CN207923681U - 海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置 - Google Patents

Abstract

海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，包括试验箱体、样品架、控制柜、阴极保护系统和加热系统，试验箱体内设有内胆，试验箱体的底部设有通入内胆中的气管，内胆的底部设有加热管；样品架包括绝缘下支架和导电上支架，绝缘下支架上设有多个凹槽；阴极保护系统包括阴极端、阳极端、恒电位仪和阴极接头，恒电位仪的负极与阴极端通过导线连接，恒电位仪的正极与阳极端通过导线连接，阳极端通过导线连接有辅助阳极，阴极端通过导线连接有导电上支架和参比电极，且阴极端与参比电极之间接入数显直流电压表，各测试样品分别与阴极接头串联连接后接入阴极端。本装置通过模拟海水腐蚀环境，实现在室内模拟评价曝露于海水中涂层的耐阴极剥离性能。

Description

海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及设备装置技术领域，具体涉及一种海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置。

背景技术

船舶及海洋工程结构物等曝露于海水中的金属基材，其腐蚀环境极度严酷。通过防腐涂层和阴极保护相结合可以有效地抑制其发生海水腐蚀，也是目前海洋防腐蚀的主要技术路线，已在国内外获得广泛的应用。但是涂层施加阴极保护后，常于缺陷处发生阴极剥离现象，造成涂层与金属基体附着失效，进而大大影响涂层的防腐性能。

GB/T 7790-2008《色漆和清漆 曝露于海水中的涂层耐阴极剥离性能的测定》规定了海水中涂层耐阴极剥离性能的试验方法，包括外加电流法和牺牲阳极两种试验方法。在现有公开专利中，专利CN204086101U公开了一种海水中涂层耐阴极剥离性能测试仪，其采用的是牺牲阳极法，不能用于外加电流法。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，用于进行曝露于海水中涂层的耐阴极剥离性能试验。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案为：海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，该装置包括试验箱体、样品架、控制柜、阴极保护系统和加热系统，试验箱体内通过框架安装有用于盛放海水介质的内胆，试验箱体的底部设有与鼓泡器连通的气管，气管的另一端通入内胆中内腔的底部，内胆的底部设有用于对其内的海水介质进行加热的加热管；所述的样品架安装在内胆内部，样品架包括设在内胆底部的绝缘下支架以及对应设置在内胆上部的导电上支架，绝缘下支架上设有多个分别用于安装测试样品的凹槽；所述的阴极保护系统包括阴极端、阳极端、恒电位仪和阴极接头，恒电位仪的负极与阴极端通过导线连接，恒电位仪的正极与阳极端通过导线连接，阳极端通过导线连接有辅助阳极，阴极端通过导线连接有导电上支架和参比电极，且阴极端与参比电极之间接入数显直流电压表，各测试样品分别与阴极接头串联连接后接入阴极端。

其中，控制柜安装在试验箱体上，试验箱体的上部连接有通过气压缸进行顶升或关闭的箱盖，箱盖为透明结构，且箱盖上设有至少一个倾斜面，箱盖的倾斜面与试验箱体的连接部位设有冷凝水排出孔；试验箱体的底部设有脚轮。

其中，内胆的底部还设有与控制柜连接的温度传感器，控制柜上设有电源开关、与鼓泡器连接的鼓气开关、与气压缸连接的箱盖开关以及试验箱体的排水开关。

优选的，内胆的壁面上设有刻度线，试验箱体上设有不低于内胆上最高位的刻度线的溢流孔，溢流孔与内胆连通。

其中，导电上支架上呈圆周均布多个用于接入阴极接头的卡槽，导电上支架上沿该圆周的径向卡设有支板，支板的中心与该圆周的圆心重合设置，且辅助阳极穿过支板中心设置的中心通孔，支板上还设有辅助通孔；所述的各凹槽与卡槽一一对应设置。

本实用新型中，内胆中相对设置的内壁上设有多个安装槽，两两相对设置的安装槽之间连接有支撑杆，导电上支架置于各支撑杆上。

优选的，卡槽中心位置与支板的中心点等距，且间距不小于300mm。

本实用新型的试验装置操作安全方便，适用于外加电流法耐阴极剥离试验，可以有效地对海水中涂层耐阴极剥离性能进行测定。

有益效果：本装置通过模拟海水腐蚀环境，采用外加电流阴极保护法，实现在室内模拟评价曝露于海水中涂层的耐阴极剥离性能，为涂层预期使用寿命提供数据支撑，也可为涂料研发、配方筛选提供技术依据，具有较高的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为图2中沿A-A线剖视的放大图；

图4为图1的主视图；

图5为图4中沿B-B线剖视的放大图；

图6为图4中沿C-C线剖视的放大图；

图7为本实用新型中的阴极保护系统的示意图；

图8至图10分别为利用本实用新型的装置进行1#测试样品、2#测试样品、3#测试样品阴极剥离后的示意图。

附图标记：1、阴极端，2、阳极端，3、数显直流电压表，4、辅助阳极，5、参比电极，6、测试样品，7、恒电位仪，8、阴极接头，9、试验箱体，90、内胆，91、溢流孔，92、安装槽，93、排水孔，94、框架，10、气压缸，11、箱盖，12、脚轮，13、控制柜，130、电源开关，131、鼓气开关，132、箱盖开关，133、排水开关，14、气管，15、加热管，16、导电上支架，160、卡槽，17、绝缘下支架，170、凹槽，18、支板，180、中心通孔，181、辅助通孔，19、支撑杆。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征以及达成的目的便于理解，下面结合具体安装示意图，进一步阐述本实用新型，但本实用新型所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述的范围。

