TWM564760U - Seawater splash corrosion simulation device - Google Patents

Abstract

本新型提供一種海水飛濺腐蝕模擬裝置，其結構包括：一連動機構，包括一驅動元件、一連動件以及一第一試件，第一試件以一懸吊件與連動件相連結，驅動元件提供動力帶動連動件作動產生一往復運動，第一試件根據驅動元件動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移；以及一海水模擬槽，盛裝一模擬海水；其中，第一試件產生垂直距離之位移會使第一試件浸入或提出模擬海水。本新型之主要特點為利用往復式機構，逕模擬鋼鐵材料於海水飛濺區的腐蝕行為，將較傳統以抽水馬達進行循環水流，模擬海洋腐蝕行為的方法更具效率。

Description

海水飛濺腐蝕模擬裝置

本新型係關於一種模擬裝置；更詳而言之，係一種海水飛濺腐蝕模擬裝置。

台灣四面環海，海洋資源的開發與利用，為我國經濟重要發展。大量海洋工程興建，例如港口碼頭、鑽油平台、跨海大橋、燈塔及風力發電，均為我國海洋資源重要開發工作。鋼鐵材料為工程建設重要骨材。

鋼鐵於海洋環境腐蝕議題，雖可採表面防護技術，進行腐蝕速率控制，惟工程發生斷裂、倒塌，造成經濟損失及人員安全意外，仍時有所聞。世界各國對海洋發展均極為重視，故研究和解決海洋腐蝕問題對產業發展具重大意義。

為解決上述之缺失，使相關產業能在實際應用前模擬相關的海水飛濺腐蝕情形以做改良與判斷，實需要一種能有效模擬放置於海洋環境中的鋼鐵結構的模擬裝置。

本新型所欲解決的問題係利用「往復式機構」來模擬鋼鐵材料於「海水飛濺區」的腐蝕問題。

為解決上述問題，本新型係揭露一種海水飛濺腐 蝕模擬裝置，其結構包括：一連動機構，包括一驅動元件、一連動件以及一第一試件，該第一試件以一懸吊件與該連動件相連結，該驅動元件提供動力帶動該連動件作動產生一往復運動，該第一試件根據該驅動元件動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移；以及一海水模擬槽，盛裝一模擬海水；其中，該第一試件產生垂直距離之位移會使該第一試件浸入或提出該模擬海水。

在一實施例中，該驅動元件為馬達。

在一實施例中，該連動件為曲柄結構。

在一實施例中，更包括多個試件，各該試件以一懸吊件與該連動件相連結，根據該驅動元件動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移。

在一實施例中，該些試件水平高度一致。

在一實施例中，該懸吊件係採用絕緣材質。

在一實施例中，該懸吊件為棉繩。

在一實施例中，該模擬海水為鹽水。

在一實施例中，該模擬海水為欲模擬區域之海水取樣。

在一實施例中，更包括一砝碼，該砝碼懸掛於該些試件下方，形成一下拉該些試件之拉應力進行海水飛濺區應力腐蝕延伸研究。

在一實施例中，更包括一氙氣燈，該氙氣燈直接或間接照射該試件。

在一實施例中，更包括一溫度控制元件，該溫度 控制元件對該模擬海水進行溫度控制，用以加溫或降溫該模擬海水。

在一實施例中，更包括一造波元件，該造波元件使該模擬海水產生波浪流動。透過所述造波元件使模擬海水產生波浪流動，可將經海水腐蝕的試件表面的氧化物帶除，並且加速氧化膜溶解；以繼續對試件未經腐蝕的表面進行海水腐蝕模擬，以驗證該些試件的材質在海水腐蝕環境中的耐腐蝕程度，便於判斷及評估各種材質應用於海水環境之適用性。

在一實施例中，該模擬海水更包括至少一種海中生物，該些海中生物包括有海生植物及微生物。在模擬海水中加入海生植物及微生物後，透過與日照溫控水流等其他控制條件與海中生物的交互作用，可使模擬海水的成分更接近實際海水的成分與生物條件，以驗證實際具有生物活動的海水對於試件的腐蝕影響。

本新型之主要特點包括：1.採用往復式機構，逕模擬鋼鐵材料於海水飛濺區的腐蝕行為，將較傳統以抽水馬達進行循環水流，模擬海洋腐蝕行為的方法更具效率；2.本新型採用砝碼施加於試件上可形成一向下之拉應力，藉此可更精確的模擬應用於海洋環境中受應力作用的鋼鐵結構受應力後腐蝕情形；3.採用氙氣燈模擬日光中紫外線進行日照，可更貼近實際海洋腐蝕行為；4.本新型更可結合造波元件或海中生物的應用，使模擬海水的成分及流動更接近真實的海水環境，模擬出更接近實際的海水腐蝕結果；本新型除可提供海洋工程學者瞭解海洋腐蝕機制外，更可進一步助益材料壽期效益評估。

