CN217505591U - 一种用于腐蚀测试的自动化控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，包括腐蚀试验箱体、设置在所述腐蚀试验箱体内部的腐蚀溶液收集箱以及设置在所述腐蚀试验箱外壁的PLC控制面板；所述腐蚀试验箱体的上部内壁上安装有喷淋组件，所述喷淋组件通过腐蚀溶液循环回路与所述腐蚀溶液收集箱连接，且所述喷淋组件的下方设置有置物挂钩；所述腐蚀试验箱体的内部设置有温度控制组件，所述温度控制组件与所述PLC控制面板连接，其中所述温度控制组件包括设置在所述腐蚀溶液收集箱下方的加热件以及安装在所述喷淋组件下方的温控探头。通过装置高度集成，能够实现自动远程调节氧气浓度、氯离子浓度、pH值、温度，简化操作过程。

Description

一种用于腐蚀测试的自动化控制装置

技术领域

本实用新型涉及材料测试技术领域，特别涉及一种用于腐蚀测试的自动化控制装置。

背景技术

材料腐蚀是材料与其周围大气、土壤、水等环境相互作用，目前化学工业、食品工业和电力系统等部门因材料腐蚀所遭受的损失十分惊人，因此材料腐蚀问题越来越受到重视。通过对材料在腐蚀环境中性能的了解，合理利用材料并及时维护是减少腐蚀损失的最有效的方法之一。环境中许多因素，如温度、湿度、干湿交替情况、Cl^-、空气中的SO₂、CO₂、NxOy、溶液pH等对材料的耐蚀性能产生非常严重的影响，因此研究者们通过调节单个或多个腐蚀因子考察它们对材料耐蚀性能的相关性。

然而目前大多数测量方法和仪器依靠人工调节各腐蚀因子，自动化程度低。因此，亟需构建一种可以远程、自动化调节腐蚀影响参数的腐蚀测试装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的是解决需要依靠人工调节各腐蚀因子，自动化程度低的技术问题。

本实用新型提供一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，包括腐蚀试验箱体、设置在所述腐蚀试验箱体内部的腐蚀溶液收集箱以及设置在所述腐蚀试验箱外壁的PLC控制面板；所述腐蚀试验箱体的上部内壁上安装有喷淋组件，所述喷淋组件通过腐蚀溶液循环回路与所述腐蚀溶液收集箱连接，且所述喷淋组件的下方设置有置物挂钩；所述腐蚀试验箱体的内部设置有温度控制组件，所述温度控制组件与所述PLC控制面板连接，其中所述温度控制组件包括设置在所述腐蚀溶液收集箱下方的加热件以及安装在所述喷淋组件下方的温控探头。

在本实用新型的一些实施方式中，所述喷淋组件包括喷淋头以及喷淋管；其中，所述喷淋头安装在所述腐蚀试验箱体的上部内壁上，所述喷淋管的一端与所述喷淋头连接，所述喷淋管的另一端与所述腐蚀溶液循环回路连接。

在本实用新型的一些实施方式中，所述腐蚀溶液循环回路包括离心循环泵、管道以及涡轮流量计；其中所述离心循环泵设置在所述腐蚀溶液收集箱内，所述管道的一端与所述离心循环泵连接，所述管道的另一端与所述喷淋管连接，所述涡轮流量计设置在所述管道内。

在本实用新型的一些实施方式中，所述腐蚀试验箱体的侧壁上安装有换气阀以及氧气浓度传感器，所述换气阀与所述氧气浓度传感器分别与所述PLC控制面板连接。

在本实用新型的一些实施方式中，所述腐蚀试验箱体的上部设置有注液管道，所述注液管道与所述腐蚀溶液收集箱连通。

在本实用新型的一些实施方式中，所述腐蚀溶液收集箱的内部设置有pH计、氯离子浓度传感器、浮球液位计以及浊度计，其中所述pH计、所述氯离子浓度传感器、所述浮球液位计以及所述浊度计分别与所述PLC控制面板连接。

