CN114112879A - 实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法，包括溶液槽、测试样品监测台、总控装置和监测信息存储装置；在溶液槽的内侧壁上分别设置有溶液流速调控装置、温度监测装置、加热装置、超声发射装置和电导率测定仪；测试样品监测台包括设置在腐蚀离子溶液中的网格支撑结构；在网格支撑结构的底部设置有重量监测装置；总控装置包括控制器；控制器分别与溶液流速调控装置、温度监测装置、超声发射装置和加热装置连接；监测信息存储装置分别与控制器、重量监测装置和电导率测定仪连接。利用本发明能够解决目前采用化学试剂侵蚀的加速溶蚀方法，容易造成测试得到的结果与实际情况可能存在较大区别等问题。

Description

实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，更为具体地，涉及一种熔实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法。

背景技术

材料的溶蚀性能是评价材料在水下环境或者经常受到水流侵蚀作用下的基本性能的重要指标。

目前材料的溶蚀性能的测试方法大都只考虑溶液的作用，加速溶蚀方法一般采用化学试剂侵蚀的方法，这样与实际情况可能会有很大区别。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法，以解决目前采用化学试剂侵蚀的加速溶蚀方法，容易造成测试得到的结果与实际情况可能存在较大区别等问题。

本发明提供一种实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，包括溶液槽、测试样品监测台、总控装置和监测信息存储装置；其中，在所述溶液槽的内部设置有腐蚀离子溶液，在所述溶液槽的内侧壁上分别设置有溶液流速调控装置、温度监测装置、加热装置、超声发射装置和电导率测定仪；所述测试样品监测台包括设置在所述腐蚀离子溶液中的网格支撑结构；在所述网格支撑结构的底部设置有重量监测装置；所述总控装置包括控制器；所述控制器分别与所述溶液流速调控装置、所述温度监测装置、所述超声发射装置和所述加热装置连接；所述监测信息存储装置分别与所述控制器、所述重量监测装置和所述电导率测定仪连接。

此外，优选的方案是，所述超声发射装置的超声波发射口与所述网格支撑结构的测试样品的放置槽位置对应。

此外，优选的方案是，所述网格支撑结构的底部通过转轴旋转设置在所述溶液槽的内部。

此外，优选的方案是，所述溶液流速调控装置为马达；和/或，所述温度监测装置为温度传感器；和/或，所述重量监测装置为压力传感器。

此外，优选的方案是，所述监测信息存储装置包括存储器；所述存储器连接有USB接口。

此外，优选的方案是，所述网格支撑结构的数量至少为两个。

本发明提供的实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法，通过如上所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置对待测试样品进行溶蚀性能的加速测试；包括如下步骤：

将待测试样品置于所述网格支撑结构的测试样品的放置槽内，将放置有所述待测试样品的网格支撑结构放置于所述溶液槽，并向所述溶液槽中加入预先配置的腐蚀离子溶液；

通过所述总控装置控制所述溶液流速调控装置和所述加热装置对所述溶液槽内的腐蚀离子溶液分别进行流速调控处理和调温处理，使所述溶液槽内的腐蚀离子溶液的流速达到预设流速和预设温度；

在所述预设流速和所述预设温度下，通过所述控制器控制所述超声发射装置对所述待测试样品进行清洗，并通过所述重量监测装置对所述待测试样品的重量进行实时监测和通过所述电导率测定仪对所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测；

将所述重量监测装置得到的重量监测数据和所述电导率测定仪得到的导电率数据均存储至所述监测信息存储装置内，达到预设时间时，完成对所述待测试样品的溶蚀性能的加速测试。

此外，优选的方案是，所述方法还包括：

对所述待测试样品进行溶蚀前的指标测定和溶蚀后的指标测定，分别得到所述待测试样品的溶蚀前的指标数据和溶蚀后的指标数据；

根据所述溶蚀前的指标数据和所述溶蚀后的指标数据，对所述待测试样品的溶蚀性能进行评估。

此外，优选的方案是，在所述预设流速和所述预设温度下，通过所述控制器控制所述超声发射装置对所述待测试样品进行清洗，并通过所述重量监测装置对所述待测试样品的重量进行实时监测和通过所述电导率测定仪对所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测的过程中，

按照预设监测频率对所述待测试样品的重量和所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测；并且，

在对所述待测试样品的重量和所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测的过程中，对所述溶液槽进行密封处理。

