CN211978643U - 一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，包括有箱体，箱体内设有用于模拟海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区环境的试验腔室、提供水循环的动力腔室、用于存储腐蚀溶液的腐蚀溶液腔室、用于装置控制的控制腔室；试验腔室设置于箱体右侧，动力腔室设置于箱体左侧下部，腐蚀溶液腔室设置于箱体左侧中部，控制腔室位于箱体左侧上部，所述试验腔室、动力腔室、腐蚀溶液腔室、控制腔室之间设置有隔板。本实用新型能实现加速模拟海洋多区带的腐蚀状态，方便更好的研究海洋多区带的腐蚀行为和机理。

Description

一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置

技术领域

本实用新型涉及测试试验装置技术领域，尤其涉及一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置。

背景技术

进入21世纪以来，我国海洋经济发展迅速，涌现了大量的海上石油平台、海港码头、跨海大桥以及海上风电等海工装备。上述海工装备长期暴露于海洋环境中，其结构部件自上而下分别暴露于海洋大气区、飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。海工装备在海洋环境中会发生严重的腐蚀，严重影响了海洋经济的正常发展，并造成了巨大的经济损失。因此，系统研究金属材料在海洋环境中的腐蚀规律和机理，可为海工装备的选材、设计和制定防腐标准提供科学依据，对海洋经济健康快速发展具有十分重要的意义。

但现有的模拟装置多侧重于模拟海洋大气区和潮差区对金属腐蚀的影响，忽略了海洋工程装备作为一个整体同时跨越海洋大气压、飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区的特点。现有的模拟装置不能研究多区带多种暴露环境耦合作用下金属的腐蚀规律和机理。因此，亟需一种能模拟海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区多区带的试验装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，能模拟海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区多区带的试验装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，包括有：箱体，箱体内设有用于模拟海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区环境的试验腔室、提供水循环的动力腔室、用于存储腐蚀溶液的腐蚀溶液腔室、用于装置控制的控制腔室；试验腔室设置于箱体右侧，动力腔室设置于箱体左侧下部，腐蚀溶液腔室设置于箱体左侧中部，控制腔室位于箱体左侧上部，所述试验腔室、动力腔室、腐蚀溶液腔室、控制腔室之间设置有隔板；

所述试验腔室内设有用于检测试验腔室内温湿度的温湿度传感器、排风扇、加热板、腐蚀箱；所述温湿度传感器设置在试验腔室内的顶面，排风扇、加热板设置在试验腔室的内壁，排风扇、加热板的输出方向分别与腐蚀箱对应；腐蚀箱通过固定件与箱体固定连接；

所述腐蚀箱划分为海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区；腐蚀箱内设有挂样架，所述挂样架顶部设有横向撑杆，横向撑杆中架设有多个上撑杆，上撑杆穿设在多个固定杆的顶部，固定杆的底部穿设有多个下撑杆，固定杆中设有用于放置测试用金属试样的坑槽，固定杆之间连接有气泡管，气泡管与气泵连接，气泡管与气泵之间设有压力表，通过在水中产生气泡来模拟浪花飞溅过程；腐蚀箱的内壁设有温度传感器、第一液位传感器组合；腐蚀箱的一侧与动力腔室的循环水管路的一端连通，循环水管路的另一端与腐蚀溶液腔室的水箱连通，腐蚀箱通过海泥滑道与腐蚀溶液腔室的海泥槽连通；

所述动力腔室的循环水管路设有输入管，输入管的一端与水箱连通，输入管的另一端连接有第一三通，第一三通通过管道分别与第二三通、第一弯头连通，第一三通与第二三通之间设有第一电磁阀，第一三通通过管道与第一弯头之间设有第二电磁阀；第二三通的一端、第一弯头分别通过管道与第三三通的两端连通，第二三通与第三三通之间设有过滤阀、调速阀、水泵；第二三通的另一端通过管道与第二弯头连通；第二弯头、第三三通的另一端分别通过管道与第四三通连通，第二弯头与第四三通之间设有第三电磁阀，第三三通与第四三通之间设有第四电磁阀；第四三通通过输出管与腐蚀箱连通；

所述腐蚀溶液腔室内设有水箱，水箱内壁设置有第二液位传感器组合，水箱上设有海泥槽；水箱通过固定件与箱体固定连接；

所述控制腔室内设有PLC控制器，PLC控制器与继电器、A/D转换器、D/A转换器、变频器、控制面板、蜂鸣器电连接，温湿度传感器、温度传感器、第一液位传感器组合、第二液位传感器组合分别与PLC控制器的输入端电连接；排风扇、加热板、气泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、过滤阀、调速阀、水泵分别与PLC控制器的输出端电连接。