本实用新型提供的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，具有以下有益效果：

1、通过装置高度集成，能够实现自动远程调节氧气浓度、氯离子浓度、pH值、温度，简化操作过程；

2、可以同时放置多种材质或多个待测样品，实现多种材料在同一条件下的耐蚀性能对比，考察不同材料对腐蚀条件的敏感程度。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施方式的腐蚀溶液收集箱的内部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、腐蚀试验箱体；2、腐蚀溶液收集箱；3、PLC控制面板；4、待测试片；5、注液管道；6、喷淋组件；7、换气阀；8、氧气浓度传感器；9、离心循环泵；10、管道；11、涡轮流量计；12、加热件；13、温控探头；14、pH计；15、氯离子浓度传感器；16、浮球液位计；17、浊度计。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参阅图1-图2，其示出了本申请的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，包括腐蚀试验箱体1、设置在所述腐蚀试验箱体1内部的腐蚀溶液收集箱2以及设置在所述腐蚀试验箱外壁的PLC控制面板3；所述腐蚀试验箱体1的上部内壁上安装有喷淋组件6，所述喷淋组件6通过腐蚀溶液循环回路与所述腐蚀溶液收集箱2连接，且所述喷淋组件6的下方设置有置物挂钩；所述腐蚀试验箱体1的内部设置有温度控制组件，所述温度控制组件与所述PLC控制面板3连接，其中所述温度控制组件包括设置在所述腐蚀溶液收集箱2下方的加热件12以及安装在所述喷淋组件6下方的温控探头13。

应用本实施例的技术方案，自动化控制装置包括腐蚀试验箱体1、腐蚀溶液收集箱2、PLC控制面板3。腐蚀试验箱体1均由耐腐蚀材料，如聚四氟乙烯(F4)、碳纤维与树脂组成的C/C复合材料等制成，根据待测试样体积和数量来确定腐蚀试验箱体1尺寸和形状。腐蚀试验箱体1顶部四边设有多个结构相同的溶液淋洗区，每个淋洗区设置两个长方喷淋组件6和置物螺杆。腐蚀试验箱体1底部设置有5-15°的斜坡，斜坡最低处直接与腐蚀溶液收集箱2相连。腐蚀试验箱体1的正面设置有观察窗，观察窗由聚碳酸酯或有机玻璃材料制成。而且温控探头13可以感知温度范围在0-50℃，通过温控探头13设置在喷淋组件6下端，测量待测试片4表面溶液的温度，将温度数值传递给型号为TP1200的PLC控制面板3，控制加热件12的加热过程。当温度显示低于所设定值时，则启动加热装置，温度大于或等于设定值时，则加热件12关闭。其中加热件12可以是电热器。

需要说明的是，所述喷淋组件6包括喷淋头以及喷淋管；其中，所述喷淋头安装在所述腐蚀试验箱体1的上部内壁上，所述喷淋管的一端与所述喷淋头连接，所述喷淋管的另一端与所述腐蚀溶液循环回路连接。

进一步地，所述腐蚀溶液循环回路包括离心循环泵9、管道10以及涡轮流量计11；其中所述离心循环泵9设置在所述腐蚀溶液收集箱2内，所述管道10的一端与所述离心循环泵9连接，所述管道10的另一端与所述喷淋管连接。这样，腐蚀液由离心循环泵9提升至腐蚀试验箱体1的顶部淋洗区，流经待测试片4表面，再由底部流至腐蚀溶液收集箱2，如此反复。

在一些可选的实施例中，所述腐蚀试验箱体1的侧壁上安装有换气阀7以及氧气浓度传感器8，所述换气阀7与所述氧气浓度传感器8分别与所述PLC控制面板3连接。

该种结构设计，腐蚀试验箱体1装有换气阀7和氧气浓度传感器8，氧气浓度数值传递给PLC控制面板3，使得PLC控制面板3控制换气阀7的开启及换气量。当氧气传感器显示氧气浓度大于或等于设定值时候则将换气阀7换气量减小或关闭。

在一些可选的实施例中，所述腐蚀试验箱体1的上部设置有注液管道5，所述注液管道5与所述腐蚀溶液收集箱2连通。这样，腐蚀试验箱体1上部安放三个加药箱，分别是加水箱、加酸箱、加盐水箱。三种液体通过注液管道5直接输送到腐蚀溶液收集箱2。

在一些可选的实施例中，所述腐蚀溶液收集箱2的内部设置有pH计14、氯离子浓度传感器15、浮球液位计16以及浊度计17，其中所述pH计14、所述氯离子浓度传感器15、所述浮球液位计16以及所述浊度计17分别与所述PLC控制面板3连接。

