CN112525809A - 一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统及其使用方法，涉及分析及测量控制技术和材料性能表征领域，包括试验环境控制箱体装置、工控机、升降式周期浸润腐蚀测试装置和自动换位清洗试样装置；所述试验环境控制箱体装置罩设于自动换位清洗试样装置上，所述工控机控制自动换位清洗试样装置，所述自动换位清洗试样装置上设有滑轨；所述升降式周期浸润腐蚀测试装置包括支架，所述支架的底端滑移设于滑轨处，所述支架上设有若干组独立的试样组件；所述试样组件包括从上至下依次设置的电机、丝杆、试样架和试样夹具，所述丝杆转动连接于支架；本发明的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统效率高、灵活性高和精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统及其使用方法，涉及分析及测量控制技术和材料性能表征领域。
背景技术
周期浸润腐蚀试验是一种模拟半工业海洋大气腐蚀的快速试验方法，使金属试样交替地浸入液态腐蚀介质和暴露在空气中。周期浸润腐蚀试验结果与干湿变化的频率、环境的温度和湿度密切相关，应合理控制干湿变化周期、环境温度和湿度。目前针对周期浸润腐蚀试验可采用国标GB/T19746-2005《金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验》。通过腐蚀前后试样质量的变化，获得周期浸润腐蚀性的表征。
在国家专利CN2491826Y中，公开了“周期浸润腐蚀试验箱”，该实用新型特点是由双向时间控制器控制双向电动机，与双向齿轮箱连接后，通过皮带轮和升降机实行皮带传动，升降试样挂架，控制浸润周期，该实用新型解决了转动式结构的缺陷，但该装置在同一时间只可进行一种周期的试验，而周期浸润腐蚀试验时间长，通常在100h或者更多，时间成本高。
周期浸润试验需要对比腐蚀前后的质量差，残留在试样表面的腐蚀产物会影响质量的精准，需要完全清洗干净，而腐蚀物附着性强，不易去除，一般需要浸泡在清洗剂中，并加热搅拌。周期浸润试验结束后，需要手动取下试样，转移到水浴锅，试验步骤较为繁琐。
综上，一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统及其使用方法有待研究。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术存在的缺陷，提供一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统及其使用方法，本发明的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统效率高、灵活性高和精度高。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：
一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，包括试验环境控制箱体装置、工控机、升降式周期浸润腐蚀测试装置和自动换位清洗试样装置；所述试验环境控制箱体装置罩设于自动换位清洗试样装置上，所述工控机控制自动换位清洗试样装置，所述自动换位清洗试样装置上设有滑轨；
所述升降式周期浸润腐蚀测试装置包括支架，所述支架的底端滑移设于滑轨处，所述支架上设有若干组独立的试样组件；
所述试样组件包括从上至下依次设置的电机、丝杆、试样架和试样夹具，所述丝杆转动连接于支架。
进一步的，所述试样夹具为磁控夹具，所述磁控夹具通过插销连接于试样架上。
进一步的，若干个电机通过若干个相对独立的双设定时间继电器控制。
进一步的，所述试验环境控制箱体装置包括箱壳，所述箱壳的顶部内壁设有加湿器、湿度温度传感器和可调红外烘灯。
进一步的，所述箱壳的顶部外壁设有显示屏。
进一步的，所述箱壳的右下方设有离心风叶进风口，左上方设有离心风叶出风口。离心风叶进风口处设有风扇，进风口靠近腐蚀槽，出风口靠近清洗池，避免箱中空气腐蚀性过高。
