CN203688419U - 一种大气腐蚀模拟试验箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大气腐蚀模拟试验箱，属于材料分析设备技术领域。包括试验箱主体、控制系统箱、喷雾装置、温度和湿度控制装置、腐蚀气体浓度调节装置、氙灯和尾气处理装置。试验箱主体由箱盖和主箱体组成；控制系统箱包括温度控制组件、湿度控制组件、腐蚀气体浓度控制组件、氙灯控制开关、周期间断定时器组件和控制面板；喷雾装置包括喷雾塔、盐水箱、饱和桶、空气压缩机和管道；温度和湿度控制装置包括温湿度调节设备和温湿度传感器；腐蚀气体浓度调节装置包括腐蚀气体钢瓶、气体减压阀、电磁阀、电源线及数据传输线、腐蚀气体输送管道和气体传感器；尾气处理装置包括尾气处理管道和尾气管道开关。能准确有效的模拟材料的大气腐蚀状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大气腐蚀模拟试验箱，特别是一种多功能盐雾试验箱，该设备可用于对金属材料、保护层、零部件、电子元器件及工业产品进行抗盐雾性能试验，属于材料分析设备技术领域。
背景技术
材料的服役环境通常为大气环境，因此大气腐蚀是一种最常见腐蚀环境，主要腐蚀成分是大气中的腐蚀气体如SO2、CO2、H2S、Cl2等，它主要来源于工业排放的污染气体。当空气中的湿度达到一定程度时，大气中的水溶性无机盐离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生的电化学反应引起的。同时由于离子含有一定的水和能，易吸附在金属表面的空隙、缝隙而去取代氧化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的盐，使钝化表面活化而对产品造成破坏。
大气腐蚀模拟试验箱是一种利用模拟大气环境下考核金属材料及其保护层或工业产品耐腐蚀性能的设备，主要是为实验者模拟一个加速腐蚀所需的理想实验坏境。在天然暴露环境下对某些产品进行腐蚀试验，待腐蚀可能要几个月甚至一年，而在人工模拟大气环境条件下实验，只要几天或十几天即可达到相似的结果。人工模拟大气腐蚀试验包括在恒温恒湿腐蚀试验，腐蚀气体试验、水溶性无机盐离子腐蚀试验、氙灯老化试验以及多因素综合实验。
模拟大气腐蚀实验主要是用来研究单因素或多因素相互作用对金属大气腐蚀的影响，探讨各因素参与作用的过程与机理,寻求该条件下的大气腐蚀规律，为进一步研究金属大气腐蚀提供参考。目前，模拟大气腐蚀存在很大局限性，还不能对自然大气中所有腐蚀因素进行模拟，有待于进一步完善和提高。本实用新型为研究单种或多种腐蚀因素的影响创造了有利条件，并为研究真实大气污染浓度下的金属腐蚀提供了参考。
实用新型内容
本实用新型针对传统盐雾试验箱的功能不足进行了改进和提高，具有控制试验箱内的温度和湿度、模拟大气中腐蚀气体浓度以及大气中水溶性无机盐离子浓度的作用，包含对材料耐腐蚀性能影响的全部主导因素，可以有效模拟材料的大气腐蚀状态，可以做恒温恒湿腐蚀试验，腐蚀气体试验、水溶性无机盐离子腐蚀试验、氙灯老化试验以及多因素综合实验，功能完善。
为了达到本实用新型的目的，采用如下的技术方案：
一种大气腐蚀模拟试验箱，包括试验箱主体、控制系统箱、喷雾装置、温度和湿度控制装置、腐蚀气体浓度调节装置、氙灯和尾气处理装置等。
试验箱主体，由箱盖和主箱体组成，主箱体内设置样品台组架。
控制系统箱，包括温度控制组件、湿度控制组件、腐蚀气体浓度控制组件、氙灯控制开关、周期间断定时器组件和控制面板，控制面板设置于箱盖上。
喷雾装置，包括喷雾塔、盐水箱、饱和桶、空气压缩机和管道，喷雾塔设置于主箱体内，盐水箱、饱和桶、空气压缩机设置于箱体外部，盐水箱内装有大气腐蚀模拟液，空气压缩机与饱和桶连接，饱和桶将空气压缩机压缩来的空气进行加热加湿及过滤杂质，盐水箱管道与饱和桶管道汇集于一条管道，与喷雾塔连接，用来调节盐雾箱内部的湿度以及水溶性无机盐离子的浓度。
温度和湿度控制装置，包括温湿度调节设备和温湿度传感器，位于主箱体底部的温湿度调节设备以及位于主箱体内一侧中间位置的温湿度传感器，通过耐高温耐蚀导线分别与控制系统箱中的温度和湿度控制组件相连。