接下來便結合圖式和具體實施例對本新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更輕易理解本新型並加以實施運用。

1A~1F‧‧‧模擬裝置

11‧‧‧連動機構

111‧‧‧驅動元件

112‧‧‧連動件

113‧‧‧懸吊件

12‧‧‧海水模擬槽

121‧‧‧模擬海水

13A‧‧‧第一試件

13B‧‧‧第二試件

13C‧‧‧第三試件

13D‧‧‧第四試件

14‧‧‧砝碼

15‧‧‧氙氣燈

16‧‧‧溫度控制元件

17‧‧‧造波元件

F‧‧‧應力

X‧‧‧位移

圖1為本新型第一實施例之立體結構示意圖；圖2A為本新型第一實施例之前視示意圖；圖2B為本新型第一實施例之應用示意圖；圖2C為本新型第二實施例之應用示意圖(一)；圖2D為本新型第二實施例之應用示意圖(二)；圖3為本新型第三實施例之結構示意圖；圖4為本新型第四實施例之結構示意圖；圖5為本新型第五實施例之結構示意圖；圖6為本新型第六實施例之結構及應用示意圖。

首先，本新型第一實施例的立體結構示意圖敬請參閱圖1、圖2A及圖2B，如圖1、圖2A及圖2B所示，本新型提供一種海水飛濺腐蝕的模擬裝置1A，其結構包括：一連動機構11，包括一驅動元件111、一連動件112以及一第一試件13A，該第一試件13A以一懸吊件113與該連動件112相連結，該驅動元件111提供動力帶動該連動件112作動產生一往復運動，該第一試件13A根據該驅動元件111動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移；以及一海水模擬槽12，盛裝一模擬海水121；其中，該第一試件13A產生垂直距離之位移X會 使該第一試件13A浸入或提出該模擬海水121。

在此一實施例中，該驅動元件111為馬達。

在此一實施例中，該連動件112為曲柄結構。

在此一實施例中，該懸吊件113係採用絕緣材質。

在此一實施例中，該懸吊件113為棉繩。

在此一實施例中，該模擬海水121為鹽水。

在此一實施例中，該模擬海水121為欲模擬區域之海水取樣。

在第一實施例中，本創作採用曲柄結構做為連動件112，因此在驅動元件111馬達的驅動下會產生一往復運動，藉此可模擬鋼鐵材料於海水飛濺區的腐蝕行為，將較傳統以抽水馬達進行循環水流，模擬海洋腐蝕行為的方法更具效率。

在圖2C的第二實施例中，模擬裝置1B更包括一第二試件13B，所述第一試件13A及第二試件13B皆以一懸吊件113與該連動件112相連結(如圖2A所示)，根據該驅動元件111動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移，由於在此一模擬裝置1B中，第一試件13A與第二試件13B在不同的水平位置，因此可藉此各該試件在連動件的不同懸吊位置達到不同的海水飛濺試驗條件，如圖所示，當第一試件13A藉由連動件的往復運動提出海水模擬槽12時，第二試件13B還浸泡在模擬海水中，藉此可於一次模擬試驗中得到兩種不同條件的模擬試驗結果。

在圖2D的第二實施例中，模擬裝置1B更包括一 第三試件13C及第四試件13D，所述第三試件13C及第四試件13D皆以一懸吊件113與該連動件112相連結(如圖2A所示)，根據該驅動元件111動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移，由於在此一模擬裝置1B中，第一試件13C與第二試件13D在相同的水平高度位置，因此可透過採用不同材質的試件試驗出各該試件在相同的模擬海水121試驗條件下的差異，藉此可於一次模擬試驗中得到兩種不同材質試件的不同模擬試驗結果。

在圖3的第三實施例中，模擬裝置1C更包括一砝碼14，該砝碼14懸掛於第一試件13A下方，形成一下拉該試件之應力F，並可透過該形成應力F的砝碼14的應用進行海水飛濺區應力腐蝕延伸研究。

在實際情形中，鋼鐵材料放置海洋環境的應力腐蝕成因需將「應力」與「腐蝕」兩項變數分開，「應力」可來自結構設計如吊臂(外應力)、橋樑(外應力)、焊接(內應力)；而海水則是形成「腐蝕」的環境，在兩者的共同作用容易形成材料失效(斷裂)的情形，先由海水侵蝕金屬表面破壞氧化層，再因應力使金屬變形，二者加速破壞機制產生。而拉應力係最容易使材料失效的成因之一，所以以第三實施例施加砝碼14的結構產生(拉)應力F，模擬吊臂或其鋼鐵結構當在飛濺區可能形成之應力腐蝕行為。