进一步地，所述试验腔室内的顶面设有红紫外灯阵列，红紫外灯阵列与PLC控制器的输出端电连接，提供了研究红紫外线对样品涂层老化的影响。

进一步地，所述试验腔室内壁设有喷嘴，喷嘴与动力腔室的水箱相连，喷嘴与水箱之间设有雾化泵，更好地调节环境湿度。

进一步地，所述腐蚀箱的内壁设有第一液位计，所述腐蚀溶液腔室的内壁设有第二液位计，便于观察液位高度。

进一步地，所述腐蚀箱、水箱设有排水阀，腐蚀箱设有排污阀，便于腐蚀箱、水箱的排水，腐蚀箱的排污。

进一步地，所述箱体底部安装有移动轮，便于装置的移动。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

通过设计试验腔室内设有用于检测试验腔室内温湿度的温湿度传感器、排风扇、加热板、腐蚀箱；所述温湿度传感器设置在试验腔室内的顶面，排风扇、加热板设置在试验腔室的内壁，排风扇、加热板的输出方向分别与腐蚀箱对应；腐蚀箱通过固定件与箱体固定连接；所述腐蚀箱划分为海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区；腐蚀箱内设有用于放置金属试样的挂样架，实现了海洋多区带腐蚀的模拟环境。

附图说明

图1是本实用新型模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置的结构图；

图2是本实用新型实施例中挂样架的主视图；

图3是本实用新型实施例中挂样架的左视图；

图4是本实用新型实施例中循环水管路的结构图；

其中，1-箱体；2-试验腔室；3-动力腔室；4-腐蚀溶液腔室；5-控制腔室；6-移动轮；

201-温湿度传感器；202-排风扇；203-加热板；204-腐蚀箱；205-挂样架；206-横向撑杆；207-上撑杆；208-下撑杆；209-固定杆；210-气泡管；211-气泵；212-压力表；213-温度传感器；214-第一液位传感器组合；215-红紫外灯阵列；216-喷嘴；217-雾化泵；218-排水阀；219-排污阀；220-第一液位计；

301-输入管；302-第一三通；303-第二三通；304-第一弯头；305-第一电磁阀；306-第二电磁阀；307-第三三通；308-过滤阀；309-调速阀；310-水泵；311-第二弯头；312-第四三通；313-第三电磁阀；314-第四电磁阀；315-输出管；316-循环水管路；

401-水箱；402-第二液位传感器组合；403-海泥槽；404-海泥滑道；405-第二液位计。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1所示，本实用新型优选实施例提供了一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，包括有：箱体1，箱体1内设有用于模拟海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区环境的试验腔室2、提供水循环的动力腔室3、用于存储腐蚀溶液的腐蚀溶液腔室4、用于装置控制的控制腔室5；试验腔室2设置于箱体1右侧，动力腔室3设置于箱体1左侧下部，腐蚀溶液腔室4设置于箱体1左侧中部，控制腔室5位于箱体1左侧上部，所述试验腔室2、动力腔室3、腐蚀溶液腔室4、控制腔室5之间设置有隔板；

所述试验腔室2内设有用于检测试验腔室2内温湿度的温湿度传感器201、排风扇202、加热板203、腐蚀箱204；所述温湿度传感器201设置在试验腔室2内的顶面，排风扇202、加热板203设置在试验腔室2的内壁，排风扇202、加热板203的输出方向分别与腐蚀箱204对应；腐蚀箱204通过固定件与箱体1固定连接；

结合图2、图3所示，所述腐蚀箱204划分为海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区和海洋大气区；腐蚀箱204内设有挂样架205，所述挂样架205顶部设有横向撑杆206，横向撑杆206中架设有多个上撑杆207，上撑杆207穿设在多个固定杆209的顶部，固定杆209的底部穿设有多个下撑杆208，固定杆209中设有用于放置测试用金属试样的坑槽，固定杆209之间连接有气泡管210，气泡管210与气泵211连接，气泡管210与气泵211之间设有压力表212，通过在水中产生气泡来模拟浪花飞溅过程；腐蚀箱204的内壁设有温度传感器213、第一液位传感器组合214；腐蚀箱204的一侧与动力腔室3的循环水管路316的一端连通，循环水管路316的另一端与腐蚀溶液腔室4的水箱401连通，腐蚀箱204通过海泥滑道404与腐蚀溶液腔室4的海泥槽403连通；

