CN118190763A - 一种用于桩基础的腐蚀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于桩基础的腐蚀试验装置，所述试验装置包括：试验区、蓄水区和循环泵组件，试验区包括泥土层和模拟层，模拟层位于泥土层的上方，泥土层内铺设有试验泥土且泥土层用于安装试验桩体，模拟层用于注入试验液体，蓄水区用于储存试验液体，蓄水区与试验区连通，以使试验液体能够在蓄水区与试验区之间流动，循环泵组件连接在试验区与蓄水区之间，循环泵组件用于将试验区内的试验液体抽出并通入蓄水区或者用于将蓄水区的试验液体抽出并通入试验区。本发明用于桩基础的腐蚀试验装置具有试验过程简单、试验效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及桩基础腐蚀试验技术领域，具体地，涉及一种用于桩基础的腐蚀试验装置。
背景技术
与传统化石燃料相比，风能使用清洁，成本较低，具有开发范围广，安全、能源永不耗竭等优势。相比于陆上风电，海上风电具有风速大、湍流度低、不占耕地等优势。近年来，海上风电技术在全世界范围内迅速发展，作为能源系统去碳化和实现零排放的关键技术之一，海上风电的地位日趋重要。我国的海上风能资源丰富，但风电机组在高盐雾、高湿度、长日照、微生物附着等苛刻的海洋环境中长期运行时，面临着严峻的腐蚀挑战。
目前针对海上风电腐蚀情况，一般采用的防腐措施有：防腐涂层、复层包覆技术、阴极保护和预留腐蚀余量等。对于真实海洋环境的腐蚀情况，桩基础由上到下的方向上依次分为大气区、飞溅区、潮差区、全浸区和泥土区。而相关技术中，利用造浪板制造的试验装置无法将所有区域模拟出来，导致试验过程繁琐复杂。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种用于桩基础的腐蚀试验装置，该试验装置具有试验过程简单、试验效果好的优点。
本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置包括：
试验区，所述试验区包括泥土层和模拟层，所述模拟层位于所述泥土层的上方，所述泥土层内铺设有试验泥土且所述泥土层用于安装试验桩体，所述模拟层用于注入试验液体；
蓄水区，所述蓄水区用于储存试验液体，所述蓄水区与所述试验区连通，以使所述试验液体能够在所述蓄水区与所述试验区之间流动；
循环泵组件，所述循环泵组件连接在所述试验区与所述蓄水区之间，所述循环泵组件用于将所述试验区内的试验液体抽出并通入所述蓄水区或者用于将所述蓄水区的试验液体抽出并通入所述试验区。
本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置利用循环泵组件抽取试验液体，使得试验区与蓄水区之间产生液位差，从而模拟出近似海洋环境的腐蚀情况，此外，改变循环泵组件的抽水功率，能够实现调节出不同类型的海洋环境，由此，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置具有试验过程简单、试验效果好的优点。
在一些实施例中，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置还包括试验槽和第一过滤件，所述第一过滤件设在所述试验槽内，所述第一过滤件将所述试验槽的槽内空间分隔为试验区和蓄水区，所述第一过滤件用于阻隔所述试验区内的泥土，且所述试验液体能够穿过所述第一过滤件在所述蓄水区与所述试验区之间流动。
在一些实施例中，循环泵组件包括泵机和与所述泵机相连的连接管，所述连接管的第一管口与所述试验槽的壁面相连且与所述试验区连通，所述连接管的第二管口与所述蓄水区相连。
在一些实施例中，所述连接管的第一管口位于所述泥土层的上方且邻近所述泥土层布置。
在一些实施例中，所述连接管的第二管口位于所述蓄水区的底部。
在一些实施例中，所述连接管的第二管口位于所述蓄水区远离所述第一过滤件的一侧。
在一些实施例中，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置还包括第二过滤件，所述第二过滤件设在与所述第一管口相连的所述试验槽的槽壁上，所述第一过滤件用于阻隔所述试验区内的泥土，且所述试验液体能够穿过所述第二过滤件在所述循环泵组件与所述试验区之间流动。
在一些实施例中，所述第一过滤件和所述第二过滤件均采用多层土工布结构制成。
在一些实施例中，所述连接管的管壁涂刷防腐涂层。
在一些实施例中，所述防腐涂层包括环氧树脂涂层、聚乙烯涂层、橡胶涂层和玻璃鳞片涂层中的一者。
附图说明
图1是本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置的结构示意图。
图2是本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置的俯视结构示意图。
图3是本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置(未工作状态)的结构示意图。
图4是本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置(工作状态)的结构示意图。