本方案的工控机控制支架的横向移动和磁控夹具，双设定时间继电器控制丝杆的上下移动，显示屏控制温度湿度烘灯(温度控制器和显示屏电连接)，三个控制过程是相对独立的。
进一步的，所述自动换位清洗试样装置包括测试槽，所述测试槽包括腐蚀槽和清洗池。所述箱壳完全罩设于腐蚀槽与清洗池上方。
进一步的，所述腐蚀槽和清洗池内均设有热敏电阻，所述热敏电阻均电连接于温度控制器；所述滑轨设于测试槽的侧壁。
进一步的，所述试样夹具电连接于工控机，所述支架通过驱动器电连接于工控机。
进一步的，所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统的使用方法，包括以下步骤：
(1)制作周期浸润腐蚀测试试样，称量腐蚀前的质量并记录；
(2)配置腐蚀液与清洗液，设置箱壳内环境温度、环境湿度、腐蚀液温度和清洗液温度；
(3)安装待测的若干个周期浸润腐蚀测试试样至试样夹具，在合适的位置安装插销，连接试样架与试样夹具；
(4)根据试样测试要求，分别给每个电机设定提升与降落的间隔时间，分别对应试样浸泡时间与烘干时间；
(5)在腐蚀液槽中倒入腐蚀液，液面高度需要淹没试样。在清洗液槽中倒入清洗液，液面高度需要淹没试样；
(6)打开温度控制器、风扇、可调红外烘灯、加湿器，对工控机设置周期浸润试验总时间，打开电机开始试验；风扇设于右下方的离心风叶进风口处；
(7)周期浸润腐蚀结束，工控机计时结束，驱动支架沿导轨进入清洗池，试样夹具松开，试样自动进入清洗池；
(8)试样浸泡结束，关闭所有机器，取出试样，酒精清洗并吹干，称量腐蚀后质量并记录；
(9)处理腐蚀槽和清洗池中的废液，清理机器。
本发明针对金属材料在腐蚀介质中交替浸没与取出干燥的腐蚀行为分析，基于电气自动化技术，本发明提出了通过多个独立双设定时间继电器控制电机实现同一时间、同一试验箱、同一腐蚀液槽中进行不同浸润时间周期的试验，并在浸润周期结束后，自动进行腐蚀物清洗的周期浸润腐蚀测试系统，提高了周期浸润腐蚀性能的效率。
当试验要求对试样进行不同浸润周期的测试时，由于当前周期浸润试验箱只能做一种周期，所以需要重复试验、更换试验盘、或使用多个试验箱，时间成本高，操作繁琐。本发明解决了当前周期浸润试验每次只能固定一、两种周期的问题，提高试验效率，降低时间成本和能耗。本发明简化了周期浸润试验结束后需手动拆卸样品，再水浴搅拌并清洗试样的操作，使试验更自动便捷。本发明提高了材料科学与工程领域的周期浸润腐蚀性能评价的效率与便捷性。
本发明的有益效果：
(1)效率高：多个独立的双设定时间继电器控制电机实现同一时间、同一试验箱、同一腐蚀液槽中进行不同浸润时间周期的试验，很大地提高试验效率，降低时间成本和能耗。磁控夹具与定时沿导轨移动的支架配合，自动将试样从腐蚀槽移动到清洗池中浸泡清洗，减少人工实验步骤，提高试验的便捷性。
(2)灵活性高：升降式周期浸润试样装载可以随意选择试样的数量，双设定时间继电器控制电机可以根据试验要求，灵活设置浸润和烘干的时间。
(3)精度高：控制腐蚀液的温度、试验箱内温度湿度都精确控制，提高试验精度。为对比腐蚀、烘干时间的参数而同时做不同周期的周期浸润腐蚀试验时，所有试样的环境条件一致，控制变量更精准。
附图说明
图1为本发明的部分结构图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明试验环境控制箱体装置的结构图；
图4为图3的剖视图；
图5为本发明工控机控制自动换位清洗试样装置的示意图；
图中：1、工控机；2、滑轨；3、支架；4、电机；5、丝杆；6、试样架；7、试样夹具；8、箱壳；9、加湿器；10、湿度温度传感器；11、可调红外烘灯；12、显示屏；13、离心风叶进风口；14、离心风叶出风口；15、腐蚀槽；16、清洗池；17、热敏电阻；18、温度控制器；19、驱动器。
具体实施方式
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；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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
