CN117760948A

CN117760948A - 一种模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法

Info

Publication number: CN117760948A
Application number: CN202311788789.7A
Authority: CN
Inventors: 陈源; 胥泽奇; 吴护林; 周堃; 杨小奎; 雷宇; 赵方超; 刘聪; 李鸿飞; 刘群; 陈星昊; 李景育
Original assignee: Southwest Institute of Technology and Engineering of China South Industries Group
Current assignee: Southwest Institute of Technology and Engineering of China South Industries Group
Priority date: 2023-12-22
Filing date: 2023-12-22
Publication date: 2024-03-26

Abstract

本发明公开一种模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，法按照以下步骤进行：I，试验前准备，a，准备试验样车和样片；II，试验实施，a喷雾静态加速腐蚀，b溅水动态加速腐蚀，c喷淋动态加速腐蚀，d户外静态加速腐蚀，e喷雾静态加速腐蚀，f溅水动态加速腐蚀，g户外动态加速腐蚀，h户外静态加速腐蚀；III，试验时间，实施步骤a至h的总时间为24h，总试验时间为30～200天；IV，腐蚀速率计算。采用天然海水作为试验介质，可进行大型整机的动静态海水环境试验，模拟研究材料在自然海洋大气环境腐蚀规律，评估材料的耐腐蚀、耐老化等性能以及防护材料保护效果评价，为材料海洋环境适应性设计、海洋环境试验与评价提供重要的技术支撑。

Description

一种模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法

技术领域

本发明属于腐蚀技术领域，具体地说涉及到一种模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，该方法尤其适用于大型整机的试验。

背景技术

常用的海水加速腐蚀试验方法主要为海水潮差区试验，主要针对舰船等海洋装备在海水环境中的腐蚀，通过海水干湿交替加速模拟舰船等海洋装备的腐蚀情况。针对湿热海洋大气陆地装备的加速腐蚀模拟主要现阶段主要采用实验室盐雾试验，盐雾试验具有较好的加速性，但在模拟性方面有所欠缺，难以再现湿热海洋大气环境下装备腐蚀的真实情况。

海洋大气的腐蚀主要为薄液膜腐蚀，通过产品表面的干湿交替可加速这一腐蚀进程。但现目前缺少这样的设备及方法以再现湿热海洋大气环境下陆地装备腐蚀的真实情况，进而导致后续为材料海洋环境适应性设计、海洋环境试验与评价、材料升级与研究缺乏基础数据。

发明内容

为克服上述不足之处，本发明提供一种模拟大型整机海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，该试验方法采用天然海水作为试验介质，可进行大型整机装备的的动静态海水环境试验，模拟研究材料在自然海洋大气环境中的腐蚀规律，评估材料的耐腐蚀、耐老化等性能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:一种模拟大型整机海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，包括集成有海水喷雾模块、海水喷淋模块和海水溅水模块的前后具有开合门的封闭式试验室，所述试验室的进口和出口之间设置有循环道路；所述海水喷雾模块和所述喷淋模块均设置在所述试验室内上部，所述海水溅水模块包括位于所述试验室内底部的溅水池单元和位于试验室内两侧中部的侧溅水单元。还包括由所述试验室、所述循环道路以及近海岸试验道路、滨海试验道路和高速道路所组成的海水动静态组合综合加速腐蚀试验系统；

采用所述海水动静态组合综合加速腐蚀试验系统的试验方法按照以下步骤进行：

I，试验前准备

a，确定试验样车和样片

试验样车选择装配齐全的新车，试验前及试验过程中样车不挪作它用；

钢板样件选用Q236或SPHC碳钢，试验前对钢板样件进行除油称重准备工作，并在试验样车的车身底盘两侧位置完成挂样；

II，试验实施

a，喷雾静态加速腐蚀

试验样车驶入所述试验室，将试验样车熄火并关闭门、窗，在试验室内封闭状态下启动所述海水喷雾模块进行喷雾腐蚀，喷射海雾15min后静置30min，静置后通过所述循环道路驶出；

b，溅水动态加速腐蚀

保持试验室内的溅水池单元为储水状态，深度为20cm；试验样车绕循环道路并以25km/h车速通过所述试验室进行底部溅水腐蚀5次，之后把试验样车开至通风干燥处停放1h；

c，喷淋动态加速腐蚀

启动试验室内的海水喷淋模块，使得喷淋模块的喷嘴压力为500kPa，喷淋流量为2.5L/min，试验样车绕循环道路并以15km/h车速通过所述试验室进行海水喷淋腐蚀5次，之后把试验样车开至通风干燥处停放1h；

