CN216955644U - 一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，包括实验水池、固定安装机构、潮位控制模块以及实验试片，实验水池与进水管路和排水管路连通，进水管路及排水管路上均设置有电磁阀，实验水池侧壁通过立杆固定有实验试片，实验水池底部通过固定安装机构安装有潮位控制模块，潮位控制模块一侧设置有空气管路，潮位控制模块至固定安装机构表面设置有连接管路，固定安装机构底部设置有三通管路，三通管路分别与连接管路、空气管路及排水管路连通，潮位控制模块及进水管路和排水管路上的电磁阀均与控制模块通讯连接。本实用新型可以有效模拟潮差较大的海域的腐蚀状况，一键式模拟海洋环境中的全日潮或半日潮，以及加速潮涨潮的腐蚀规律。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验测试设备技术领域，尤其是一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置。
背景技术
海工材料服役过程中，所处腐蚀环境包含海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区、海底泥土区五个区带。潮差区是指海水平均低潮位与平均高潮位之间的区域，由于潮汐、海流运动，造成海水含氧量较高。处于潮差区内的金属构件的环境特点是涨潮时被海水浸没，退潮时又曝露在空气中，干湿交替频繁，使得表面的盐分浓度很高。潮差区位于高水位和低水位之间，在高水位时材料被富氧海水浸泡产生海水腐蚀，在低水位时与空气接触发生大气腐蚀。潮差区的海水与空气接触，氧易到达，导致潮差区不同位置，形成氧浓度梯度。由于潮差区不同位置海水中的氧浓度不同，形成氧浓差电池，导致潮差区的材料发生氧浓差腐蚀。在潮差区-全浸区，潮汐水线往复移动，此环境中金属的腐蚀电位和电流会发生变化。潮差区与全浸区部位的长试样会形成宏观腐蚀电池，与处于相同位置的短试样的腐蚀，有较大差别。因此，研究潮差区试样的腐蚀行为对于研究海洋构筑物的腐蚀状态有重要意义。
为了直观研究材料在实海环境中随潮位涨落的腐蚀电位变化规律，国内外研究人员通过实海挂片试验，积累了典型金属材料在潮差区的腐蚀数据。金属材料在潮差区内不同位置的腐蚀也不相同。涨潮过程中，当金属材料被海水浸没后，变化材料表面由干状态转变为湿状态，溶液电阻发生变化，腐蚀电位正移；落潮过程中，随着液膜逐渐挥发，材料表面越来越干，溶液电阻增大，金属材料腐蚀电位不断降低；露出水面后，电位仍持续降低，直到再次经历涨潮过程，电位升高。在中潮区的腐蚀速度，要快于高潮区及低潮区的腐蚀速度。随着潮位的降低，开路电位不断降低。最高潮区阴极过程主要受氧还原控制，中、低潮区涨潮时阴极过程受锈还原控制，落潮时受氧还原控制。最低潮区的电位变化过程与潮水涨落无关。
虽然实海挂片腐蚀实验得出的结果符合实际情况，数据真实准确。但是，实验周期长，耗费大量人力物力，很难反映单因素的作用机制，不适用于腐蚀机理的研究。实验室内的电化学测试，可以快速反映材料腐蚀倾向及规律，但是准确度和实海挂片相比，还有一定差距。因此，亟需研制一种大尺寸的潮差区模拟装置，来模拟海水潮差区半日潮、全日潮等任意潮汐速度的腐蚀规律，对材料及涂层在潮差区的耐腐蚀性能进行科学的评估。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，包括实验水池、固定安装机构、潮位控制模块以及实验试片，所述实验水池与进水管路和排水管路连通，所述进水管路及排水管路上均设置有电磁阀，所述实验水池侧壁通过立杆固定有实验试片，所述实验水池底部通过固定安装机构安装有潮位控制模块，所述潮位控制模块一侧设置有空气管路，所述潮位控制模块至固定安装机构表面设置有连接管路，所述固定安装机构底部设置有三通管路，所述三通管路分别与连接管路、空气管路及排水管路连通，所述潮位控制模块及进水管路和排水管路上的电磁阀均与控制模块通讯连接。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述固定安装机构包括底座及固定平台，所述固定平台通过底座固定在实验水池底部，所述固定平台上方安装潮位控制模块。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述潮位控制模块包括电机、螺杆、水位控制板、低潮位限位板及立柱，所述立柱一端固定在固定安装机构表面，所述立柱另一端设置安装板，所述安装板上方安装电机，所述电机输出端与螺杆固定连接，所述螺杆上套设有连接板，所述连接板底面通过连接柱连接水位控制板，所述水位控制板中间设置有出水口，所述水位控制板下方对应的立柱上固定有低潮位限位板，所述低潮位限位板中间位置设置有与连接管路连通的通孔。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述实验水池深度大于5m，所述水位控制板的运动位移大于2m。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述出水口对应的水位控制板下方设置有出水管，所述出水管与连接管路连通。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述出水管为可伸缩软管。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述出水管为直径小于连接管路的套管，所述水位控制板处于最高位置时，出水管仍位于连接管路内部。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述实验试片贯穿整个最高水位和最低水位，保证最高水位时最上方试片仍在水位上方不被浸没，最低水位时最下方试片不会露出水面。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述实验试片包括电连接试片及导线，所述电连接试片设置有多个，多个所述电连接试片之间通过导线实现电连接。
上述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，所述立杆由聚四氟乙烯材料制成。
本实用新型的有益效果是：(1)装置可以电脑系统自动控制动力电机，随时随地，任意调节实验水池中海水液面的高度；
(2)高潮位水平板和低潮位水平板的位移高度大于2m，可以有效模拟潮差较大的海域的腐蚀状况；
