CN210533955U - 一种自动升降式周浸试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及金属大气腐蚀及应力腐蚀试验领域，具体为一种自动升降式周浸试验装置，适用于在实验室模拟大气腐蚀和应力腐蚀实验。该装置包括样品台升降装置和环境控制装置，样品台升降装置设有线性马达、马达控制器、样品悬挂平台和支架；环境控制装置设有环境箱、温湿度传感器、湿度控制器、加湿器、温度控制器、红外线加热灯、石英加热棒。整个装置操作简便，能够实现样品在恒温恒湿条件下的周期浸泡实验。该装置整体尺寸较小，成本低廉，适合在实验室中推广使用，在钢铁、有色等大规模工业生产、检测分析等领域也可广泛应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属大气腐蚀及应力腐蚀试验领域，具体为一种自动升降式周浸试验装置。
背景技术
某些金属在大气环境中易发生晶间腐蚀或者应力腐蚀，尤其在腐蚀性的工业大气和海洋大气中非常显著。随着金属材料的服役环境日益复杂，研究金属在这类环境中的失效机制对指导实际工程应用具有重要意义。大量实践工作表明，周期浸润腐蚀试验通过控制温度、湿度、腐蚀介质浓度等环境因素，能够较好地模拟自然大气环境。
金属在潮湿大气中表面能够形成水膜，构成电解液膜，使金属发生大气腐蚀。大气腐蚀的主要影响因素包括总润湿时间、大气组分及温度。润湿时间是指金属表面被水膜覆盖的总计时间。在实际的大气环境中，受空气的相对湿度、温度、。光照等天气因素的影响，金属表面发生电化学腐蚀的水膜层并不能长期存在。因此，金属表面的大气腐蚀过程是一种干湿交替循环过程。这就要求模拟大气腐蚀试验装置能够模拟在自然环境条件下形成的可见水膜在相对湿度较大条件下形成的吸附水膜，并且要求他具有热风干燥或光干燥过程，使样品表面液膜具有由厚变薄或者由湿到干的过程。
加速腐蚀试验的目的是通过在实验室模拟和加强大气腐蚀的实验条件，在相对较短的时间内研究材料的大气腐蚀机理，其基本原理是通过强化大气腐蚀的主要影响因素，如：总润湿时间、污染物含量以及温度等条件来加速腐蚀。
对于一些合金而言，当其在受力状态下暴露于腐蚀环境中时还会发生应力腐蚀失效。不同批次合金在化学成分和热处理上的微小变化还会导致应力腐蚀敏感性的巨大差异，因此也需要找到一种能够快速评价应力腐蚀敏感性的试验方法。
交替浸泡法或称为周浸试验法，正是建立在上述基础上的一种评价金属大气腐蚀及应力腐蚀的试验方法。
目前，我国尚未发布关于周浸或交替浸泡试验方法的国家标准，但是发布以下几项行业标准，主要有：
1、TB/T 2375-1993铁路用耐候钢周期浸润腐蚀试验方法；
2、HB 5194-1981周期浸润腐蚀试验方法；
3、HB 5259-1983铝合金C环样品应力腐蚀试验方法。
上述标准发布的时间较早，其中规定的试验设备及方法有进一步改进的空间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种自动升降式周浸试验装置，适用于在实验室模拟大气腐蚀和应力腐蚀实验。
本实用新型的技术方案如下：
一种自动升降式周浸试验装置，该试验装置为样品台升降装置和环境控制装置的一体结构，其具体结构如下：
样品台升降装置设有线性马达、线性马达控制器、支架和样品悬挂平台，线性马达控制器的输出端与线性马达连接，线性马达的活动端通过支架固定在样品悬挂平台上，样品悬挂平台设置于环境箱内，样品摆放在样品悬挂平台上；
环境控制装置设有环境箱，环境箱分别为上半部分的大气箱和下半部分的溶液箱，溶液箱内设有石英加热棒，大气箱内设有红外线加热灯、温湿度传感器、湿度控制器；加湿器通过环境箱进气孔与环境箱的大气箱连通，红外线加热灯排布于大气箱中的上层，石英加热棒设置于溶液箱中的底层，大气箱中样品悬挂平台位于红外线加热灯的下方，大气箱中加湿器位于样品悬挂平台的上方；温湿度传感器通过温度控制器与红外线加热灯相连，温湿度传感器通过湿度控制器与加湿器相连；