此外，优选的方案是，所述溶蚀前的指标测定包括：绝干重量测定、孔隙率测定、强度测定、氢氧化钙重量百分比测定；和/或，

所述溶蚀后的指标测定包括：绝干重量测定、孔隙率测定、强度测定、氢氧化钙重量百分比测定。

从上面的技术方案可知，本发明提供的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法，通过在溶液槽的内侧壁上分别设置溶液流速调控装置、温度监测装置、加热装置、超声发射装置和电导率测定仪；以及在网格支撑结构的底部设置重量监测装置，可以实时监测所测材料的重量变化以及溶液电导率的变化；兼顾温度与腐蚀介质溶液耦合作用，以及考虑了溶液流速对于材料溶蚀性能的影响，用超声波可以有效破坏材料表面及内部由于溶蚀造成的薄弱连接，加速溶蚀进程；使得测试结果与实际情况更加贴近。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置的原理示意图；

图3为根据本发明实施例的测试样品监测台的结构示意图；

图4为本发明实施例的实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法的流程图。

在附图中，1-溶液槽，2-测试样品监测台，21-网格支撑结构，22-重量监测装置，3-总控装置，31-USB接口，4-监测信息存储装置，5-溶液流速调控装置，6-温度监测装置，7-加热装置，8-超声发射装置，9-电导率测定仪。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的目前采用化学试剂侵蚀的加速溶蚀方法，容易造成测试得到的结果与实际情况可能存在较大区别等问题，提出了一种时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，图1示出了根据本发明实施例的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置的结构；图2示出了根据本发明实施例的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置的原理；图3示出了根据本发明实施例的测试样品监测台的结构。

如图1至图3共同所示，本发明提供的时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，包括溶液槽1、测试样品监测台2、总控装置3和监测信息存储装置4；其中，在溶液槽1的内部设置有腐蚀离子溶液，在溶液槽1的内侧壁上分别设置有溶液流速调控装置5、温度监测装置6、加热装置7、超声发射装置8和电导率测定仪9；测试样品监测台2包括设置在腐蚀离子溶液中的网格支撑结构21；在网格支撑结构21的底部设置有重量监测装置22；总控装置3包括控制器；控制器分别与溶液流速调控装置5、温度监测装置6、超声发射装置8和加热装置7连接；监测信息存储装置4分别与控制器、重量监测装置22和电导率测定仪9连接。

通过在溶液槽1的内侧壁上分别设置溶液流速调控装置5、温度监测装置6、加热装置7、超声发射装置8和电导率测定仪9；以及在网格支撑结构21的底部设置重量监测装置22，可以实时监测所测材料的重量变化以及溶液电导率的变化；兼顾温度与腐蚀介质溶液耦合作用，以及考虑了溶液流速对于材料溶蚀性能的影响，用超声波可以有效破坏材料表面及内部由于溶蚀造成的薄弱连接，加速溶蚀进程；使得测试结果与实际情况更加贴近。

作为本发明的一个优选方案，超声发射装置8的超声波发射口与网格支撑结构21的测试样品的放置槽位置对应。通过上述结构设计使超声波对测试样品的冲刷效果更好。

作为本发明的一个优选方案，网格支撑结构21的底部通过转轴旋转设置在溶液槽1的内部。测试样品连同重量监测装置22放在溶液槽1中间，每个网格支撑结构21可以在仪器通电的情况下自动转动，有利于在测试过程中超声波对于测试样品的四个侧面的清洗效果。

作为本发明的一个优选方案，溶液流速调控装置5为马达；和/或，温度监测装置6为温度传感器；和/或，重量监测装置22为压力传感器。通过马达控制腐蚀离子溶液流速；通过温度传感器时刻监测加热装置7对腐蚀离子溶液的加热温度，使溶液温度达到设定温度，并保持恒温；通过压力传感器实时监测测试样品在测试过程中的重量变化。

作为本发明的一个优选方案，监测信息存储装置4包括存储器；存储器连接有USB接口31。通过存储器对测试过程表中的各项数据以及监测数据进行储存，通过USB接口31可连接显示设备，如，显示屏对数据进行显示，或者连接其它设备，将数据进行传输。

作为本发明的一个优选方案，网格支撑结构21的数量至少为两个。可同时对多个测试样品进行监测，使测试效果更加精确，优选为3个，每个网格支撑结构21上放置一个测试样品。

图4示出了本发明实施例的实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法的流程。

如图1所示，本发明提供的实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法，通过如上所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置对待测试样品进行溶蚀性能的加速测试；包括如下步骤：