d，户外静态加速腐蚀

试验样车驶入所述滨海试验道路，将车辆熄火，关闭车门、窗，使试验样车在滨海户外环境中停放3h；

e.喷雾静态加速腐蚀

f.溅水动态加速腐蚀

启动试验室内的侧溅水单元，使喷嘴压力为500kPa，喷淋流量为2.5L/min，试验样车绕循环道路并以15km/h车速通过所述试验室进行侧部飞溅腐蚀5次，把车开至通风干燥处停放1h；

g.户外动态加速腐蚀

试验样车以80km/h车速在高速跑道上行驶40km；

h.户外静态加速腐蚀

试验样车驶入所述近海试验道路，使试验样车在近海户外环境中停放14h；

III，试验时间

实施步骤a至h的总时间为24h，试验时间为30～200天；

IV，腐蚀速率计算

以试验10天为一个循环组合，检测获取腐蚀性能变化数据；每次循环组合试验结束后，取3块试板检查腐蚀情况并更换新的腐蚀试样，计算取下试样的腐蚀速率；试验样车的挂架上保留3块试板作为备用试样，试验结束后检测并计算整个试验周期腐蚀性能变化数据，腐蚀速率计算公式为：

h₁＝(W₀-W₁)×h₀/W₀

式中:

h₁—试样腐蚀深度，mm，精确到0.001mm；

W₀一试样原始质量，g，精确到1mg；

W₁—试样腐蚀后质量，g，精确到1mg；

h₀—试样原始厚度，mm，精确到0.001mm。

本发明方法通过海水喷雾、喷淋、飞溅的组合，强化湿热海洋大气腐蚀环境，兼具模拟性、加速性，可针对陆地及海洋装备强化腐蚀条件，实现海洋大气环境大型装备环境适应性快速评估。同时本发明在同一天内，对试验样车与样件进行“静态-动态-动态-静态-静态-动态-动态-静态”的腐蚀试验，能够最真实地再现湿热海洋大气环境下装备腐蚀的真实情况。

其中，所述滨海试验道路距离海岸为50～150米，所述近海岸试验道路距离海岸约300～400米。所述循环道路包括口字型循环路面，所述口字型循环路面的其中一边路面为试验通道，所述试验室设置在试验通道的中部，与所述试验通道的驶入端连接的路面为驶入段路面，与所述试验通道的驶出端连接的路面为回转路面，连接所述回转路面和驶入段路面的一段路面为返回通道；所述驶入段路面的前端延伸有口字型循环路面的驶入道路，所述返回通道的朝向所述回转路面的一端延伸有口字型循环路面的驶出道路。

有益效果

1、本发明试验方法采用天然海水作为试验介质，可进行大型整机的动静态海水环境试验，模拟研究材料在自然海洋大气环境腐蚀规律，评估材料的耐腐蚀、耐老化等性能以及防护材料保护效果评价，为材料海洋环境适应性设计、海洋环境试验与评价提供重要的技术支撑。

2、本发明在同一天内，对试验样车与样件进行“静态-动态-动态-静态-静态-动态-动态-静态”的腐蚀试验，其中动态试验包括对样车和样件进行喷淋、溅水池溅水(底部溅水)、侧面溅水与户外道路行驶，动态试验包括喷雾与户外道路静置。且以10天试验为一个循环组合，每一个循环组合都能够检测并计算腐蚀性能的变化数据；总共试验30～200天，试验完毕可检测并计算整个试验周期腐蚀性能的变化数据。如此一来，本发明可以同时模拟和加速在自然海水干湿交替环境的腐蚀过程，能够再现湿热海洋大气环境下装备腐蚀的真实情况。尤其针对同时在海洋和陆地使用的产品，研究材料在海水干湿交替状态下的腐蚀规律、机理，评估防护材料保护效果评价。

3、对材料、部件、及整机自然环境服役性能作出科学的评估，缩短新材料、新产品研制周期，预测新产品的环境应用性能，提高新材料及其部件、整机的研制成功率，降低研制费用。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的试验系统的试验路面辅助模块结构图；