结合图4所示，所述动力腔室3的循环水管路316设有输入管301，输入管301的一端与水箱401连通，输入管301的另一端连接有第一三通302，第一三通302通过管道分别与第二三通303、第一弯头304连通，第一三通302与第二三通303之间设有第一电磁阀305，第一三通302通过管道与第一弯头304之间设有第二电磁阀306；第二三通303的一端、第一弯头304分别通过管道与第三三通307的两端连通，第二三通303与第三三通307之间设有过滤阀308、调速阀309、水泵310；第二三通303的另一端通过管道与第二弯头311连通；第二弯头311、第三三通307的另一端分别通过管道与第四三通312连通，第二弯头311与第四三通312之间设有第三电磁阀313，第三三通307与第四三通312之间设有第四电磁阀314；第四三通312通过输出管315与腐蚀箱204连通；

所述腐蚀溶液腔室4内设有水箱401，水箱401内壁设置有第二液位传感器组合402，水箱401上设有海泥槽403；水箱401通过固定件与箱体1固定连接；

所述控制腔室5内设有PLC控制器，PLC控制器与继电器、A/D转换器、D/A转换器、变频器、控制面板、蜂鸣器电连接，温湿度传感器201、温度传感器213、第一液位传感器组合214、第二液位传感器组合402分别与PLC控制器的输入端电连接；排风扇202、加热板203、气泵211、第一电磁阀305、第二电磁阀306、第三电磁阀313、第四电磁阀314、过滤阀308、调速阀309、水泵310分别与PLC控制器的输出端电连接。

更好地，所述试验腔室2内的顶面设有红紫外灯阵列215，红紫外灯阵列215与PLC控制器的输出端电连接，提供了研究红紫外线对样品涂层老化的影响。

更好地，所述试验腔室2内壁设有喷嘴216，喷嘴216与动力腔室3的水箱401相连，喷嘴216与水箱401之间设有雾化泵217，更好地调节环境湿度。

更好地，所述腐蚀箱204的内壁设有第一液位计，所述腐蚀溶液腔室4的内壁设有第二液位计，便于观察液位高度。

更好地，所述腐蚀箱204、水箱401设有排水阀218，腐蚀箱204设有排污阀219，便于腐蚀箱204、水箱401的排水，腐蚀箱204的排污。

更好地，所述箱体1底部安装有移动轮6，便于装置的移动。

进行金属腐蚀研究时，首先向腐蚀溶液腔室4的水箱401中注入适量海水，将准备好的金属试样装在挂样架205上，将挂样架205安装在腐蚀箱204内，将适量海泥通过海泥槽403和海泥滑道404加入到腐蚀箱204内，使最底层样品全部浸没在海泥中。然后通过控制面板设定试验参数，如涨潮落潮时长、试验腔室2内空气温度、相对湿度以及红紫外灯阵列215的照射时间等等。试验参数设置完毕后，启动装置，进行腐蚀实验。试验腔室2的腐蚀箱204中设有温度传感器213，腐蚀箱204内海水的温度通过控制面板上实时显示。

动力腔室3内的循环水管路316在控制腔室5的PLC控制器作用下实现海水涨落过程。设备开始运行后，第一电磁阀305和第四电磁阀314得电接通，第三电磁阀313和第二电磁阀306断电闭合，水泵310得电运行，将海水输送到腐蚀箱204内。腐蚀箱204内海水液位低于第一液位传感器组合214的低液位时，调速阀309流量调整为最大，使腐蚀箱204内海水快速达到第一液位传感器组合214的低液位位置，此时金属试样已全部浸没在海水中。腐蚀箱204内海水到达第一液位传感器组合214的低液位后，调速阀309流量降低，开始模拟涨潮过程。涨潮时间由试验人员通过控制面板自行设定，调速阀309流量根据设定的涨潮时间自行调整。当腐蚀箱204内海水到达潮差区高潮位，即腐蚀箱204内第一液位传感器组合214的高液位，第三电磁阀313和第二电磁阀306得电接通，第一电磁阀305和第四电磁阀314断电闭合，开始将海水从腐蚀箱204输送到水箱401，即开始模拟落潮过程。落潮时间由试验人员通过控制面板自行设定，调速阀309流量根据设定的落潮时间自行调整。反复进行上述过程，即可实现海水潮差区的模拟。

综上所述，本实用新型提供了一种海洋多区带腐蚀模拟装置，本装置可以模拟包括海洋大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和海泥区在内的金属腐蚀。既可以模拟任意单一区带的金属腐蚀，又可以模拟长尺金属在多区带耦合作用下的腐蚀。本实用新型还可以研究红外线/紫外线对涂层样品老化、腐蚀的影响。本实用新型通过控制动力腔室3内的循环水管路316中海水的流量和方向来模拟海水涨潮落潮过程，通过气泡管210在水中产生气泡来模拟浪花飞溅，模拟程度高，试验结果好。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，其特征在于，包括有：箱体（1），箱体（1）内设有试验腔室（2）、动力腔室（3）、腐蚀溶液腔室（4）、控制腔室（5）；试验腔室（2）设置于箱体（1）右侧，动力腔室（3）设置于箱体（1）左侧下部，腐蚀溶液腔室（4）设置于箱体（1）左侧中部，控制腔室（5）位于箱体（1）左侧上部，所述试验腔室（2）、动力腔室（3）、腐蚀溶液腔室（4）、控制腔室（5）之间设置有隔板；