腐蚀气体浓度调节装置，包括腐蚀气体钢瓶、气体减压阀、电磁阀、电源线及数据传输线、腐蚀气体输送管道和气体传感器，腐蚀气体钢瓶中的腐蚀气体通过气体减压阀、电磁阀和气体输送管道联通到主箱体的内部；电磁阀通过电源线及数据传输线与控制系统箱中的腐蚀气体浓度控制组件连接；位于主箱体内一侧中间位置的气体传感器，通过耐高温耐蚀导线与控制系统箱中的腐蚀气体浓度控制组件相连。腐蚀气体浓度调节装置可以两套以上同时使用，用于多种不同腐蚀气体的浓度调节。
氙灯，设置于主箱体顶部，通过耐高温耐蚀导线与控制系统箱中的氙灯控制开关连接。
尾气处理装置，包括尾气处理管道和尾气管道开关，尾气处理管道通过箱盖与箱体外的大气连通，尾气管道开关设置于箱体外的尾气处理管道上。
箱盖位于盐雾箱的顶端，箱盖具有110度的顶角，箱盖与主箱体之间通过铰接构件进行连接，箱盖与主箱体之间还设置有橡胶真空密封条。
样品台组架包括支架体和三角形的样品放置装置，支架体的架腿焊接在主箱体的底部作为固定支撑，三角形的样品放置装置则焊接在支架体上，等距离排列；支架体的架腿由绝缘材质制成。
主箱体、箱盖、盐水箱、样品台组架、饱和桶、盐水箱顶盖和喷雾塔均由耐热耐蚀塑料制成，耐热耐蚀塑料可以是PVC、PP等。试验箱所包括的主箱体、箱盖、 盐水箱、样品台组架以及饱和桶均由耐热耐蚀塑料板材拼装焊接而成；盐水箱顶盖和喷雾塔均为透明的耐热耐蚀塑料制成；由于采用诸如耐热耐蚀PVC、PP塑料材料拼焊结构，代替已有技术采用的玻璃钢结构，这样可以明显降低成本及重量。
控制系统箱和盐水箱设于主箱体右侧，控制系统箱与主箱体互相焊接连成一体，盐水箱在主箱体的外部放置。控制面板上设置温度、湿度、气体(2个)、电源、定时、氙灯、连续/周期等控制按钮。
本实用新型的特点：首先，通过大气腐蚀模拟液产生的盐雾控制主箱体内部的湿度是一个创新，能够更真实的模拟自然大气环境；其次，改变传统的喷雾计量方式，通过温湿度传感器、气体传感器、控制系统箱中相应的控制组件来控制主箱体内部的温湿度以及腐蚀气体的浓度；再次，通过配置与特定环境相对应的水溶性无机盐模拟液，来调节盐雾箱内部的水溶性无机盐离子的浓度，模拟大气中水溶性无机盐离子对材料腐蚀的影响；最后，通过氙灯的开关控制，来模拟自然光照，从而更加完善的模拟真实的大气腐蚀环境。
本实用新型可按GB10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》以及等效的ASTM等相关标准进行各种盐雾腐蚀试验，还可以做恒温恒湿腐蚀试验，腐蚀气体试验、水溶性无机盐离子腐蚀试验、氙灯老化试验以及多因素综合实验等，功能完善，且准确度高。
本实用新型的大气腐蚀模拟试验箱，通过控制试验箱内温度和湿度、模拟大气中腐蚀气体浓度以及水溶性无机盐离子浓度，充分模拟对材料耐腐蚀性能影响的决定性因素，有效改进了传统盐雾试验设备的不足，可以更加准确的模拟材料大气腐蚀状态。本实用新型原理简单、结构合理、安全可靠，而且还可按相关标准进行各种盐雾腐蚀实验。
附图说明
图1为大气腐蚀模拟试验箱的结构示意图。
图2为大气腐蚀模拟试验箱的右侧视图。
图3为大气腐蚀模拟试验箱控制面板示意图。
主要附图标记：
1 箱盖 2 主箱体
3 控制面板 4 温湿度传感器
5 气体传感器 6 氙灯
7 喷雾塔 8 样品台组架
9 温湿度调节设备 10 盐水箱
11 饱和桶 12 空气压缩机
13 腐蚀气体钢瓶 14 气体减压阀
15 电磁阀 16 电源线及数据传输线
17 腐蚀气体输送管道 18 尾气处理管道
19 橡胶真空密封条 20 尾气管道开关
21 大气腐蚀模拟液
具体实施方式
下面根据附图并结合实例对本实用新型试验箱的结构及实施效果作进一步的说明。
如图1-3所示，本实用新型的大气腐蚀模拟试验箱，包括试验箱主体、控制系统箱、喷雾装置、温度和湿度控制装置、腐蚀气体浓度调节装置、氙灯和尾气处理装置等。
试验箱主体由箱盖1和主箱体2组成，主箱体2内设置样品台组架8。箱盖1位于盐雾箱的顶端，箱盖1具有110度的顶角，箱盖1与主箱体2之间通过铰接构件进行连接，箱盖1与主箱体2之间还设置有橡胶真空密封条19。样品台组架8包括支架体和三角形的样品放置装置，支架体的架腿焊接在主箱体2的底部作为固定支撑，三角形的样品放置装置则焊接在支架体上，等距离排列；支架体的架腿由绝缘材质制成。