图2为本发明的试验系统的室体框架结构图；

图3为本发明的室体框架的左视图；

图4为本发明试验系统的试验室体及控制室体的俯视图；

图5为本发明试验系统的试验室体及控制室体的正视图；

图6为本发明试验系统的试验室体及控制室体的左视图；

图7为本发明试验系统的试验室体及控制室体的轴测图；

图8为本发明试验系统的喷雾模块的管路布局图；

图9为本发明试验系统的喷雾模块的原理图；

图10为本发明试验系统的喷雾模块的流程图；

图11为本发明试验系统的喷淋模块的管路布局图；

图12为本发明试验系统的溅水模块的管路布局图；

图13为本发明试验系统的控制系统的控制线路图；

图14为本发明试验系统的控制系统的模块结构图；

图15为本发明试验系统的控制系统的控制功能设计图；

图16为本发明拟海洋大气加速试验方法的流程图；

图17为实施例2中试验组、对照组1和对照组样品试验过程外观变化(户外2月)；

图18为实施例2中模拟海洋大气加速腐蚀试验与户外自然暴露试验结果比较图表。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

实施例1：如图1-15所示，本实施例首先提供一种大型步入式动静态结合海水腐蚀试验系统，包括试验室体和控制室体，还包括静态试验装置和动态试验装置，所述动态试验装置包括喷淋模块和溅水模块，所述静态试验装置包括喷雾模块和试验室体的密封结构，还包括供水模块、控制系统、试验路面辅助模块和清洗模块。

(1)关于本实施例的试验路面辅助模块

参见图1，所述试验路面辅助模块包括口字型循环路面，所述口字型循环路面的其中一边路面为试验通道，所述试验室体设置在试验通道的中部，与所述试验通道的驶入端连接的路面驶入段路面，与所述试验通道的驶出端连接的路面为回转路面，连接所述回转路面和驶入段路面的一段路面为返回通道；所述驶入段路面的前端延伸有口字型循环路面的驶入道路，所述返回通道的朝向所述回转路面的一端延伸有口字型循环路面的驶出道路。

在本实施例中，要求所述驶入道路、驶出道路和口字型循环路面可承重50T，所述口字型循环路面的整个长≥150m，路面/通道宽度≥5m。

(2)关于本实施例的试验室体(也称试验室)

参见图2和3，本实施例的所述试验室体(也称试验室)由室体框架1和设置在所述室体框架外的膜布2构成。其中，所述试验室体外部尺寸为：L×W×H(长×宽×高)＝(20000～21000)mm×(5700～6700)mm×(5000～5800)mm。作为本实施例中的选择，选择所述试验室体外部尺寸为：L×W×H(长×宽×高)＝20400mm×5700mm×5600mm。并且，本实施例中的试验室体的顶部设置为人字形屋顶，所述人字形屋顶的高度为1100mm，人字形屋顶下部空间为矩形空间，高度为4500mm。

另外，作为本实施例中的一种实施方式，所述试验室体宽度方向的两端设置有沿纵向设置的挡水墙3，所述挡水墙的高度为400mm，所述挡水墙的长度与试验室体长度一致。所述挡水墙除了具有防溅挡水的功能之外，在所述挡水墙内还预埋安装螺栓。所述室体框架安装在所述挡水墙之上，并通过螺母与所述挡水墙内预埋螺栓螺接。

实施例中的室体框架采用热浸锌，主体连接方式采用防锈螺栓连接。室体框架与预埋螺栓连接的安装螺母采用防护蜡+保护罩的方式进行保护。

所述室体结构的外部包裹有膜布，本实施例中的膜布采用PVC膜布，具有韧性强、强度高，及较好的耐环境腐蚀性能等特点。

本实施例中的PVC膜布采用灰色涂装，边缘增加密封设计，室体关闭时需保持密闭，门框两侧均有橡胶条，门框底部加装橡胶片，顶部及底部均装有锁紧装置，使锁紧时保持密闭，可避免连接缝透风或空气对流，以确保膜布与地面的密封。在纵向两端采用对开门设计，便于车辆系统的驶入和驶出。

另外，所述室体结构内部设置有多个螺纹孔，用以与连接框架螺接，所述连接框架上安装所述溅水模块、喷雾模块和喷淋模块。

(3)关于本实施例的供水模块

参见图4-7，本实施例中的供水模块用来为溅水模块、喷淋模块与喷雾模块供水，其包括海水蓄水池4以及输送系统。在本实施例中，所述海水蓄水池设置在所述试验室体的尾端。所述海水蓄水池设置在地下(低于地平面)且为一整体，容量不小于10m³，其内设置净海水单元5与沉淀过滤单元6两部分，二者中间采用过滤网筛7间隔。所述过滤网晒面积为1000*500mm，采用三层过滤网，过滤等级分别为100目、150目和200目，能够阻挡直径大于0.1mm的沉淀物、悬浮物以及杂质。使用过程中，将海水引入到所述沉淀过滤单元中并通过过滤网筛过滤沉淀之后进入到所述净海水单元之中。

