CN201464338U - 一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置 - Google Patents

一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置 Download PDF

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Abstract

一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，具体为气源依次通过气体减压/限压阀和电磁阀进入气体混合箱混合后再进入环境试验样品箱进行实验，环境试验样品箱内部设置有湿度传感器、温度传感器、二氧化硫传感器和二氧化碳传感器，这些传感器与一数据采集卡连接，数据采集卡再与一数据监控机连接。环境试验样品箱内部及后部设置有石英加热管和制冷装置，受继电器控制。在箱体外部还设置有干湿气体发生器。本实用新型通过实验参数控制可实现多功能化，即利用本实用新型装置可实现干湿交替、恒温恒湿、不同腐蚀性气体环境控制等单一或组合试验，实现多因子腐蚀环境条件下的模拟/加速腐蚀实验。适用于各种测量耐腐蚀实验领域。

Description

一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置
技术领域
本实用新型涉及模拟环境腐蚀试验装置领域，尤其涉及一种可模拟/加速实现干湿交替、恒温恒湿、不同腐蚀性气体环境控制的多因子环境状态下腐蚀的实验箱。
背景技术
目前用于实验室模拟/加速腐蚀试验技术是指通过对人工设置的腐蚀环境进行如温度、湿度、腐蚀性气体含量等相关参数控制，在实验室内利用特殊的腐蚀实验装置对材料的耐腐蚀性能进行评价的技术，该项技术具有操作简便，试验条件控制准确，结果重现性好，试验周期短等优点，特别适合于各类材料的耐蚀性能评估及对材料的成分、工艺和应用范围进行及时的筛选和确定，对指导新材料的研发具有重要的参考意义。
而目前用于实验室模拟/加速腐蚀试验的设备主要有盐雾腐蚀实验箱、恒温恒湿腐蚀实验箱、周期浸润腐蚀实验箱等，均已形成了相关的专利，如公开号CN2792608，公开日2006年07月05日公开的中国专利一种恒温恒湿实验箱和公开号CN2119662，公开日1992年10月21日公开的中国专利一种节能型恒定湿热实验箱。上述实用新型及其他类似的商业化产品的模拟/加速腐蚀实验装置均只能单一的进行一种方式或条件下的模拟/加速腐蚀实验，难以用于评价多因素条件对材料腐蚀行为的影响。如恒温恒湿腐蚀实验箱只能通过对箱体内的温度及湿度的综合调控，模拟高温高湿腐蚀环境。由此可见，为了实现不同环境条件腐蚀状况的评价，往往需要采用不同的设备或装置。
而在通常情况下，材料的服役环境条件并非是单一腐蚀因子的作用，而是多因素的联合作用。特别是大气腐蚀，腐蚀不仅受材料表面水膜中的电化学腐蚀过程控制，同时还受大气中气体污染物(如SO2、NOx、CO2)和空气中的粉尘(如烟尘粒子、盐粒子等)等综合影响。因此，为更加客观准确地评价材料的腐蚀性能，先迫切需要一种能对模拟多因素的实验室大气模拟/加速腐蚀装置。
实用新型内容
为了解决上述已有设备存在的问题，使一种设备具有进行多因子腐蚀环境下的腐蚀评价试验功能，本实用新型提供了一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置。通过实验参数控制可实现多功能化，即利用本实用新型装置可实现干湿交替、恒温恒湿、不同腐蚀性气体环境控制等单一或组合试验，实现多因子腐蚀环境条件下的模拟/加速腐蚀实验。
本实用新型具体结构如下所述：
一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，包括气源，其特征在于：
所述的气源在其气路上依次设置有气体减压/限压阀、电磁阀和气体混合箱，气体依次通过上述装置并在气体混合箱混合后再进入环境试验样品箱，环境试验样品箱内壁底部依次设置有湿度传感器、温度传感器、二氧化硫传感器和二氧化碳传感器，这些传感器与箱体外部的数据采集卡连接，数据采集卡再与一数据监控机连接。
数据被数据采集卡收集后，传输到数据监控机，通过数据监控机上面安装的控制软件来实现对环境试验样品箱内气体温度和浓度状态进行控制。
根据本实用新型的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，所述的气源为干湿气源、二氧化碳气源和二氧化硫气源，也可以为其他类型的腐蚀气源。
可选择不同腐蚀气源并有各自的气源口使本实用新型可进行多种实验室模拟腐蚀实验及加速腐蚀实验，通用性强。