所述试验腔室（2）内设有温湿度传感器（201）、排风扇（202）、加热板（203）、腐蚀箱（204）；所述温湿度传感器（201）设置在试验腔室（2）内的顶面，排风扇（202）、加热板（203）设置在试验腔室（2）的内壁，排风扇（202）、加热板（203）的输出方向分别与腐蚀箱（204）对应；腐蚀箱（204）通过固定件与箱体（1）固定连接；

所述腐蚀箱（204）内设有挂样架（205），所述挂样架（205）顶部设有横向撑杆（206），横向撑杆（206）中架设有多个上撑杆（207），上撑杆（207）穿设在多个固定杆（209）的顶部，固定杆（209）的底部穿设有多个下撑杆（208），固定杆（209）中设有坑槽，固定杆（209）之间连接有气泡管（210），气泡管（210）与气泵（211）连接，气泡管（210）与气泵（211）之间设有压力表（212）；腐蚀箱（204）的内壁设有温度传感器（213）、第一液位传感器组合（214）；腐蚀箱（204）的一侧与动力腔室（3）的循环水管路（316）的一端连通，循环水管路（316）的另一端与腐蚀溶液腔室（4）的水箱（401）连通，腐蚀箱（204）通过海泥滑道（404）与腐蚀溶液腔室（4）的海泥槽（403）连通；

所述动力腔室（3）的循环水管路（316）设有输入管（301），输入管（301）的一端与水箱（401）连通，输入管（301）的另一端连接有第一三通（302），第一三通（302）通过管道分别与第二三通（303）、第一弯头（304）连通，第一三通（302）与第二三通（303）之间设有第一电磁阀（305），第一三通（302）通过管道与第一弯头（304）之间设有第二电磁阀（306）；第二三通（303）的一端、第一弯头（304）分别通过管道与第三三通（307）的两端连通，第二三通（303）与第三三通（307）之间设有过滤阀（308）、调速阀（309）、水泵（310）；第二三通（303）的另一端通过管道与第二弯头（311）连通；第二弯头（311）、第三三通（307）的另一端分别通过管道与第四三通（312）连通，第二弯头（311）与第四三通（312）之间设有第三电磁阀（313），第三三通（307）与第四三通（312）之间设有第四电磁阀（314）；第四三通（312）通过输出管（315）与腐蚀箱（204）连通；

所述腐蚀溶液腔室（4）内设有水箱（401），水箱（401）内壁设置有第二液位传感器组合（402），水箱（401）上设有海泥槽（403）；水箱（401）通过固定件与箱体（1）固定连接；

所述控制腔室（5）内设有PLC控制器，PLC控制器与继电器、A/D转换器、D/A转换器、变频器、控制面板、蜂鸣器电连接，温湿度传感器（201）、温度传感器（213）、第一液位传感器组合（214）、第二液位传感器组合（402）分别与PLC控制器的输入端电连接；排风扇（202）、加热板（203）、气泵（211）、第一电磁阀（305）、第二电磁阀（306）、第三电磁阀（313）、第四电磁阀（314）、过滤阀（308）、调速阀（309）、水泵（310）分别与PLC控制器的输出端电连接。

2.如权利要求1所述的一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，其特征在于，所述试验腔室（2）内的顶面设有红紫外灯阵列（215），红紫外灯阵列（215）与PLC控制器的输出端电连接。

3.如权利要求2所述的一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，其特征在于，所述试验腔室（2）内壁设有喷嘴（216），喷嘴（216）与动力腔室（3）的水箱（401）相连，喷嘴（216）与水箱（401）之间设有雾化泵（217）。

4.如权利要求3所述的一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，其特征在于，所述腐蚀箱（204）的内壁设有第一液位计，所述腐蚀溶液腔室（4）的内壁设有第二液位计。

5.如权利要求4所述的一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，其特征在于，所述腐蚀箱（204）、水箱（401）设有排水阀（218），腐蚀箱（204）设有排污阀（219）。

6.如权利要求5所述的一种模拟海洋多区带腐蚀的加速试验装置，其特征在于，所述箱体（1）底部安装有移动轮（6）。

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