所述海水蓄水池旁设有真空罐8和水泵，所述真空罐与所述水泵位于地面，所述真空罐顶部设置有加水球阀与排气阀，所述真空罐上部设置有吸水管，所述吸水管由真空罐上部伸入到所述真空罐内底部，且位于罐外的吸水管设置有法兰，并通过所述法兰连接抽水管，所述抽水管伸入所述海水蓄水池内的净海水单元中；所述真空罐的底部设置有排水阀，所述真空罐的下部通过管道与所述水泵的吸水口连接，所述管道上设置有进水阀。所述水泵的另一端设置有出水管道，所述出水管道将净化后的海水送入所述喷淋模块、喷雾模块与溅水模块，所述出水管道上设置有出水止回阀和出水球阀。

本实施例中的真空罐采用厚壁316L不锈钢板，经卷板、焊接成型，尺寸为φ800*1200mm。所述水泵为离心泵，并采用变频器变频驱动方式，功率为11KW，供水流量约40m³/h，可为最末端喷嘴提供不小于500kPa的压力；水泵过流部件(包括不限于泵壳、叶轮、泵轴等)材质为316不锈钢。供水管路均采用耐压PPR管，泵吸水管采用DN100管，设置止回阀；送水主管路采用DN100管。

抽水前，所述真空罐内须加满水，当真空罐内的水被水泵吸出后，所述真空罐内产生负压，由于大气压的作用，海水蓄水池的净海水单元中的水会通过水泵源源不断地为所述喷淋模块、喷雾模块及溅水模块供水。

(4)关于本实施例中的喷雾模块

本实施例的控制系统包括控制室体9，所述控制室体设置在所述试验室体的左侧或者右侧。

参见图4-10，所述喷雾模块包括设置在所述控制室体内的供气单元10，所述供气单元包括依次连接的空气压缩机、储气罐、初级油水分离器，减压阀、电磁阀、二级油水分离器、调压阀、空气饱和器及喷雾电磁阀。环境大气经所述空气压缩机压缩成高压空气后进入所述储气罐，所述储气罐内的高压空气经过油水分离器进行初级油水分离之后，再经过所述减压阀进行第一次减压，减压后的空气压力为0.2～0.3MPa，后经过二级油水分离器进行二级油水分离，然后在通过调压阀进行二次调压，调压后的空气压力为0.07～0.14MPa，最后进入所述空气饱和器再次进行过滤并与空气饱和器内的水蒸气混合，最后变成洁净湿润的气体进入到终端喷嘴中。

本实施例中，为了保障进入喷嘴的空气为洁净空气，需将压缩机产生的气体进行两次油水分离，初级油水分离器为一圆形受压容器，内有活性碳、干净的石子、羊毛毡、分流器、排污接口等。二级油水分离器为精细型过滤，放在进入饱和器前的位置，进一步去除油污。

本实施例中的空气饱和器为一受压容器，用316L不锈钢制作。饱和器内装去离子水，设有水位计、进水阀、排气阀、排污阀、传感器测试孔等。由于盐雾发生需要一定温度湿度的保证，为了保证进入试验室体内的饱和空气具有一定的湿度与温度，要对压缩空气进行加热及加湿。压缩空气进入饱和器后通过去离子水或蒸馏水，再次进行过滤。而后与筒内去离子水或蒸馏水产生的水蒸汽混和，以使进入喷嘴的空气为洁净湿润的空气。所述饱和器连接三通接头，所述三通接头的一头接通往喷嘴的管路，一头接压力表。因此，饱和器既是对压缩空气进行加热及加湿，又是对压缩空气进行再次净化处理的装置。饱和器温度通过电加热来实现，温度根据现场试验温度进行调节。

本实施例中的空气压缩机可选用螺杆式空压机。主要参数为：进气压力1Bar(a)，排气压力0.75MPa(e)，排气量2.68m³/min，齿轮传动方式，380V电压驱动，机组重量约400kg，机组外形尺寸为1225×650×1400mm。

本实施例中的储气罐可配备两只1m³储气罐。基本参数为：工作压力0.8Mpa，材质为Q235B，进出气口口径DN40，尺寸为直径800mm、高度2200mm，重量约300kg，同时配备安全阀、压力表、排污阀等配件。