根据本实用新型的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，所述的环境试验样品箱的箱体内壁上侧设置有石英加热管，箱体外壁后部设置有制冷装置，内壁左侧设置有气体导出口。
当环境试验样品箱需要升温时，启动石英管对环境试验样品箱进行加热；环境试验样品箱后部还设有制冷装置，在环境试验样品箱的温度需要降低时，启动制冷装置，降低环境试验样品箱内的温度。
根据本实用新型的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，所述的石英加热管和制冷装置均受一带电源的继电器控制。
电源分别为继电器、制冷装置、石英管和干湿气发生器等原件提供电力，通过带电源的继电器控制的石英加热管和制冷装置使本实用新型工作稳定，实验参数控制精确。
根据本实用新型的的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，在箱体外部还设置有一干湿气体发生器，该干湿气体发生器与干湿气源连接。
该干湿气体发生器可为干湿气源提供所需的气体。
使用本发明获得如下有益效果
1.本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置结构简单，制造成本低廉，通用性强；
2.本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置工作稳定，实验参数控制精确。通过实验参数和过程调整，并可以配合相应的辅助装置；
3.本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置可进行多种实验室模拟腐蚀实验及加速腐蚀实验，如干湿交替、恒温恒湿、不同腐蚀性气体(SO2和/或CO2)环境控制等单一或组合试验，特别适合于大气腐蚀实验室的建设。
附图说明
图1为本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置的具体结构示意图；
图2为本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置的环境试验样品箱剖面图。
图中：1.干湿气源，2.二氧化碳气源，3.二氧化硫气源，4.气体减压/限压阀，5.电磁阀，6.气体混合箱，7.石英加热管，8.环境试验样品箱，9.制冷装置，10.湿度传感器，11.温度传感器，12.二氧化硫传感器，13.二氧化碳传感器，14.数据采集卡，15.数据监控机，16.干湿气体发生器，17.继电器，18.电源，19.气体导出口，20.试样，21.试样架，22.风扇。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置的恒温恒湿、不同腐蚀性气体环境控制等各项功能进行说明。
本实用新型的结构示意图如图1及图2所示，本实用新型装置主要部件的结构功能及技术特征如下：
工作时，将气体从从气源钢瓶导出，然后通过本实用新型的干湿气源1、二氧化碳气源2和二氧化硫气源3导入，通过气体减压/限压阀4进入电磁阀5，在电磁阀5开启后，进入气体混合箱6，气体混合后通入环境试验样品箱8。环境试验样品箱内设有石英加热管7，当环境试验样品箱需要升温时，继电器17会自动启动石英管对环境试验样品箱进行加热；环境试验样品箱后部还设有制冷装置9，在环境试验样品箱的温度需要降低时，继电器17会自动启动制冷装置，降低环境试验样品箱内的温度。在环境试验样品箱的内壁还分别安装有湿度传感器10、温度传感器11、二氧化硫传感器12和二氧化碳传感器13四个传感器，时时检测环境试验样品箱内各环境因子参数。
当数据被数据采集卡14收集后，传输到数据监控机15，通过数据监控机上面安装的控制软件来实现对环境试验样品箱内气体状态进行控制。
在实验过程中，当数据监控机15检测到环境试验样品箱8内的二氧化碳或二氧化硫气体浓度低于设置浓度时，系统会开启二氧化碳气源2或二氧化硫气源3的输出，启动继电器17与电磁阀5，气体经过气体减压/限压阀4、电磁阀、气体混合箱6进入环境试验样品箱8，增加二氧化硫或二氧化碳的含量，直至达到设定值时，数据监控机关闭二氧化硫气源或二氧化碳气源的输出，关闭继电器与电磁阀，二氧化硫或二氧化碳气体停止输入；如果在试验过程中要降低环境试验样品箱8内的二氧化硫或二氧化碳浓度时，系统会启动干湿气体发生器16，启动继电器与电磁阀，干湿气体发生器通过干湿气源1的气路将压缩空气经气体减压/限压阀、电磁阀、气体混合箱注入环境试验样品箱，降低二氧化硫或二氧化碳的含量，直至达到设定值，数据监控机关闭压缩空气输出，关闭继电器与电磁阀，压缩空气停止输入。