控制系统箱包括温度控制组件、湿度控制组件、腐蚀气体浓度控制组件、氙灯控制开关、周期间断定时器组件和控制面板3，控制面板3与主箱体2的右侧壁连接且位于箱盖1上端。控制系统箱和盐水箱10在主箱体2右侧，控制系统箱与主箱体2互相焊接连成一体，盐水箱10在主箱体的外部放置。如图3所示，控制面板3上设置温度、湿度、气体(2个)、电源、定时、氙灯、连续/周期等控制按钮。
喷雾装置包括喷雾塔7、盐水箱10、饱和桶11、空气压缩机12和管道，喷雾塔7设置于主箱体2内，盐水箱10、饱和桶11、空气压缩机12设置于箱体外部，盐水箱10内装有大气腐蚀模拟液21(大气中水溶性无机盐离子模拟液)，空气压缩机12与饱和桶11连接，饱和桶11将空气压缩机12压缩来的空气进行加热加湿及过滤杂质，盐水箱10管道与饱和桶11管道汇集于一条管道，与喷雾塔7连接，用来调节盐雾箱内部的湿度以及水溶性无机盐离子的浓度。
温度和湿度控制装置包括温湿度调节设备9和温湿度传感器4，安置在主箱体2底部的温湿度调节设备9以及位于主箱体2左端且在箱内壁中间位置的温湿度传感器4，通过耐高温耐蚀导线分别与控制系统箱中的温度和湿度控制组件相连。
腐蚀气体浓度调节装置包括腐蚀气体钢瓶13、气体减压阀14、电磁阀15、电源线及数据传输线16、腐蚀气体输送管道17和气体传感器5，腐蚀气体钢瓶13中的腐蚀气体通过气体减压阀14、电磁阀15和气体输送管道17联通到主箱体2的内部；电磁阀15通过电源线及数据传输线16与控制系统箱中的腐蚀气体浓度控制组件连接；位于主箱体2左端且在箱内壁中间位置的气体传感器5，通过耐高温耐蚀导线与控制系统箱中的腐蚀气体浓度控制组件相连。温湿度传感器4和气体传感器5的右下方为样品台组架8。腐蚀气体浓度调节装置为两套，用于两种不同腐蚀气体的浓度调节。
氙灯设置于主箱体2顶部，通过耐高温耐蚀导线与控制系统箱中的氙灯控制开关连接。
尾气处理装置包括尾气处理管道18和尾气管道开关20，尾气处理管道18穿过箱盖1与箱体外的大气连通，尾气管道开关20设置于箱体外的尾气处理管道18上。
试验箱所包括的主箱体2、箱盖1、盐水箱10、样品台组架8以及饱和桶11均为耐热耐蚀塑料板拼装焊接结构；盐雾箱10顶盖和喷雾塔7均为耐热耐蚀透明塑料制作构件；耐热耐蚀塑料可以是PVC、PP等。由于采用诸如耐热耐蚀PVC、PP塑料材料拼焊结构，代替已有技术采用的玻璃钢结构，这样可以明显降低成本及重量。
本装置工作时，如图1所示，盐水箱10中的大气腐蚀模拟液21通过箱内底端导管与饱和桶11的压力输出导管连接，汇合于喷雾塔7的底部；产生大气腐蚀模拟盐雾从喷雾塔7顶部喷出，在箱内弥散成盐雾环境；盐雾在向下沉积的过程中，会落到主箱体1下部的样品台组架8上；温湿度传感器4位于主箱体左侧且在样品台组架上方，用来实时监测箱内温度和湿度；在样品台组架的正下方是温湿度调节设备9，用来控制主箱体2内部的温度和湿度；通过气体传感器5实时监测主箱体内部的腐蚀气体浓度，然后反馈到控制系统箱上的腐蚀气体调节装置，控制腐蚀气体管道上的电磁阀15的开关，从而改变主箱体内部的腐蚀气体浓度；通过控制面板3上的氙灯控制开关，控制氙灯模拟自然光照的时长；主箱体2内部的尾气由尾气处理管道18排除，通过管道上的控制阀20控制尾气处理管道的开关。
本实用新型的试验箱具有控制试验箱内的温度和湿度、模拟大气中腐蚀气体浓度以及大气中水溶性无机盐离子浓度的作用，包含对材料耐腐蚀性能影响的全部主导因素，有效的改进了传统盐雾设备的不足，可以更加有效的模拟材料的大气腐蚀状态。
本实用新型的试验箱可以用于做恒温恒湿腐蚀试验，腐蚀气体试验、水溶性无机盐离子腐蚀试验、氙灯老化试验以及多因素综合实验等，具体操作步骤包括：
1.按照环境安全监测部门得到的数据，配置一定浓度具有地域性特征的大气水溶性无机盐离子模拟液，加入盐水箱10中，开启腐蚀气体钢瓶13上连接的气体减压阀14。
2.在饱和桶11注入2/3的水，将待测样品放在样品台组架8上的卡槽上。