需要说明的是：上述的空气压缩机、储气罐、初级油水分离器，减压阀、电磁阀、二级油水分离器、调压阀、空气饱和器及喷雾电磁阀均为现有市场上可采购的现有技术，即使发明人不做详细说明，本领域技术人员均知道其结构和功能。

所述喷雾模块还包括喷雾供水单元11，所述喷雾供水单元包括设置在所述控制室体内的二级过滤器、喷雾海水箱及喷雾水泵，所述水泵将所述海水蓄水池内的净海水单元内的海水输送到所述二级过滤器内进行二级过滤后在送入所述喷雾海水箱内。

所述喷雾模块还包括喷雾执行单元12，所述喷雾执行单元位于所述试验室体内且固定在所述连接框架上，所述执行单元包括沿所述试验室体的长度方向且左右布置的两根喷雾进水121管和左右布置的两根喷雾进气管122，且所述喷雾进水管与喷雾进气管上设置有喷雾塔123，所述喷雾塔沿长多方向均匀设置有多个，所述喷雾塔通过软管分别与所述喷雾进水管与喷雾进气管连接，所述喷雾塔采用无结晶喷嘴，且在喷嘴位置处设置有斜向角度可调的挡板124。本实施例中的两根所述喷雾进水管/两根所述喷雾进气管之间的距离为5700mm，距地面高度均为4.0～4.1m，每侧设置的喷雾塔均为26套。

两根所述喷雾进气管均与所述供气单元连接；两根所述喷雾进水管的一端分别连接有平衡水箱125，两个平衡水箱的之间的中心上部设置有顶部水箱126，所述顶部水箱的上部入口通过主喷雾管道所述喷雾水泵连接所述喷雾海水箱，所述顶部水箱的下部两侧分别通过喷雾支管道连接两个平衡水箱。本实施例中，顶部水箱为PP材质水箱，尺寸为850×850×400mm，所述顶部水箱内安装水位浮球，自动补水。所述平衡水箱为300×500×500mm，材质为PP材质，由浮球控制将顶部水箱里的海水送入此两个平衡水箱内。

另外，为了保持一定的虹吸高度，需要将海水虹吸水位保持在200～500mm范围内。从净海水单元泵入的海水贮存在喷雾海水箱内，靠磁力循环泵(喷雾水泵)打到顶部水箱内，靠自动液位控制器指挥磁力循环泵工作，将水位上下限保持在10mm以内，保持对海雾发生器的连续供水。

所述喷雾模块还包括喷雾控制单元13，所述喷雾控制单元包括设置在所述控制室体内的盐雾柜，所述盐雾柜内设置有与总调压阀和所述喷雾塔一对一连接的分调压阀。饱和器温度通过温度传感器传给控制系统，控制系统通过PID调节计算出功率，来保证饱和桶温度。

本实施例中，通过对上述供气单元与供水单元的控制，实现喷雾出口压力为0.07～0.14MPa，沉降率为1～2mL/80cm²·h。

其中，所述喷雾模块通过喷嘴高速喷射时产生的引射作用，将海水吸上来喷出成迷散的雾状，由于雾中含有一些未雾化的水滴，所以喷出的雾状气流不能直接引入到试验室体，而是打到一个斜向的所述挡板上，将未雾化的水滴打碎成雾或将其挡回来，使喷出的雾是真正不含水滴的细雾。海雾沉降量的大小直接与喷嘴的孔径、海水的供应量和气源供气压力的高低、挡板的角度有关。因此，可以用多种方式调节沉降量的多少，雾粒分布的均匀性。

(5)关于本实施例中的喷淋模块

参见图4-7及图11，所述喷淋模块包括喷淋供水单元与喷淋执行单元；所述喷淋供水单元包括喷淋水泵14，所述喷淋水泵采用变频控制且与所述水泵的出水管道连接。

所述喷淋执行单元15设置在所述试验室体内且固定在所述连接框架上，所述喷淋执行单元包括沿车辆行驶方向设置且水平左右布局的两根喷淋管道151，所述喷淋主进水管道152与所述喷淋水泵连接，两根所述喷淋管道的端部与所述喷淋主进水管道连接，所述喷淋主进水管道上设置有压力传感器，两个喷淋管道上分别设置有控制阀门和压力表，所述喷淋主进水管道的直径为所述喷淋管道的两倍；两根所述喷淋管道之间的间距为2m，长度均为13～14m，两根喷淋管道的距地高度与喷雾管道一致。每根喷淋管道上设置有9个喷嘴153，相邻两个喷嘴之间间隔1.5m，所述喷嘴采用PPR耐压喷嘴，所述喷嘴可进行90°转动，喷出形状为圆锥实心，喷嘴出水口压力为500kPa，喷淋流量≥2.5L/min，喷嘴的喷头口径为喷出水滴直径为0.5～4.5mm。