电源18分别为继电器17、制冷装置9、石英管7和干湿气发生器16等原件提供电力。
通过各项试验参数的调整与组合，本装置可控环境参数范围如下：
(1)环境试验样品箱温度测量范围和精度：0℃-40℃；±1℃；
(2)环境试验样品箱湿度测量范围和精度：3％-98％；±3％；
(3)CO2测量范围：0-3000ppm；
(4)SO2测量范围：0-100ppm；
(5)环境试验样品箱温度控制范围：0℃-40℃；
(6)环境试验样品箱湿度控制范围：3％-98％；
(7)CO2控制范围：0-3000ppm；
(8)SO2控制范围：0-100ppm。
下面通过实施例对本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置的各项功能和实用效果做进一步的说明。
实施例1-不同工艺冷轧板恒温恒湿加速腐蚀实验
利用本实用新型实现恒温恒湿加速腐蚀实验的工作原理为：用于加热环境试验样品箱8的石英加热管7的工作电压可调节，其功率受控。另外，本实用新型配备有干湿气体发生器16，通过数据监控机软件设置，可精确调节环境试验样品箱8内的温度及湿度，使环境试验样品箱8内的温度及湿度达到实验设定要求。
在恒温恒湿(40℃，98％RH)的条件下进行模拟加速锈蚀试验，考察试样20表面的锈蚀程度，对比不同工艺冷轧板的表面耐蚀性能。
本实验的具体操作过程如下：
(1)开启控制面板电源开关，启动数据监控机。
(2)设定恒温输出为40℃，恒湿输出为98％。
(3)启动石英加热管开关，调节其供电电压，利用石英管加热环境试验样品箱8，使其内的温度恒定至40℃。
(4)启动干湿气体发生器16，进行湿度及温度可控的恒温恒湿加速腐蚀实验。
试验结果表明，不同工艺冷轧板在经过192小时恒温恒湿试验后，表面均已发生了锈蚀，但锈蚀的程度有所不同。
实施例2-不同表面处理样板在二氧化硫环境下的腐蚀实验
本实验利用装置实现恒温恒湿(同实施例1)的同时，通入二氧化硫腐蚀气氛，模拟大气中二氧化硫腐蚀环境。
本实验的具体操作过程如下：
(1)开启控制面板电源开关，启动数据监控机。
(2)设定恒温输出为40℃，恒湿输出为98％。
(3)启动石英加热管开关，调节其供电电压，利用石英管加热环境试验样品箱8，使其内的温度恒定至40℃。
(4)启动干湿气体发生器16，进行湿度及温度可控的恒温恒湿加速腐蚀实验。
(5)打开气体减压/限压阀4和电磁阀5，设定二氧化硫浓度为0.002ppm。
在经过8小时试验后，试验结果显示，各个样品由于其材质不同获得了不同的耐二氧化硫腐蚀性能。
通过上述实施例，充分证明了本实用新型的模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置具有进行多因子腐蚀环境下的腐蚀评价试验功能，通过实验参数控制可实现多功能化，即利用本实用新型装置可实现干湿交替、恒温恒湿、不同腐蚀性气体环境控制等单一或组合试验，实现多因子腐蚀环境条件下的模拟/加速腐蚀实验。适用于各种测量耐腐蚀实验领域。

Claims (5)

1.一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，包括气源，其特征在于：
所述的气源在其气路上依次设置有气体减压/限压阀(4)、电磁阀(5)和气体混合箱(6)，气体依次通过上述装置并在气体混合箱混合后再进入环境试验样品箱(8)，环境试验样品箱内壁底部依次设置有湿度传感器(10)、温度传感器(11)、二氧化硫传感器(12)和二氧化碳传感器(13)，这些传感器与箱体外部的数据采集卡(14)连接，数据采集卡再与一数据监控机(15)连接。
2.如权利要求1所述的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，所述的气源为干湿气源(1)、二氧化碳气源(2)和二氧化硫气源(3)。
3.如权利要求1所述的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，所述的环境试验样品箱(8)的箱体内壁上侧设置有石英加热管(7)，箱体外壁后部设置有制冷装置(9)，内壁左侧设置有气体导出口(19)。
4.如权利要求3所述的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，所述的石英加热管(7)和制冷装置(9)均受一带电源(18)的继电器(17)控制。
5.如权利要求1所述的一种模拟/加速多因子环境状态下腐蚀的实验装置，其特征在于，在箱体外部还设置有一干湿气体发生器(16)，该干湿气体发生器与干湿气源(1)连接。
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