3.开启空气压缩机12和试验箱的电源开关，调节控制面板3上的温度控制按钮，使试验箱主箱体2内部的温度保持在25℃，调节控制面板3上湿度控制按钮，使试验箱主箱体2内部的湿度保持在70RH，调节控制面板3上氙灯控制按钮，调节试验箱主箱体内部的自然光照循环周期。
4.试验周期应根据被试材料或产品的有关标准选择，试验周期内喷雾不得间断。
5.试验结束后用清水将主箱体2内及盐水箱10清理干净，把喷雾装置内的盐水排尽并清洗，方便下次试验继续使用。
本实用新型的大气腐蚀模拟试验箱，通过控制试验箱内温度和湿度、模拟大气中腐蚀气体浓度以及水溶性无机盐离子浓度，充分模拟对材料耐腐蚀性能影响的决定性因素，有效改进了传统盐雾试验设备的不足，可以更加准确的模拟材料大气腐蚀状态，用于恒温恒湿腐蚀试验，腐蚀气体试验、水溶性无机盐离子腐蚀试验、氙灯老化试验以及多因素综合实验，功能完善，且准确度高。
Claims (8)
1.一种大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：包括试验箱主体、控制系统箱、喷雾装置、温度和湿度控制装置、腐蚀气体浓度调节装置、氙灯和尾气处理装置；
所述的试验箱主体由箱盖和主箱体组成，主箱体内设置样品台组架；
所述的控制系统箱包括温度控制组件、湿度控制组件、腐蚀气体浓度控制组件、氙灯控制开关、周期间断定时器组件和控制面板，控制面板设置于箱盖上；
所述的喷雾装置包括喷雾塔、盐水箱、饱和桶、空气压缩机和管道，喷雾塔设置于主箱体内，盐水箱、饱和桶、空气压缩机设置于箱体外部，盐水箱内装有大气腐蚀模拟液，空气压缩机与饱和桶连接，盐水箱管道与饱和桶管道汇集于一条管道，与喷雾塔连接；
所述的温度和湿度控制装置，包括温湿度调节设备和温湿度传感器，它们通过耐高温耐蚀导线分别与控制系统箱中的温度和湿度控制组件相连；
所述的腐蚀气体浓度调节装置包括腐蚀气体钢瓶、气体减压阀、电磁阀、电源线及数据传输线、腐蚀气体输送管道和气体传感器，腐蚀气体钢瓶中的腐蚀气体通过气体减压阀、电磁阀和气体输送管道联通到主箱体的内部；电磁阀通过电源线及数据传输线与控制系统箱中的腐蚀气体浓度控制组件连接，气体传感器通过耐高温耐蚀导线与控制系统箱中的腐蚀气体浓度控制组件相连；
所述的氙灯设置于主箱体顶部，通过耐高温耐蚀导线与控制系统箱中的氙灯控制开关连接；
所述的尾气处理装置包括尾气处理管道和尾气管道开关，尾气处理管道通过箱盖与箱体外的大气连通，尾气管道开关设置于箱体外的尾气处理管道上。
2.根据权利要求1所述的大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：所述的箱盖具有110度的顶角，所述的箱盖与主箱体之间通过铰接构件进行连接。
3.根据权利要求2所述的大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：所述的箱盖与主箱体之间还设置橡胶真空密封条。
4.根据权利要求1所述的大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：所述的样品台组架包括支架体和三角形的样品放置装置，支架体的架腿焊接在主箱体的底部，三角形的样品放置装置焊接在支架体上，等距离排列。
5.根据权利要求1所述的大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：所述的主箱体、箱盖、盐水箱、样品台组架、饱和桶、盐水箱顶盖和喷雾塔均由耐热耐蚀塑料制成。
6.根据权利要求5所述的大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：所述的耐热耐 蚀塑料为PVC或PP。
7.根据权利要求1所述的大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：所述的控制系统箱设于主箱体右侧，与主箱体焊接连成一体。
8.根据权利要求1所述的大气腐蚀模拟试验箱，其特征在于：所述的腐蚀气体浓度调节装置为两套以上。
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