如此一来，可保证喷淋区域为4.5mx12m，确保有效喷淋长度不低于12m。作为本实施例中的另一实施方式，所述喷嘴与喷嘴座之间采用螺纹连接，喷嘴座与所述喷淋水管管道之间采用卡箍连接。

(6)关于本实施例中的溅水模块

参见图4-7及图12，所述溅水模块包括溅水池单元16和侧溅水单元17；所述溅水池单元为设置在所述试验室体内的地面的溅水池，所述溅水池的长和宽与试验室体的内部尺寸的长宽一致，所述溅水池深度为400mm；并且所述溅水池的进水和出水两端设置有斜坡，两侧设置的所述挡水墙3可在模拟海水飞溅时进行挡水。当车辆驶入所述溅水池时，飞溅的池水可对车辆的轮毂和车架进行浸润和腐蚀。

所述侧溅水单元包括六根沿车辆行驶方向设置的溅水管道171，左右两侧分别布置三根且固定在所述连接框架上，左右两侧的溅水管道相距5300～5700mm，三根溅水管道距地面高度依次为1m、2.3m、3.6m，左侧的三根溅水管道一端与左侧供水管连接172，右侧的三根溅水管道一端与右侧供水管连接173，并且所述左侧供水管与右侧供水管均与溅水主进水管174连接，所述溅水主进水管与控制室体内的溅水水泵连接；每根溅水管道间隔1m设置1个溅水喷嘴175，溅水喷嘴共78个，所述溅水喷嘴孔径为3.5mm，喷出形状为圆锥实心，喷出压力≥500kPa、喷射流量≥2.5L/min、溅水距离≥12m。

本实施例采用程控方式进行溅水控制，实现车辆驶入装置前开始溅水，车辆离开装置后停止溅水。可采用定时关闭，连续喷水时间为10s～3min可调。

(7)关于本实施例中的清洗模块

参见图4-7，所述清洗模块包括设置在所述控制室体内的自来水水箱18以及与所述自来水水箱连接的清洗管道，所述清洗管道分别连接到所述喷雾模块的顶部水箱、所述喷淋模块的喷淋主进水管道以及所述溅水模块的溅水主进水管道；所述清洗模块还包括设置在所述喷雾管道末端的手阀、所述喷淋管道末端的手阀以及所述溅水管道末端的手阀；所述清洗模块还包括设置在所述试验室体内的高压清洗喷枪，所述高压清洗喷枪与清洗管道连接。在本实施例中，所述自来水水箱为塑料水桶，容积约为2000L，并连接自来水水管，其上设置有手阀。

喷雾管路清洗：喷雾试验完成后，打开喷雾管路末端的手阀，将海水放干净再关闭手阀。然后开启喷雾管路清洗按钮，水泵就会自动将水箱内的自来水泵入顶部水箱及平衡水箱内来执行喷水雾的过程，可设置清洗时间来清洗喷雾管路，待喷雾完成后再打开手阀将水管内的水排净即可。最后用空气吹干管道内的水分。

喷淋管路的清洗：喷淋试验完成后，打开喷淋管路末端的手阀，将海水放干净。打开喷淋管路的清洗按钮，清洗水泵和进气阀自动打开对喷淋管路清洗，可设置清洗时间来清洗喷淋管路，清洗水泵先完成，气源有延时，会自动将管路内的水分吹出。溅水管路的清洗同喷淋管路一致，在此不再赘述。

室体内部清洗：所述高压清洗喷枪接入自来水管路，用来清洗室体内部和车体。

所述清洗模块还包括设置在所述口字型循环路面的回转路面的背后的污水回收水池，所述污水回收水池位于地下，且所述回收水池分为隔油池和蓄水池，所述试验室体至所述回转路面之间的一段试验通道具有向下的坡度。试验及清洗之后的废水流入到所述蓄水池中，然后经过设置在所述隔油池和蓄水池之间的隔板的吸附作用，废水中的油污及杂质吸附在隔板滤网上，然后过滤后的水进入到隔油池中，所述隔油池采用平流式构筑，废水沿水平方向缓慢流动。所述污水回收水池的尺寸4600*1800mm。