續請參閱圖4的第四實施例，如圖4所示的模擬裝置1D更包括一氙氣燈15，該氙氣燈15直接或間接照射該試件，可模擬日光中紫外線對第一試件13A進行日照，可更貼 近實際鋼鐵材料曝曬於烈日中受到的海水腐蝕行為。

續請參閱圖5的第五實施例，如圖5所示的模擬裝置1E更包括一溫度控制元件16，該溫度控制元件對該模擬海水121進行溫度控制，用以加溫或降溫該模擬海水121，藉由此一溫度控制元件16的應用，可對第一試件13A的海水腐蝕條件增加一個溫度的控制變數，因此模擬試驗的結果會更貼近日夜交替有溫差改變的真實環境。

續請參閱圖6的第六實施例，如圖6所示的模擬裝置1F更包括一造波元件17，該造波元件17使該模擬海水121產生波浪流動。透過所述造波元件17使模擬海水121產生波浪流動，可將經海水腐蝕的第一試件13A表面的氧化物帶除，並且加速氧化膜溶解；以繼續對第一試件13A尚未經腐蝕的表面進行海水腐蝕模擬，以驗證該些試件的材質在海水腐蝕環境中的耐腐蝕程度，便於判斷及評估各種材質應用於海水環境之適用性。

另外，本新型的模擬海水121更可包括至少一種海中生物，該些海中生物包括有海生植物及微生物。在模擬海水121中加入海生植物及微生物後，透過與日照溫控水流等其他控制條件與海中生物的交互作用，可使模擬海水121的成分更接近實際海水的成分與生物條件，以驗證實際具有生物活動的海水對於各種材質試件的腐蝕影響。

據此，本新型具有以下特點：1.採用往復式機構，逕模擬鋼鐵材料於海水飛濺區的腐蝕行為，將較傳統以抽水馬達進行循環水流，模擬海洋腐蝕行為的方法更具效率；2.本新 型採用砝碼施加於試件上可形成一向下之拉應力，藉此可更精確的模擬應用於海洋環境中受應力作用的鋼鐵結構受應力後腐蝕情形；3.採用氙氣燈模擬日光中紫外線進行日照，可更貼近實際海洋腐蝕行為；4.本新型更可結合造波元件或海中生物的應用，使模擬海水的成分及流動更接近真實的海水環境，模擬出更接近實際的海水腐蝕結果；本新型除可提供海洋工程學者瞭解海洋腐蝕機制外，更可進一步助益材料壽期效益評估。

綜上所述，乃僅記載本新型為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本新型專利實施之範圍。即凡與本新型專利申請範圍文義相符，或依本新型專利申請範圍所做的均等變化與修飾，皆為本新型之專利範圍所涵蓋。

Claims (14)

1. 一種海水飛濺腐蝕模擬裝置，其結構包括：一連動機構，包括一驅動元件、一連動件以及一第一試件，該第一試件以一懸吊件與該連動件相連結，該驅動元件提供動力帶動該連動件作動產生一往復運動，該第一試件根據該驅動元件動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移；以及一海水模擬槽，盛裝一模擬海水；其中，該第一試件產生垂直距離之位移會使該第一試件浸入或提出該模擬海水。
2. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，該驅動元件為馬達。
3. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，該連動件為曲柄結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，更包括多個試件，各該試件以一懸吊件與該連動件相連結，根據該驅動元件動力帶動之往復運動產生垂直距離的位移。
5. 如申請專利範圍第4項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，該些試件水平高度一致。
6. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝 置，其中，該懸吊件係採用絕緣材質。
7. 如申請專利範圍第6項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，該懸吊件為棉繩。
8. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，該模擬海水為鹽水。
9. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，該模擬海水為欲模擬區域之海水取樣。
10. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，更包括一砝碼，該砝碼懸掛於該第一試件下方，形成一下拉該第一試件之拉應力。
11. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，其中，更包括一氙氣燈，該氙氣燈直接或間接照射該第一試件。
12. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，更包括一溫度控制元件，該溫度控制元件對該模擬海水進行溫度控制，用以加溫或降溫該模擬海水。
13. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，更包括一造波元件，該造波元件使該模擬海水產生波浪流動。
14. 如申請專利範圍第1項所述之海水飛濺腐蝕模擬裝置，該模擬海水更包括至少一種海中生物，該些海中 生物包括有海生植物及微生物。