大气箱中的温度控制通过温湿度传感器、温度控制器、红外线加热灯实现，大气箱中的湿度控制通过温湿度传感器、湿度控制器、加湿器实现，溶液箱中的温度控制石英加热棒实现。
所述的自动升降式周浸试验装置，样品悬挂平台开设网孔，溶液通过网孔自由流入流出样品悬挂平台。
所述的自动升降式周浸试验装置，样品悬挂平台上升时的高度高于溶液箱的液面，以使样品完全离开液面上方并与大气箱中的大气接触。
所述的自动升降式周浸试验装置，温度控制器、湿度控制器的输入端分别与温湿度传感器相连，温度控制器、湿度控制器的输出端分别与红外线加热灯、加湿器相连。
本实用新型具有如下的优点和有益效果：
1.本实用新型通过温湿度传感器、温湿度控制器、加湿器、红外线加热灯和石英加热棒的组合，可以准确控制试验环境的温度。
2.本实用新型通过线性马达和样品悬挂平台的组合，可以准确控制溶液浸泡时间及样品暴露的时间间隔。
3.本实用新型通过样品所处的大气箱及溶液箱的一体化，可以降低本实用新型的制作成本，同时极大程度的节约实验室空间。
4.本实用新型可复制性强，适合实验室大规模推广。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1.红外线加热灯；2.支架；3.样品悬挂平台；4.环境箱；5.线性马达；6.温湿度传感器；7.加湿器；8.石英加热棒；9.线性马达控制器；10.温度控制器；11.湿度控制器；12.导轨；13.网孔。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对本实用新型结构进行详细地说明。
实施例
如图1所示，本实施例自动升降式周浸试验装置为一体结构，由样品台升降装置和环境控制装置组成，主要包括：一组红外线加热灯1、一个支架2、一个样品悬挂平台3、一个环境箱4、一个线性马达5、一个温湿度传感器6、一个加湿器7、一个石英加热棒8、一个线性马达控制器9、一个温度控制器10、一个湿度控制器11等，其具体结构如下：
样品台升降装置设有线性马达5、线性马达控制器9、支架2和样品悬挂平台3，线性马达5的活动端通过支架2固定在样品悬挂平台3上，样品悬挂平台3设置于环境箱4内，样品摆放在样品悬挂平台3上。
环境控制装置设有环境箱4，环境箱4分别为上半部分的大气箱和下半部分的溶液箱，溶液箱内设有石英加热棒8，大气箱内设有红外线加热灯1、温湿度传感器6、湿度控制器11，环境箱4可以用有机玻璃制作。其中，加湿器7通过环境箱4进气孔与环境箱4的大气箱连通，红外线加热灯1排布于大气箱中的上层，石英加热棒8设置于溶液箱中的底层，大气箱中样品悬挂平台3位于红外线加热灯1的下方，大气箱中加湿器7位于样品悬挂平台3的上方。
大气箱中的温度控制通过温湿度传感器6、温度控制器10、红外线加热灯1实现，大气箱中的湿度控制通过温湿度传感器6、加湿器7、湿度控制器11实现，溶液箱中的温度控制通过石英加热棒8实现。温湿度传感器6通过温度控制器10与红外线加热灯1相连，温湿度传感器6通过湿度控制器11与加湿器7相连，温度控制器10、湿度控制器11的信号输入端与温湿度传感器6通过信号相连，温度控制器10的信号输出端与红外线加热灯1通过信号相连，湿度控制器11的信号输出端与加湿器7通过信号相连。
另外，样品悬挂平台3上开设网孔13，溶液可以通过网孔13自由流入流出样品悬挂平台3。当样品处于暴露状态的时间间隔时，可以向环境箱4内通入需要的实验气体，以模拟大气腐蚀环境。
线性马达控制器9的输出端与线性马达5连接，线性马达控制器9可以设定线性马达5的周期性，定时升降，也可以控制每次的升降高度。线性马达5本身带有自锁定功能，即断电时线性马达的活动端会锁定在当前位置，不会因为受力而滑动，在样品悬挂平台3随线性马达5上升到环境箱4顶端时断电，会锁定在当前位置。