(8)关于本实施例中的控制系统

参见图13-15，本实施例中的控制系统包括硬件模块和软件模块。

所述硬件模块包括控制所述喷淋模块、喷雾模块以及溅水模块中的水泵、电磁阀、压力传感器、温度传感器等的电控系统。电器控制系统采用终端+本地+主机控制模式。下位机PLC+触摸屏可独立控制，上位机可以通过通讯接口集中监控。

终端：由各终端控制器组成，对设备进行压力、流量等控制。

本地：由系统主控制器和触摸屏组成，对终端控制器通过通讯总线进行总体控制，同时对设备其他系统进行分布式控制。

主机：由计算机和上位机监控系统组成，主机通过RS485接口访问本地设备，对本地设备进行查询、控制和监控。

现场喷淋控制时，PLC发出变频器运行指令，并将设置的流量相对应的压力值转换成电流信号给变频器，经PID运算后，调节输出频率，从而改变水泵的转速，使喷淋水压逐渐靠近设置的目标水压并保持稳定。现场喷雾控制时，通过控制压缩机、调压阀、喷雾电磁阀等实现喷雾功能，环境大气经空气压缩机压缩成高压空气后进入储气罐，通过输气管道、减压阀、电磁阀、油水分离器、调压阀、空气饱和器、喷雾电磁阀、喷嘴等部件为喷雾模块提供洁净空气。飞溅模块的控制与喷淋模块类似。

电气控制对象主要包含饱和桶温度、喷雾开关、喷淋压力、喷淋流量。饱和桶温度通过电加热来实现，温度根据现场试验温度进行调节。饱和桶温度通过温度传感器传给控制系统，控制系统通过PID调节计算出功率，来保证饱和桶温度。

喷雾时通过喷雾开关控制压缩空气的通断。喷雾时，电磁阀打开，压缩空气进入喷嘴，喷雾形成雾粒；停止喷雾时，电磁阀关闭，压缩空气不再进入喷嘴，即停止喷雾。

喷淋模块压力、流量测量控制：喷淋模块在水泵送水主管路上安装了一压力传感器，其作用为实时测量管道内的水压，输出随管道内水压变化的电流信号(4-20mA)给PLC，经PLC处理后传送到操作台显示记录，同时传送给变频器，作为反馈信号。同时，在主管道上安装有电磁流量计，用于实时计量管道内的水流量，输出随管道内水流量变化的电流信号(4-20mA)给PLC。

喷淋模块通过变频器调节水泵的运行频率。PLC发出变频器运行指令，并将上位机设置的流量相对应的压力值转换成电流信号给变频器，同时将压力传感器送来的电流信号经另一模拟信号通道传送给变频器，变频器根据两个信号(PLC给定值与压力传感器的反馈值)之间的差值，经PID运算后，调节输出频率，从而改变水泵的转速，转速的快与慢会增加或降低管道内的水压，固定的给定值与连续不断的反馈信号以及不断的运算比较，形成一个闭环控制，从而使喷嘴水压逐渐靠近设置的目标水压并保持稳定。

所述软件模块包括登录模块、信息管理模块、试验控制模块、帮助模块及系统调试模块，所述试验控制模块包括参数设定模块、试验操作模块、系统示意图模块、趋势曲线模块、报警显示模块以及报表输出模块。其中：

1)登录模块：能够完成试验系统操作员的管理，密码登录等；

2)信息管理模块：能够完成试验样机信息的录入、查询等管理功能；

3)系统调试模块：能够完成系统调试时各部件的状态监控及设备的单独操作控制；

4)参数设定模块：能够完成试验强度、时间等试验要求和系统设备相关参数的设定；

5)试验操作模块：能够完成试验开始、结束及补给等系统设备的操作控制；

6)系统示意图模块：能够实时显示饱和桶温度、试验时间等进程参数，以及试验系统相关设备的运行状态，实现设备控制方式的转换；

7)趋势曲线模块：能够显示记录试验过程中主要参数的变化曲线；

8)报警显示模块：能够显示、查询系统运行过程中出现的故障信息及解决方法，根据该信息能够将故障定位到单体设备；

9)报表输出模块：能够以报表的形式输出试验结果。

实施例2：如图16-18所示，本实施例中一种基于实施例1所述大型步入式动静态结合海水腐蚀试验系统的试验方法，同时设置了两个参照组，对照组1为近海岸户外暴露试验，对照组2为滨海户外暴露试验。

参照图16，本实施例中的模拟海洋大气加速试验方法按照下述步骤依次进行：

I，试验前准备

a，确定试验样车和样片

本实施例中的试验样车选择装配齐全的新车，试验前及试验过程中样车不挪作它用；钢板样件选用Q236或SPHC碳钢，试验前对钢板样件进行除油称重准备工作，并在试验样车的车身底盘两侧位置完成挂样；