图5是本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置(工作状态)的结构示意图。
附图标记：
100、试验桩体，200、试验液体，
10、大气区，20、浪溅区，30、潮汐区，40、全浸区，50、泥土区，
1、试验槽，11、试验区，111、泥土层，112、模拟层，12、蓄水区，
2、循环泵组件，21、泵机，22、连接管，221、第一管口，222、第二管口，
31、第一过滤件，32、第二过滤件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图5所示，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置包括：试验区11、蓄水区12和循环泵组件2。
试验区11包括泥土层111和模拟层112，模拟层112位于泥土层111的上方，泥土层111内铺设有试验泥土且泥土层111用于安装试验桩体100，模拟层112用于注入试验液体200。蓄水区12用于储存试验液体200，蓄水区12与试验区11连通，以使试验液体200能够在蓄水区12与试验区11之间流动。循环泵组件2连接在试验区11与蓄水区12之间，循环泵组件2用于将试验区11内的试验液体200抽出并通入蓄水区12或者用于将蓄水区12的试验液体200抽出并通入试验区11。
可以理解的是，如图3所示，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置的试验区11沿由上到下的方向依次分为大气区10、浪溅区20、潮汐区30、全浸区40和泥土区50。也就是说，当试验区11和蓄水区12内的试验液体200产生高度差时，由于试验区11与蓄水区12为连通状态，由此，试验液体200则有液位高的一侧向液体低的一侧流动，从而模拟出海洋的潮汐。在试验液体200的模拟流动下，使得试验桩体100能够处于与实际桩基础在海洋环境中相似度较高的腐蚀场景，进而更好的能够得出较为准确的腐蚀效果。
需要说明的是，循环泵组件2还可以调整抽取试验液体200的流量大小，以调节试验区11和蓄水区12中试验液体200中液位高度，进而能够模拟更多种的腐蚀环境。
其中，试验液体200可以通过改变其温度、盐度、pH值等污染因素，使得试验桩体100能够加速腐蚀，进而在较短的试验时间内得出腐蚀结果。
换言之，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置利用循环泵组件2抽取试验液体200，使得试验区11与蓄水区12之间产生液位差，从而模拟出近似海洋环境的腐蚀情况，此外，改变循环泵组件2的抽水功率，能够实现调节出不同类型的海洋环境，由此，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置具有试验过程简单、试验效果好的优点。
在一些实施例中，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置还包括试验槽1和第一过滤件31，第一过滤件31设在试验槽1内，第一过滤件31将试验槽1的槽内空间分隔为试验区11和蓄水区12，第一过滤件31用于阻隔试验区11内的泥土，且试验液体200能够穿过第一过滤件31在蓄水区12与试验区11之间流动。
具体地，如图1和图2所示，在俯视视角下，试验槽1的轮廓呈矩形。第一过滤件31紧邻泥土层111的左侧布置，以便防止泥土层111流向蓄水区12内。
可以理解的是，第一过滤件31采用多层土工布结构制成。如图1、图2和图4所示，那么利用循环泵组件2将试验区11内的试验液体200抽出并通入蓄水区12内，蓄水区12内的试验液体200液面升高且高于试验区11内试验液体200的液面高度，由此，蓄水池内的试验液体200能够穿过第一过滤件31涌向试验区11内，形成“波浪”并冲击到试验桩体100，从而实现模拟真实的海洋环境。
需要说明的是，第一过滤件31能够阻碍泥土层111流向蓄水区12，并且蓄水区12内的试验液体200通过第一过滤件31后能够均匀地朝向试验桩体100进行扩散，从而保证“波浪”的稳定，与此同时，控制循环泵组件2的抽水速率，使蓄水池内的液面起伏尽量保持恒定，由此能够进一步保证“波浪”的稳定。
在一些实施例中，循环泵组件2包括泵机21和与泵机21相连的连接管22，连接管22的第一管口221与试验槽1的壁面相连且与试验区11连通，连接管22的第二管口222与蓄水区12相连。
优选地，连接管22的管壁涂刷防腐涂层。
可选地，防腐涂层括环氧树脂涂层、聚乙烯涂层、橡胶涂层和玻璃鳞片涂层中的一者。可以理解的是，为了模拟更多且更接近实际海洋环境，调节试验液体200的温度、盐度、pH值等参数，容易导致普通连接管22内壁的腐蚀，降低本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置使用周期，还容易造成管道堵塞、破裂等，具有一定的安全隐患。
可以理解的是，如图1和图2所示，连接管22的第一管口221与试验槽1的右侧壁相连，即第一管口221位于远离第一过滤件31以及试验桩体100布置，以降低泵机21在进行抽液或者排液过程中对试验区11内“波浪”的影响。