工作时，样品悬挂平台3通过支架2固定在线性马达5的活动端，通过线性马达控制器9控制线性马达5活动端在导轨12上的位置。线性马达控制器9控制线性马达5的启动及停止，样品悬挂平台3通过线性马达5进行周期升降，使样品悬挂平台3周期性的浸入溶液，通过样品悬挂平台3上的网孔13控制溶液流入流出样品悬挂平台3，将样品挂置在环境箱4内的样品悬挂平台3上，设置合适的高度以保证样品悬挂平台3下降时，样品充分浸泡在溶液中，样品悬挂平台3上升时样品完全暴露在空气中，通过设置线性马达5的升降，进而实现样品悬挂平台3的升降控制。当线性马达控制器9控制线性马达5上升时，样品悬挂平台3升起到环境箱4上半部的大气环境部分，溶液通过样品悬挂平台3上的网孔13流出，此时样品暴露在空气中。当线性马达控制器9控制线性马达5下降时，样品悬挂平台3下降到环境箱4下半部的溶液环境部分，溶液通过样品悬挂平台3的网孔13流入到样品悬挂平台3，样品完全浸入到环境箱4内的溶液中。
工作时，根据实验要求设置石英加热棒8的温度值和通过温湿度传感器6控制环境箱4上层的一组红外线加热灯1，以使样品浸泡时的溶液温度及样品暴露时的空气温度达到试验要求的温度，通过湿度控制器11控制环境箱4内部的大气环境湿度，以使样品暴露时的环境湿度达到实验要求的湿度。
实施例结果表明，本实用新型整个装置操作简单、无安全隐患，设备成本较低，能够实现恒温恒湿条件下的循环溶液周期浸泡，适用于在实验室模拟及加速大气腐蚀和应力腐蚀实验，在相对较短的时间内研究材料的大气腐蚀及应力腐蚀行为。该装置整体尺寸较小，成本低廉，适合在实验室中推广使用，在钢铁、有色等大规模工业生产、检测分析等领域也可广泛应用。
Claims (4)
1.一种自动升降式周浸试验装置，其特征在于，该试验装置为样品台升降装置和环境控制装置的一体结构，其具体结构如下：
样品台升降装置设有线性马达、线性马达控制器、支架和样品悬挂平台，线性马达控制器的输出端与线性马达连接，线性马达的活动端通过支架固定在样品悬挂平台上，样品悬挂平台设置于环境箱内，样品摆放在样品悬挂平台上；
环境控制装置设有环境箱，环境箱分别为上半部分的大气箱和下半部分的溶液箱，溶液箱内设有石英加热棒，大气箱内设有红外线加热灯、温湿度传感器、湿度控制器；加湿器通过环境箱进气孔与环境箱的大气箱连通，红外线加热灯排布于大气箱中的上层，石英加热棒设置于溶液箱中的底层，大气箱中样品悬挂平台位于红外线加热灯的下方，大气箱中加湿器位于样品悬挂平台的上方；温湿度传感器通过温度控制器与红外线加热灯相连，温湿度传感器通过湿度控制器与加湿器相连；
大气箱中的温度控制通过温湿度传感器、温度控制器、红外线加热灯实现，大气箱中的湿度控制通过温湿度传感器、湿度控制器、加湿器实现，溶液箱中的温度控制石英加热棒实现。
2.按照权利要求1所述的自动升降式周浸试验装置，其特征在于，样品悬挂平台开设网孔，溶液通过网孔自由流入流出样品悬挂平台。
3.按照权利要求1所述的自动升降式周浸试验装置，其特征在于，样品悬挂平台上升时的高度高于溶液箱的液面，以使样品完全离开液面上方并与大气箱中的大气接触。
4.按照权利要求1所述的自动升降式周浸试验装置，其特征在于，温度控制器、湿度控制器的输入端分别与温湿度传感器相连，温度控制器、湿度控制器的输出端分别与红外线加热灯、加湿器相连。
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Cited By (2)
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| CN112314506A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-02-05 | 闽江学院 | 同时模拟多种极端环境的生物反应装置、方法及应用 |
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