第三安装孔相对应设置，所述第四安装孔与所述第三安装孔的数目相同，所述顶部盖板的四角开设有矩形槽；

优选的，所述第三安装孔的数目至少为一个，所述第二支撑螺杆的两端分别与所述顶部盖板和所述底部支撑板通过螺纹配合连接。

7.根据权利要求3所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，所述支撑部包括分设于所述缝隙垫片两侧的第一支撑螺杆和第二支撑螺杆，在空间上所述第一支撑螺杆和第二支撑螺杆关于顶部盖板中心对称，所述锁紧部为垫板，所述垫板的数目为两个，两个所述垫板分设于所述顶部盖板的两侧，所述第一支撑螺杆贯穿其中一个所述垫板和所述底部支撑板，所述第二支撑螺杆贯穿另一个所述垫板和所述底部支撑板，且所述垫板外侧均设置有螺母以锁紧垫板和所述底部支撑板，所述垫板设置于所述顶部盖板的上方并对所述顶部盖板一端向下压紧；

优选的，所述第一支撑螺杆的数目至少为两个，且均匀分设于所述垫板两侧。

8.根据权利要求3所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，所述支撑部包括分设于所述缝隙垫片两侧的支撑柱和支撑块，所述锁紧部为垫板和旋转轴，所述底部支撑板的一端穿接有第一旋转轴，所述第一旋转轴横向贯穿所述底部支撑板，且所述第一旋转轴的两端均串接有滚轮，每个所述滚轮上均开设有用于安装所述支撑柱的支撑孔，所述支撑柱的一端与所述垫板固定连接，所述支撑柱的另一端与所述滚轮的支撑孔固定连接，且所述支撑柱能绕所述第一旋转轴进行旋转，所述顶部盖板的一端开设有两个矩形槽；

优选的，所述支撑柱的数目为两个，两个所述支撑柱分设于所述第一旋转轴两端的所述滚轮上。

9.根据权利要求8所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置，其特征在于，所述底部支撑板远离所述第一旋转轴的一端设置有所述支撑块，优选的，所述支撑块呈T字形或V字形，优选的，所述支撑块为T形板；所述T形板包括与所述底部支撑板固定连接的第一支撑臂和与所述顶部盖板通过第二旋转轴转动连接第二支撑臂；所述第一支撑臂与所述第二支撑臂垂直设置；

所述顶部盖板靠近所述支撑块的一端开设有第二旋转轴安装孔，且所述顶部盖板靠近所述支撑块的一端设置有用于安装所述支撑块的安装缝隙，所述第二旋转轴在所述安装缝隙中依次贯穿所述顶部盖板和所述支撑块的所述第二支撑臂以使所述顶部盖板绕所述第二旋转轴转动。

10.一种使用权利要求1-9任一项所述的金属缝隙腐蚀的模拟装置进行金属缝隙腐蚀模拟实验的方法，其特征在于，其包括根据待测金属物的尺寸和缝隙参数设置所述底部支撑板、顶部盖板、支撑件和缝隙垫片的尺寸，加工成型，安装金属缝隙腐蚀的模拟装置，进行缝隙腐蚀实验；

优选的，所述缝隙参数包括待测金属物的缝隙形貌、缝隙宽度和缝隙深度。

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