海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，如图1所示，该装置包括试验箱体9、样品架、控制柜13、阴极保护系统和加热系统，如图2和图3所示，试验箱体9内通过框架94安装有用于盛放海水介质的内胆90，样品架安装在内胆90内部，控制柜13安装在试验箱体9上，试验箱体9的上部连接有通过气压缸10进行顶升或关闭的箱盖11，箱盖11为透明结构，且箱盖11上设有至少一个倾斜面，箱盖11的倾斜面与试验箱体9的连接部位设有冷凝水排出孔；试验箱体9的底部设有脚轮12。

内胆90的底部还设有与控制柜13连接的温度传感器，控制柜13上设有电源开关130、与鼓泡器连接的鼓气开关131、与气压缸10连接的箱盖开关132以及试验箱体9的排水开关133，试验箱体9底部设有排水孔93。

优选的，内胆90的壁面上设有刻度线，试验箱体9上设有不低于内胆90上最高位的刻度线的溢流孔91，溢流孔91与内胆90连通。

如图3至图6所示，试验箱体9的底部设有与鼓泡器连通的气管14，气管14的另一端通入内胆90中内腔的底部，内胆90的底部设有用于对其内的海水介质进行加热的加热管15。

如图3至图6所示，样品架包括设在内胆90底部的绝缘下支架17以及对应设置在内胆90上部的导电上支架16，绝缘下支架17上设有多个分别用于安装测试样品的凹槽170。

导电上支架16上呈圆周均布多个用于接入阴极接头8的卡槽160，导电上支架16上沿该圆周的径向卡设有支板18，支板18的中心与该圆周的圆心重合设置，且辅助阳极4穿过支板18中心设置的中心通孔180，支板18上还设有辅助通孔181；所述的各凹槽170与卡槽160一一对应设置。

内胆90中相对设置的内壁上设有多个安装槽92，两两相对设置的安装槽92之间连接有支撑杆19，导电上支架16置于各支撑杆19上。

绝缘下支架17放置于试验箱体9底部，用于固定每块测试样品的位置，保证每块测试样品正面中心距离辅助阳极4的距离均一致。

如图7所示，阴极保护系统包括阴极端1、阳极端2、恒电位仪7和阴极接头8，恒电位仪7的负极与阴极端1通过导线连接，恒电位仪7的正极与阳极端2通过导线连接，阳极端2通过导线连接有辅助阳极4，阴极端1通过导线连接有导电上支架16和参比电极5，且阴极端1与参比电极5之间接入数显直流电压表3，各测试样品6分别与阴极接头8串联连接后接入阴极端1。该图中列举了12个测试样品，接入的测试样品的个数不限于本实施例所述。该装置中，每个测试样品本质上作为一个阴极，左右阴极串联后接入阴极端，而导电上支架起到串联连接的作用。

本实用新型中，温度传感器与控制柜中的温度控制器连接；气管与控制柜中的气体流量调节器连接，本实用新型的搅拌形式为空气鼓泡搅拌；

该装置的控制柜中内置了恒电位仪和电压表，恒电位仪给试验提供一个稳定的电位即电压，电压表用来测量电位。同时，该装置依据标准方法设计了阴极保护系统连接线路，试验时仅需把测试样品、辅助阳极和参比电极接入设备上指定接头，即可开启装置进行试验。

本装置通过在测试样品6和辅助阳极4间连接恒电位仪7，产生阴极保护电位，同时，在测试样品6与参比电极5间连接数显直流电压表3，从而实现对阴极保护电位的测试。通过水浴加热管和温度控制器，实现对介质的温度进行测量，从而在室内模拟评价曝露于海水中涂层的耐阴极剥离性能。

在可控的温度和阴极保护电位下，经过标准规定或商定的试验周期，即可测得涂层的耐阴极剥离性能，本装置操作方便、运行稳定，适用于海水中涂层外加电流法耐阴极剥离性能测定。

试验箱体：内胆尺寸：直径700-1200mm，高度400-800mm；材料：箱体结构采用长期耐海水腐蚀材料，如耐高温高湿高腐蚀性的A级PP板；结构采用圆形、方形等结构设计，空间利用率高，电流分布均匀，清洗方便，外形美观。