一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，如图1所示，包括试验环境控制箱体装置、工控机1、升降式周期浸润腐蚀测试装置和自动换位清洗试样装置；所述试验环境控制箱体装置罩设于自动换位清洗试样装置上，所述工控机1控制自动换位清洗试样装置，所述自动换位清洗试样装置上设有滑轨2；
所述升降式周期浸润腐蚀测试装置包括支架3，所述支架3的底端滑移设于滑轨2处，所述支架3上设有若干组独立的试样组件；
所述试样组件包括从上至下依次设置的电机4、丝杆5、试样架6和试样夹具7，所述丝杆5转动连接于支架3。
所述试样夹具7为磁控夹具，所述磁控夹具通过插销连接于试样架6上。
若干个电机4通过若干个相对独立的双设定时间继电器控制。
所述升降式周期浸润腐蚀测试装置如图1-2所示，试样架6可沿丝杆5上下移动，多个独立双设定时间继电器控制电机4。电机4带动试样架6顺着丝杆5上升或下降，双设定时间继电器控制电机4运作的时间间隔与方向，每个电机4独立控制一个丝杆5，各个丝杆5的上升下降时间互不干涉，实现同时进行不同周期的试验。试样装夹在塑料包裹的磁控夹具上，磁控夹具通过插销连接在试样架6上。
实施例2
基于实施例1，如图3-4所示，所述试验环境控制箱体装置包括箱壳8，所述箱壳8的顶部内壁设有加湿器9、湿度温度传感器10和可调红外烘灯11。所述箱壳8的顶部外壁设有显示屏12。所述箱壳8的右下方设有离心风叶进风口13，左上方设有离心风叶出风口14。
所述试验环境控制箱体装置如图2所示，包括316L不锈钢的箱壳8，湿度温度传感器10与加湿器9、可调红外烘灯11互联，保证试验环境的湿度和温度在预设的范围；下进上出的通风设计，试验箱内温度湿度分布均匀；液晶显示屏12显示箱内环境温度、箱内环境湿度、腐蚀槽15和清洗池16中的溶液温度、试验时间等参数。
实施例3
基于实施例2，如图5所示，所述自动换位清洗试样装置包括测试槽，所述测试槽包括腐蚀槽15和清洗池16。所述腐蚀槽15和清洗池16内均设有热敏电阻17，所述热敏电阻17均电连接于温度控制器18；所述滑轨2设于测试槽的侧壁。
所述试样夹具7电连接于工控机1，所述支架3通过驱动器19电连接于工控机1。
所述自动换位清洗试样装置如图1、图3所示。周期浸润腐蚀试验在位置A进行，当试验结束后，工控机1驱动支架3沿导轨向位置B移动，到达位置B后，磁控夹具自动断电松开，试样落入清洗池16中，开始清洗腐蚀产物。清洗池16中热敏电阻17自动控制温度。
实施例4
基于实施例3，如图1-5所示，高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统的使用方法，包括以下步骤：
(1)制作周期浸润腐蚀测试试样，表面处理与尺寸按照国标GB/T19746-2005《金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验》执行，称量腐蚀前的质量并记录；
(2)配置腐蚀液与清洗液，设置箱壳8内环境温度、环境湿度、腐蚀液温度和清洗液温度等参数；
(3)安装待测的若干个周期浸润腐蚀测试试样至试样夹具7，在合适的位置安装插销，连接试样架6与试样夹具7；
(4)根据试样测试要求，分别给每个电机4设定提升与降落的间隔时间，分别对应试样浸泡时间与烘干时间；
(5)在腐蚀液槽中倒入腐蚀液，液面高度需要淹没试样。在清洗液槽中倒入清洗液，液面高度需要淹没试样；
(6)打开温度控制器18、风扇、可调红外烘灯11、加湿器9，对工控机1设置周期浸润试验总时间，打开电机4开始试验；
(7)周期浸润腐蚀结束，工控机1计时结束，驱动支架3沿导轨进入清洗池16，试样夹具7松开，试样自动进入清洗池16；
(8)试样浸泡结束，关闭所有机器，取出试样，酒精清洗并吹干，称量腐蚀后质量并记录；后续根据实验要求观测形貌等；