优选地，连接管22的第一管口221位于泥土层111的上方且邻近泥土层111布置。也就是说，连接管22的第一管口221距离液面越近，则容易导致试验区11内试验液体200液面下降时产生的波动越大，具有一定的不稳定因素。
优选地，连接管22的第二管口222位于蓄水区12的底部。可以理解的是，连接管22的第二管口222在抽液或者排液过程中，由于距离蓄水区12内的液面较远，因此，能够减少因抽液或者排液导致蓄水区12内的液体剧烈波动，不利于试验液体200均匀地穿过第一过滤件31进入试验区11。
优选地，如图1和图2所示，连接管22的第二管口222位于蓄水区12远离第一过滤件31的一侧。也就是说，连接管22的第二管口222位于蓄水区12靠近左侧的底部，进一步保证循环泵组件2在抽液或者排液过程中蓄水区12内试验液体200的稳定性。
在一些实施例中，本发明实施例的用于桩基础的腐蚀试验装置还包括第二过滤件32，第二过滤件32设在与第一管口221相连的试验槽1的槽壁上，第一过滤件31用于阻隔试验区11内的泥土，且试验液体200能够穿过第二过滤件32在循环泵组件2与试验区11之间流动。
具体地，如图1和图2所示，第二过滤件32位于试验槽1的右侧壁上，且第二过滤件32在左右方向上位于泥土层111和连接管22的第一管口221之间，以防止泥土层111通过第二过滤件32流入连接管22内。
可以理解的是，循环泵组件2向试验区11内抽取或者排入试验液体200时，试验液体200均能够穿过第二过滤件32。其中，第二过滤件32采用多层土工布结构制成。如图1、图2和图5所示，使得在向试验区11进行排液时，经第一管口221排出的试验液体200通过第二过滤件32后能够均匀地朝向试验桩体100扩散，以形成“波浪”并冲击到试验桩体100。同理，在向试验区11进行抽液时，试验区11内的试验液体200能够稳定地穿过第二过滤件32进入连接管22，避免因第一管口221负压过大而导致试验区11内的试验液体200发生紊乱。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，包括：
试验区，所述试验区包括泥土层和模拟层，所述模拟层位于所述泥土层的上方，所述泥土层内铺设有试验泥土且所述泥土层用于安装试验桩体，所述模拟层用于注入试验液体；
蓄水区，所述蓄水区用于储存试验液体，所述蓄水区与所述试验区连通，以使所述试验液体能够在所述蓄水区与所述试验区之间流动；
循环泵组件，所述循环泵组件连接在所述试验区与所述蓄水区之间，所述循环泵组件用于将所述试验区内的试验液体抽出并通入所述蓄水区或者用于将所述蓄水区的试验液体抽出并通入所述试验区。
2.根据权利要求1所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，还包括试验槽和第一过滤件，所述第一过滤件设在所述试验槽内，所述第一过滤件将所述试验槽的槽内空间分隔为试验区和蓄水区，所述第一过滤件用于阻隔所述试验区内的泥土，且所述试验液体能够穿过所述第一过滤件在所述蓄水区与所述试验区之间流动。
3.根据权利要求2所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，循环泵组件包括泵机和与所述泵机相连的连接管，所述连接管的第一管口与所述试验槽的壁面相连且与所述试验区连通，所述连接管的第二管口与所述蓄水区相连。
4.根据权利要求3所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，所述连接管的第一管口位于所述泥土层的上方且邻近所述泥土层布置。
5.根据权利要求4所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，所述连接管的第二管口位于所述蓄水区的底部。
6.根据权利要求5所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，所述连接管的第二管口位于所述蓄水区远离所述第一过滤件的一侧。
7.根据权利要求6所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，还包括第二过滤件，所述第二过滤件设在与所述第一管口相连的所述试验槽的槽壁上，所述第一过滤件用于阻隔所述试验区内的泥土，且所述试验液体能够穿过所述第二过滤件在所述循环泵组件与所述试验区之间流动。
8.根据权利要求7所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，所述第一过滤件和所述第二过滤件均采用多层土工布结构制成。
9.根据权利要求3-7中任一项所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，所述连接管的管壁涂刷防腐涂层。
10.根据权利要求9所述的用于桩基础的腐蚀试验装置，其特征在于，所述防腐涂层包括环氧树脂涂层、聚乙烯涂层、橡胶涂层和玻璃鳞片涂层中的一者。
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