S1、将待测试样品置于网格支撑结构21的测试样品的放置槽内，将放置有待测试样品的网格支撑结构21放置于溶液槽1，并向溶液槽1中加入预先配置的腐蚀离子溶液；

S2、通过总控装置3控制溶液流速调控装置5和加热装置7对溶液槽1内的腐蚀离子溶液分别进行流速调控处理和调温处理，使溶液槽1内的腐蚀离子溶液的流速达到预设流速和预设温度；

S3、在预设流速和预设温度下，通过控制器控制超声发射装置8对待测试样品进行清洗，并通过重量监测装置22对待测试样品的重量进行实时监测和通过电导率测定仪9对腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测；

S4、将重量监测装置22得到的重量监测数据和电导率测定仪9得到的导电率数据均存储至监测信息存储装置4内，达到预设时间时，完成对待测试样品的溶蚀性能的加速测试。

其中，在将待测试样品置于网格支撑结构21的测试样品的放置槽内之前，将待测试样品修整为与网格支撑结构21上的测试样品的放置槽的尺寸和形状相符的尺寸和形状，便于后续测试。

作为本发明的一个优选方案，方法还包括：

对待测试样品进行溶蚀前的指标测定和溶蚀后的指标测定，分别得到待测试样品的溶蚀前的指标数据和溶蚀后的指标数据；

根据溶蚀前的指标数据和溶蚀后的指标数据，对待测试样品的溶蚀性能进行评估。

作为本发明的一个优选方案，在预设流速和预设温度下，通过控制器控制超声发射装置对待测试样品进行清洗，并通过重量监测装置对待测试样品的重量进行实时监测和通过电导率测定仪对腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测的过程中，

按照预设监测频率对待测试样品的重量和腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测；并且，

在对待测试样品的重量和腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测的过程中，对溶液槽进行密封处理。测试过程中根据需要设定所测材料重量变化的测试频率，可根据用户需要设定为每小时或每天等。测试过程中液体槽需要密封，防止由于水分蒸发带来的误差。

作为本发明的一个优选方案，溶蚀前的指标测定包括：绝干重量测定、孔隙率测定、强度测定、氢氧化钙重量百分比测定；和/或，溶蚀后的指标测定包括：绝干重量测定、孔隙率测定、强度测定、氢氧化钙重量百分比测定。

测试完成后，关闭所有设备后，将材料取出，进行其他测试，包括溶蚀后的绝干重量、孔隙率、强度、氢氧化钙重量百分比等指标均要进行测量和记录，和溶蚀之前的指标进行对比。

为了更好的对本发明提供的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法进行说明，提供如下具体实施例：

实施例1

以混凝土材料为例：

可采用如如上提供的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置。首先准备符合规定尺寸的混凝土材料，将混凝土材料做成100mm×100mm×100mm尺寸，砂浆材料为40mm×40mm×40mm，水泥浆材料为25mm×25mm×25mm。准备好腐蚀离子溶液，例如腐蚀介质离子浓度或直接使用去离子水。确定好溶液温度以及流速，优选为在60℃以下，可根据实际混凝土服役环境温度确定。确定好超声发射频率的具体数值，建议频率在40kHz以上，保证清洗效果。

混凝土等材料在溶蚀前的绝干重量、孔隙率、强度、氢氧化钙重量百分比等指标均要进行测量和记录，以便和溶蚀后进行对比。

安装好实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置后，倒入准备好的腐蚀离子溶液，通过控制器控制加热装置和马达，使溶液温度快速达到预设温度，控制溶液流速，并使之在测试过程中保持恒温恒速。

将每个网格支撑结构在通电的情况下自动转动，有利于在测试过程中超声波对于混凝土材料的四个侧面的清洗效果。一次性测试3个同样的混凝土材料，即3个加载设备及混凝土材料并排放置在溶液槽的中间位置，控制器控制超声发射装置开启设定的超声频率，开始测试。

测试过程中根据需要设定所测材料重量变化的测试频率，可根据用户需要设定为每小时或每天等，重量变化的测试需要通过控制器自动关闭马达和超声发射装置。电导率测定仪可以从测试开始实时测定，结果存储于存储器中，测试频率可根据用户需要设定为每小时或每天等。

为了避免测试过程中由于水分蒸发而引起的溶液离子浓度发生显著变化，对溶液槽进行密封，使其与外界没有气体或液体的交换。测试期限可以为1周至1年以上。

测试完成后，关闭所有设备后，将混凝土材料取出，进行其他测试，包括溶蚀后的绝干重量、孔隙率、强度、氢氧化钙重量百分比等指标均要进行测量和记录，和溶蚀之前的指标进行对比。