(3)装置还可以通过控制模块设置，自动化分阶段控制海水升降的时间和速度，一键式模拟海洋环境中的全日潮或半日潮，以及加速潮涨潮的腐蚀规律。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型示意图；
图2为本实用新型潮位控制模块示意图；
图3为本实用新型实验试片示意图。
图中1.实验水池，2.进水管路，3.空气管路，4.电机，5.立柱，6.螺杆，7.连接板，8.连接柱，9.水位控制板，10.低潮位限位板，11.三通管路，12.电磁阀，13.排水管路，14.连接管路，15.底座，16.固定平台，17.实验试片，17-1.电连接试片，17-2.导线，17-3.立杆，18.出水口。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。
参见附图1-2，本实施例公开了一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，包括实验水池1、实验试片17、底座15及固定平台16，实验水池1与进水管路2和排水管路13连通，进水管路和排水管路上设置有电磁阀12，实验水池1侧壁通过立杆17-3固定有实验试片17，固定平台16通过底座15固定在实验水池1底部，固定平台16一侧上方设置有空气管路3，另一侧上方安装立柱5，立柱5安装有四根，立柱5另一端设置安装板，安装板上方安装电机4，电机4输出端与螺杆6固定连接，螺杆6上套设有连接板7，连接板7底面通过连接柱8连接水位控制板9，水位控制板9中间设置有出水口18，水位控制板9下方对应的立柱5上固定有低潮位限位板10，低潮位限位板10中间位置设置有通孔，通孔与连接管路14连通，固定平台16底部设置有三通管路11，三通管路11分别与连接管路14、空气管路3及排水管路13连通。
为了实现自动控制，电机4及进水管路和排水管路上的电磁阀12均与控制模块通讯连接。
特别的，实验水池深度大于5m，水位控制板9的运动位移大于2m。
需要注意的是，出水口18对应的水位控制板9下方设置有出水管，出水管与连接管路14连通。
其中，出水管可以为可伸缩软管，也可以是直径小于连接管路的套管，在水位控制板9处于最高位置时，出水管仍位于连接管路14内部。
参照图3，本实施例中实验试片17包括电连接试片17-1、导线17-2及立杆17-3，电连接试片17-1设置有多个，多个电连接试片17-1之间通过导线17-2实现电连接，电连接试片17-1贯穿整个最高水位和最低水位，保证最高水位时最上方试片仍在水位上方不被浸没，最低水位时最下方试片不会露出水面。
此外，立杆17-3由聚四氟乙烯材料制成。
本实施例实际使用时，装置可以通过控制模块自动控制电机，电机带动水位控制板上下移动，任意调节实验水池中海水液面的高度。同时，高潮位水平板和低潮位水平板的位移高度大于2m，可以有效模拟潮差较大的海域的腐蚀状况。装置还可以通过控制模块设置，自动化分阶段控制海水升降的时间和速度，一键式模拟海洋环境中的全日潮或半日潮，以及加速潮涨潮的腐蚀规律，对材料及涂层在潮差区的耐腐蚀性能进行科学的评估。
本实施例实验水池水位变化的原理为：在实验状态下，进水管路2和排水管路13处于常开状态，电机带动水位控制板上下移动，由于水位控制板中间位置设置有出水口，出水口下方通过出水管与连接管路连通，当进水管路2进水量超过水位控制板时，水从出水口经过连接管路及三通管路，通过排水管路排出，空气管路可以平衡水压，方便排水，当进水管路进水量少，水位低于水位控制板时，通过控制模块控制进水管路电磁阀开大，增加进水量，同时排水管路的电磁阀开小或关闭，减小排水量，实现水位的控制。
以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于：包括实验水池、固定安装机构、潮位控制模块以及实验试片，所述实验水池与进水管路和排水管路连通，所述进水管路及排水管路上均设置有电磁阀，所述实验水池侧壁通过立杆固定有实验试片，所述实验水池底部通过固定安装机构安装有潮位控制模块，所述潮位控制模块一侧设置有空气管路，所述潮位控制模块至固定安装机构表面设置有连接管路，所述固定安装机构底部设置有三通管路，所述三通管路分别与连接管路、空气管路及排水管路连通，所述潮位控制模块及进水管路和排水管路上的电磁阀均与控制模块通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述固定安装机构包括底座及固定平台，所述固定平台通过底座固定在实验水池底部，所述固定平台上方安装潮位控制模块。
3.根据权利要求1所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述潮位控制模块包括电机、螺杆、水位控制板、低潮位限位板及立柱，所述立柱一端固定在固定安装机构表面，所述立柱另一端设置安装板，所述安装板上方安装电机，所述电机输出端与螺杆固定连接，所述螺杆上套设有连接板，所述连接板底面通过连接柱连接水位控制板，所述水位控制板中间设置有出水口，所述水位控制板下方对应的立柱上固定有低潮位限位板，所述低潮位限位板中间位置设置有与连接管路连通的通孔。
4.根据权利要求3所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述实验水池深度大于5m，所述水位控制板的运动位移大于2m。
5.根据权利要求3所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述出水口对应的水位控制板下方设置有出水管，所述出水管与连接管路连通。
6.根据权利要求5所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述出水管为可伸缩软管。
7.根据权利要求5所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述出水管为直径小于连接管路的套管，所述水位控制板处于最高位置时，出水管仍位于连接管路内部。
8.根据权利要求1所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述实验试片贯穿整个最高水位和最低水位，保证最高水位时最上方试片仍在水位上方不被浸没，最低水位时最下方试片不会露出水面。
9.根据权利要求1所述的一种自动升降式潮差腐蚀模拟实验装置，其特征在于，所述实验试片包括电连接试片及导线，所述电连接试片设置有多个，多个所述电连接试片之间通过导线实现电连接。
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