箱盖：采用高透明度材料，如高透明亚克力板，附有排凝水滴结构，气压缸顶升与关闭装置，实现箱盖自动升降控制。

温度：温度范围：室温-60℃，温度均匀度≤2℃；控温：采用加热管水浴加热，采用聚四氟乙烯套管电加热器，材质为绝缘防腐材料。

样品架：采用PP板加工而成，经激光加工成圆形，围绕箱体中心呈圆周状分布至少12个用于安装测试样品的凹槽，凹槽中心位置与试样架中心点等距且不小于300mm。

阴极保护系统：

测试样品：便携式接头，所有测试样品串联后接入阴极端；

辅助阳极：便携式接头，接入阳极端；

恒电位仪：负极与阴极端连接，正极与阳极端连接；

数显直流电压表：测量范围0-5V，精度≤1mV，电阻大于10MΩ；

控制柜：包括自动温度控制器、自动时间控制器、空气搅拌开关、气体流量调节器、数显直流电压表。同时，控制柜上设有控制面板，控制面板可以实时显示试验温度和电位，便于操作人员记录试验温度和电位的变化。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以就具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

耐阴极剥离试验已经有很明确的标准方法，参照国标7790-2008《色漆和清漆 暴露在海水中的涂层耐阴极剥离性能的测定》方法A部分，利用本实用新型的装置进行外加电流耐阴极剥离实验，具体如下：

（1）、试验所选典型材料：喷砂热轧钢板+环氧涂层，钢板尺寸150×70×2mm，环氧涂层厚度为300*2μm，干燥7天后进行试验。

（2）、试验前，以若干块测试样品为一组（本实施例以三块测试样品为一组），同时进行多组实验；每组的每个测试样品正面即靠近阳极的一面的中心位置，采用适当方法制备一个圆形的人造漏涂孔，直径为6mm。

（3）、将各测试样品安装在样品架上，接入阴极保护电路，进行耐阴极剥离试验。调节恒电位仪控制测试样品与饱和甘汞参比电极间的电位在（-1050±5）mV，试验温度23±2℃，测试时间为4200h，浸泡介质为天然海水。

实验结果：经过耐阴极剥离试验和试验后的试样处理，可得到测试样品的起泡和剥离情况，具体试验数据见表1，阴极剥离后测试样品照片见图8至图10。

表1 利用本实用新型的装置进行的涂层耐阴极剥离实验结果

实验效果：试验中选用涂覆环氧涂层的测试样品进行耐阴极剥离试验，在一定的温度和电位下浸泡4200h，试验结果表明：三组试验数据重复性高，这说明该装置耐阴极剥离性能的测试结果真实、可靠。此装置操作简便、运行稳定，能满足海水中涂层耐阴极剥离性能测定的试验要求。

本实用新型其他未述内容属于现有技术。

以上实施例是为了说明本实用新型的技术方案，其目的是在于使本领域技术人员能够了解本实用新型的内容并予以实施，但并不以此限制本实用新型的保护范围。凡是依据本实用新型的实质内容所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，其特征在于：该装置包括试验箱体、样品架、控制柜、阴极保护系统和加热系统，试验箱体内通过框架安装有用于盛放海水介质的内胆，试验箱体的底部设有与鼓泡器连通的气管，气管的另一端通入内胆中内腔的底部，内胆的底部设有用于对其内的海水介质进行加热的加热管；所述的样品架安装在内胆内部，样品架包括设在内胆底部的绝缘下支架以及对应设置在内胆上部的导电上支架，绝缘下支架上设有多个分别用于安装测试样品的凹槽；

所述的阴极保护系统包括阴极端、阳极端、恒电位仪和阴极接头，恒电位仪的负极与阴极端通过导线连接，恒电位仪的正极与阳极端通过导线连接，阳极端通过导线连接有辅助阳极，阴极端通过导线连接有导电上支架和参比电极，且阴极端与参比电极之间接入数显直流电压表，各测试样品分别与阴极接头串联连接后接入阴极端。

2.根据权利要求1所述的海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，其特征在于：控制柜安装在试验箱体上，试验箱体的上部连接有通过气压缸进行顶升或关闭的箱盖，箱盖为透明结构，且箱盖上设有至少一个倾斜面，箱盖的倾斜面与试验箱体的连接部位设有冷凝水排出孔；试验箱体的底部设有脚轮。

3.根据权利要求2所述的海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，其特征在于：内胆的底部还设有与控制柜连接的温度传感器，控制柜上设有电源开关、与鼓泡器连接的鼓气开关、与气压缸连接的箱盖开关以及试验箱体的排水开关。

4.根据权利要求1所述的海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，其特征在于：内胆的壁面上设有刻度线，试验箱体上设有不低于内胆上最高位的刻度线的溢流孔，溢流孔与内胆连通。

5.根据权利要求1所述的海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，其特征在于：导电上支架上呈圆周均布多个用于接入阴极接头的卡槽，导电上支架上沿该圆周的径向卡设有支板，支板的中心与该圆周的圆心重合设置，且辅助阳极穿过支板中心设置的中心通孔，支板上还设有辅助通孔；所述的各凹槽与卡槽一一对应设置。

6.根据权利要求1或5所述的海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，其特征在于：内胆中相对设置的内壁上设有多个安装槽，两两相对设置的安装槽之间连接有支撑杆，导电上支架置于各支撑杆上。

7.根据权利要求5所述的海水中涂层耐阴极剥离性能试验装置，其特征在于：卡槽中心位置与支板的中心点等距，且间距不小于300mm。