可以针对每一组混凝土材料考虑不同加速溶蚀周期的测定，例如溶蚀周期为1,2和4周/月，得到其随不同溶蚀周期的性能变化规律。

通过上述具体实施方式可看出，本发明提供的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法，通过在溶液槽的内侧壁上分别设置溶液流速调控装置、温度监测装置、加热装置、超声发射装置和电导率测定仪；以及在网格支撑结构的底部设置重量监测装置，可以实时监测所测材料的重量变化以及溶液电导率的变化；兼顾温度与腐蚀介质溶液耦合作用，以及考虑了溶液流速对于材料溶蚀性能的影响，用超声波可以有效破坏材料表面及内部由于溶蚀造成的薄弱连接，加速溶蚀进程；使得测试结果与实际情况更加贴近。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，其特征在于，包括溶液槽、测试样品监测台、总控装置和监测信息存储装置；其中，

在所述溶液槽的内部设置有腐蚀离子溶液，在所述溶液槽的内侧壁上分别设置有溶液流速调控装置、温度监测装置、加热装置、超声发射装置和电导率测定仪；

所述测试样品监测台包括设置在所述腐蚀离子溶液中的网格支撑结构；在所述网格支撑结构的底部设置有重量监测装置；

所述总控装置包括控制器；所述控制器分别与所述溶液流速调控装置、所述温度监测装置、所述超声发射装置和所述加热装置连接；

所述监测信息存储装置分别与所述控制器、所述重量监测装置和所述电导率测定仪连接。

2.根据权利要求1所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，其特征在于，

所述超声发射装置的超声波发射口与所述网格支撑结构的测试样品的放置槽位置对应。

3.根据权利要求1所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，其特征在于，

所述网格支撑结构的底部通过转轴旋转设置在所述溶液槽的内部。

4.根据权利要求1所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，其特征在于，

所述溶液流速调控装置为马达；和/或，

所述温度监测装置为温度传感器；和/或，

所述重量监测装置为压力传感器。

5.根据权利要求1所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，其特征在于，

所述监测信息存储装置包括存储器；

所述存储器连接有USB接口。

6.根据权利要求1所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置，其特征在于，

所述网格支撑结构的数量至少为两个。

7.一种实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法，其特征在于，通过如权利要求1-6任意一项所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置对待测试样品进行溶蚀性能的加速测试；包括如下步骤：

将待测试样品置于所述网格支撑结构的测试样品的放置槽内，将放置有所述待测试样品的网格支撑结构放置于所述溶液槽，并向所述溶液槽中加入预先配置的腐蚀离子溶液；

通过所述总控装置控制所述溶液流速调控装置和所述加热装置对所述溶液槽内的腐蚀离子溶液分别进行流速调控处理和调温处理，使所述溶液槽内的腐蚀离子溶液的流速达到预设流速和预设温度；

在所述预设流速和所述预设温度下，通过所述控制器控制所述超声发射装置对所述待测试样品进行清洗，并通过所述重量监测装置对所述待测试样品的重量进行实时监测和通过所述电导率测定仪对所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测；

将所述重量监测装置得到的重量监测数据和所述电导率测定仪得到的导电率数据均存储至所述监测信息存储装置内，达到预设时间时，完成对所述待测试样品的溶蚀性能的加速测试。

8.根据权利要求7所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述待测试样品进行溶蚀前的指标测定和溶蚀后的指标测定，分别得到所述待测试样品的溶蚀前的指标数据和溶蚀后的指标数据；

根据所述溶蚀前的指标数据和所述溶蚀后的指标数据，对所述待测试样品的溶蚀性能进行评估。

9.根据权利要求7所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法，其特征在于，在所述预设流速和所述预设温度下，通过所述控制器控制所述超声发射装置对所述待测试样品进行清洗，并通过所述重量监测装置对所述待测试样品的重量进行实时监测和通过所述电导率测定仪对所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测的过程中，

按照预设监测频率对所述待测试样品的重量和所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测；并且，

在对所述待测试样品的重量和所述腐蚀离子溶液的导电率进行实时监测的过程中，对所述溶液槽进行密封处理。

10.据权利要求7所述的实时监测材料溶蚀性能的加速测试方法，其特征在于，

所述溶蚀前的指标测定包括：绝干重量测定、孔隙率测定、强度测定、氢氧化钙重量百分比测定；和/或，

所述溶蚀后的指标测定包括：绝干重量测定、孔隙率测定、强度测定、氢氧化钙重量百分比测定。

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