该种结构设计，浮球液位计16、pH计14、氯离子浓度传感器15、浊度计17安装在腐蚀溶液收集箱2内，浸泡在腐蚀溶液中，所采集的数值上传至PLC控制面板3。利用浮球液位计16所采集的数值通过PLC控制面板3对是否加水进行控制。当液位低于设定值A时，加水箱开始对腐蚀溶液收集箱2进行加液，达到或高于设定值时则停止加液。pH计14将采集的数值传输至PLC控制面板3，当溶液的pH大于初始值时，开始加酸，调节溶液的酸度。浊度计17显示的浊度值反映腐蚀溶液中微量不溶性悬浮物质的含量。当材料表面组分被腐蚀，逐渐脱落到收集液中，例如镀锌钢材料表面洗脱成分为锌离子，则在pH为5.4的溶液开始沉淀。当锌层脱落后露出铁基底时，则铁离子会逐渐溶解在酸性溶液中，在氧气氛围中很快转变成三价铁，在其pH值为3.5时开始沉淀。因此在弱酸性、中性、碱性腐蚀溶液中当待测物被腐蚀并淋洗到溶液中，则溶液的浊度则逐渐增大。当浊度达到设定值时则控制PLC控制面板3发出提示或报警，说明腐蚀已经比较严重，实验可能需要终止。是否终止由实验人员操作。也可以通过预设反应的时长控制试验终点。

使用本发明装置进行材料耐蚀性测试时，工作过程如下：

本方案以5％NaCl+0.0001mol/LHCl为腐蚀溶液，将预先称重的四片不同锌层厚度的镀锌钢分别置于本申请的装置的腐蚀试验箱体1中置物挂钩上，将配制好的腐蚀溶液由注液管道5注入腐蚀溶液收集箱2，至设定的液位刻线，并将腐蚀溶液加至一定的液位。并设定实验条件：实验温度设置为40℃；pH为4.5，溶液初始pH为4.00；氯离子浓度初始值为30.5g/L；设定箱内氧气量低于为15％时换气气阀开始工作，开始时氧浓度传感显示腐蚀箱体内氧气含量为21％，换气阀7未开启；涡轮流量计11显示流量为0L/m；浮球液位计16电流设定为大于17mA时补充液体，初始值为15mA；设定浊度值为20时实验终止，实验开始前显示为0NTU；离心循环泵9处于关闭状态。

开启加热件12对溶液进行加热至出现蒸汽上升，开启离心循环泵9，流量计显示实时流量0.45L/min；温感探头显示溶液温度值35.5℃，控制加热件12开启，当温度达到40℃时，加热组件12关闭。氧浓度传感器显示腐蚀箱体内氧气含量为逐渐降低，当低至15％时换气阀7开启。pH值缓慢上升至4.5后，开始加酸。浮球液位计16电流值缓慢逐渐上升,至17mA时开始加水，氯离子浓度下降，至28.0g/L时，开始加盐。经过35小时，浊度逐渐上升，至20NTU时，取出金属试片利用纯水冲洗后，利用无水乙醇清洗两遍后用氩气吹干，称重。将每片试片腐蚀前质量减去腐蚀后质量得到腐蚀失去质量，其结果比试片面积和时间的乘积，获得每片试片的腐蚀速率。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，其特征在于，包括腐蚀试验箱体、设置在所述腐蚀试验箱体内部的腐蚀溶液收集箱以及设置在所述腐蚀试验箱外壁的PLC控制面板；

所述腐蚀试验箱体的上部内壁上安装有喷淋组件，所述喷淋组件通过腐蚀溶液循环回路与所述腐蚀溶液收集箱连接，且所述喷淋组件的下方设置有置物挂钩；

所述腐蚀试验箱体的内部设置有温度控制组件，所述温度控制组件与所述PLC控制面板连接，其中所述温度控制组件包括设置在所述腐蚀溶液收集箱下方的加热件以及安装在所述喷淋组件下方的温控探头。

2.根据权利要求1所述的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，其特征在于，所述喷淋组件包括喷淋头以及喷淋管；其中，所述喷淋头安装在所述腐蚀试验箱体的上部内壁上，所述喷淋管的一端与所述喷淋头连接，所述喷淋管的另一端与所述腐蚀溶液循环回路连接。

3.根据权利要求2 所述的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，其特征在于，所述腐蚀溶液循环回路包括离心循环泵、管道以及涡轮流量计；其中所述离心循环泵设置在所述腐蚀溶液收集箱内，所述管道的一端与所述离心循环泵连接，所述管道的另一端与所述喷淋管连接，所述涡轮流量计设置在所述管道内。

4.根据权利要求1所述的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，其特征在于，所述腐蚀试验箱体的侧壁上安装有换气阀以及氧气浓度传感器，所述换气阀与所述氧气浓度传感器分别与所述PLC控制面板连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，其特征在于，所述腐蚀试验箱体的上部设置有注液管道，所述注液管道与所述腐蚀溶液收集箱连通。

6.根据权利要求1所述的一种用于腐蚀测试的自动化控制装置，其特征在于，所述腐蚀溶液收集箱的内部设置有pH计、氯离子浓度传感器、浮球液位计以及浊度计，其中所述pH计、所述氯离子浓度传感器、所述浮球液位计以及所述浊度计分别与所述PLC控制面板连接。

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