所述试验样车的左右两侧车架部位安装有挂架，所述钢板样件挂设在所述挂架上；

II，试验实施

e，喷雾静态加速腐蚀

f，溅水动态加速腐蚀

g，喷淋动态加速腐蚀

h，户外静态加速腐蚀

e.喷雾静态加速腐蚀

f.溅水动态加速腐蚀

g.户外动态加速腐蚀

试验样车以80km/h车速在高速跑道上行驶40km；

h.户外静态加速腐蚀

III，试验时间

实施步骤a至h的总时间为24h，试验时间为30～200天；

IV，腐蚀速率计算

h₁＝(W₀-W₁)×h₀/W₀

式中:

h₁—试样腐蚀深度，mm，精确到0.001mm；

W₀一试样原始质量，g，精确到1mg；

W₁—试样腐蚀后质量，g，精确到1mg；

h₀—试样原始厚度，mm，精确到0.001mm。

其中，图17为以低碳钢样品开展本实施例的模拟海洋大气加速腐蚀试验2个月(60天)，同时开展样品的近海岸户外暴露试验(对照组1)和滨海户外暴露试验(对照组2)2个月，试验过程记录试验样品的外观变化。

参照图18及下表1所示，本实施例中以低碳钢样品开展的模拟海洋大气加速腐蚀试验共进行了30天的试验数据，和近海岸户外暴露试验(对照组1)和滨海户外暴露试验(对照组2)分别进行了1年的试验数据，计算出本实施例的模拟海洋大气加速腐蚀试验样品相较近海岸户外暴露试验样品加速倍率为16.3倍，相较滨海试验样品加速倍率为7.2倍。

表1模拟海洋大气加速腐蚀试验与户外自然暴露试验结果

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其进行各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，其特征在于：

包括集成有海水喷雾模块、海水喷淋模块和海水溅水模块的前后具有开合门的封闭式试验室，所述海水喷雾模块、海水喷淋模块和海水溅水模块分别与海水蓄水池连接，所述试验室的进口和出口之间设置有循环道路；

所述海水喷雾模块和所述喷淋模块均设置在所述试验室内上部，所述海水溅水模块包括位于所述试验室内底部的溅水池单元和位于试验室内两侧中部的侧溅水单元；

还包括由所述试验室、所述循环道路以及近海岸试验道路、滨海试验道路和高速道路所组成的海水动静态组合综合加速腐蚀试验系统；

I，试验前准备

a，准备试验样车和样片

试验样车为新车且试验前及试验过程中样车不挪作它用；钢板样件选用Q236或SPHC碳钢，试验前对钢板样件进行除油称重准备工作，并在试验样车的车身底盘两侧位置完成挂样；II，试验实施

a，喷雾静态加速腐蚀

b，溅水动态加速腐蚀

c，喷淋动态加速腐蚀

d，户外静态加速腐蚀

e.喷雾静态加速腐蚀

f.溅水动态加速腐蚀

g.户外动态加速腐蚀

试验样车以80km/h车速在高速跑道上行驶40km；

h.户外静态加速腐蚀

III，试验时间

实施步骤a至h的总时间为24h，总试验时间为30～200天；

IV，腐蚀速率计算

h₁＝(W₀-W₁)×h₀/W₀

式中:

h₁—试样腐蚀深度，mm，精确到0.001mm；

W₀一试样原始质量，g，精确到1mg；

W₁—试样腐蚀后质量，g，精确到1mg；

h₀—试样原始厚度，mm，精确到0.001mm。

2.如权利要求1所述的模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，其特征在于：所述滨海试验道路距离海岸为50～150米，所述近海岸试验道路距离海岸约300～400米。

3.如权利要求1所述的模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，其特征在于：所述循环道路包括口字型循环路面，所述口字型循环路面的其中一边路面为试验通道，所述试验室设置在试验通道的中部，与所述试验通道的驶入端连接的路面为驶入段路面，与所述试验通道的驶出端连接的路面为回转路面，连接所述回转路面和驶入段路面的一段路面为返回通道；所述驶入段路面的前端延伸有口字型循环路面的驶入道路，所述返回通道的朝向所述回转路面的一端延伸有口字型循环路面的驶出道路。

4.如权利要求1所述的模拟海洋大气及海水环境动静态加速腐蚀试验方法，其特征在于：所述喷淋模块与海水溅水模块所用喷嘴间距不大于2米。