(9)处理腐蚀槽15和清洗池16中的废液，清理机器。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，包括试验环境控制箱体装置、工控机(1)、升降式周期浸润腐蚀测试装置和自动换位清洗试样装置；所述试验环境控制箱体装置罩设于自动换位清洗试样装置上，所述工控机(1)控制自动换位清洗试样装置，所述自动换位清洗试样装置上设有滑轨(2)；
所述升降式周期浸润腐蚀测试装置包括支架(3)，所述支架(3)的底端滑移设于滑轨(2)处，所述支架(3)上设有若干组独立的试样组件；
所述试样组件包括从上至下依次设置的电机(4)、丝杆(5)、试样架(6)和试样夹具(7)，所述丝杆(5)转动连接于支架(3)。
2.根据权利要求1所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，所述试样夹具(7)为磁控夹具，所述磁控夹具通过插销连接于试样架(6)上。
3.根据权利要求2所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，若干个电机(4)通过若干个相对独立的双设定时间继电器控制。
4.根据权利要求3所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，所述试验环境控制箱体装置包括箱壳(8)，所述箱壳(8)的顶部内壁设有加湿器(9)、湿度温度传感器(10)和可调红外烘灯(11)。
5.根据权利要求4所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，所述箱壳(8)的顶部外壁设有显示屏(12)。
6.根据权利要求5所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，所述箱壳(8)的右下方设有离心风叶进风口(13)，左上方设有离心风叶出风口(14)。
7.根据权利要求6所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，所述自动换位清洗试样装置包括测试槽，所述测试槽包括腐蚀槽(15)和清洗池(16)。
8.根据权利要求7所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，所述腐蚀槽(15)和清洗池(16)内均设有热敏电阻(17)，所述热敏电阻(17)均电连接于温度控制器(18)；所述滑轨(2)设于测试槽的侧壁。
9.根据权利要求8所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统，其特征在于，所述试样夹具(7)电连接于工控机(1)，所述支架(3)通过驱动器(19)电连接于工控机(1)。
10.根据权利要求9所述的高效便捷的周期浸润腐蚀测试系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制作周期浸润腐蚀测试试样，称量腐蚀前的质量并记录；
(2)配置腐蚀液与清洗液，设置箱壳(8)内环境温度、环境湿度、腐蚀液温度和清洗液温度；
(3)安装待测的若干个周期浸润腐蚀测试试样至试样夹具(7)，在合适的位置安装插销，连接试样架(6)与试样夹具(7)；
(4)根据试样测试要求，分别给每个电机(4)设定提升与降落的间隔时间，分别对应试样浸泡时间与烘干时间；
(5)在腐蚀液槽中倒入腐蚀液，液面高度需要淹没试样；在清洗液槽中倒入清洗液，液面高度需要淹没试样；
(6)打开温度控制器(18)、风扇、可调红外烘灯(11)、加湿器(9)，对工控机(1)设置周期浸润试验总时间，打开电机(4)开始试验；
(7)周期浸润腐蚀结束，工控机(1)计时结束，驱动支架(3)沿导轨进入清洗池(16)，试样夹具(7)松开，试样自动进入清洗池(16)；
(8)试样浸泡结束，关闭所有机器，取出试样，酒精清洗并吹干，称量腐蚀后质量并记录；
(9)处理腐蚀槽(15)和清洗池(16)中的废液，清理机器。
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