專利名稱：一種模擬海洋環(huán)境中材料加速腐蝕的無損監(jiān)檢測試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是一種在模擬海洋環(huán)境中加速材料腐蝕并實施無損監(jiān)、檢測的試驗方法。
背景技術(shù)：
海水是一種含有多種鹽類的強電解質(zhì)溶液，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施在這種條件下極易腐蝕。 因此人們致力于研究各種防腐材料，希望減輕因腐蝕帶來的損失。目前對材料性能的考核一般有自然環(huán)境的腐蝕試驗和試驗室腐蝕試驗。自然環(huán)境的腐蝕試驗?zāi)軌蛘鎸嵉姆磻?yīng)材料的腐蝕狀況和規(guī)律。但是試驗周期一般較長，成本相對較高，難以實時監(jiān)測腐蝕狀態(tài)。在新材料研發(fā)日新月異的今天，自然環(huán)境的腐蝕試驗難以滿足快速準(zhǔn)確評價材料耐蝕性的需要，故一般情況下該試驗只針對一些常規(guī)材料進(jìn)行試驗，為理論研究提供必要的基礎(chǔ)腐蝕數(shù)據(jù)。試驗室腐蝕試驗一般針對材料特定的使用條件進(jìn)行加速模擬腐蝕試驗，例如浸泡試驗用來模擬海水全浸腐蝕，連續(xù)鹽霧試驗?zāi)M海邊飛濺區(qū)的條件，少量鹽霧加上循環(huán)干燥用來模擬大氣環(huán)境。這些試驗的特點是大幅縮短了試驗周期，有利于及早發(fā)現(xiàn)問題和重新設(shè)計材料的成分。但是實際環(huán)境下材料的腐蝕失效是由多種因素所引起，是一個復(fù)雜的腐蝕過程，如何在試驗室將多種因素整合到一起，更接近材料實際的使用條件，獲得更為可靠的試驗數(shù)據(jù)并能無損監(jiān)檢測出材料的腐蝕狀態(tài)，已成為材料研制和使用雙方急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種科學(xué)合理、方便快捷的可模擬海洋多種腐蝕環(huán)境并無損監(jiān)檢測材料腐蝕狀態(tài)的加速腐蝕試驗方法，獲得與自然條件下的腐蝕試驗相類似的結(jié)果，為評價材料在海洋環(huán)境中的耐蝕性提供技術(shù)支撐，縮短新材料的研制周期。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種模擬海洋環(huán)境中材料加速腐蝕的無損監(jiān)檢測試驗方法，其特征在于模擬海洋環(huán)境的腐蝕加速試驗?zāi)K提供了接近實海環(huán)境的腐蝕氛圍并對試驗材料起到加速腐蝕的效果；腐蝕電位無損監(jiān)、檢測模塊無損監(jiān)、檢測材料的腐蝕電位，提供判斷材料腐蝕狀態(tài)的依據(jù)；(1)模擬海洋環(huán)境的腐蝕加速試驗?zāi)K包括試驗箱、腐蝕氛圍制造系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成；試驗箱內(nèi)部設(shè)置試樣架用以固定試樣和參比電極；腐蝕氛圍制造系統(tǒng)包括安裝于試驗箱中部且可固定試樣的螺旋槳，通過旋轉(zhuǎn)制造浪花飛濺的氛圍，并模擬不同級別海浪對試樣的沖擊效果；安裝于試驗箱頂部的氙燈、紅外加熱燈、進(jìn)排氣孔和排氣扇， 用于模擬日照氛圍、通入不同腐蝕性的氣體和調(diào)節(jié)試驗箱濕度；安裝于試驗箱側(cè)壁的噴射裝置，用于實現(xiàn)沖蝕的氛圍；安裝于試驗箱底部的水浴加熱系統(tǒng)和供排水系統(tǒng)，用于調(diào)整試驗環(huán)境的溫度和控制試驗箱內(nèi)液面的高度；輔助系統(tǒng)包括動力裝置、溫度傳感裝置、濕度傳感裝置、液位傳感裝置和儲水箱；控制系統(tǒng)實現(xiàn)總電源開關(guān)、螺旋槳轉(zhuǎn)速控制、光照時間控制、沖蝕強度控制、環(huán)境溫度控制和液面高度控制；
腐蝕電位無損監(jiān)、檢測模塊硬件系統(tǒng)包括顯示器、實時監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、 通訊模塊、電源模塊、可充電電池及充電模塊、外部設(shè)備以及人機(jī)接口 ；通過螺旋槳機(jī)械轉(zhuǎn)動拍打海水產(chǎn)生水花飛濺達(dá)到模擬效果，并通過紅外加熱和氙燈輻照對試樣進(jìn)行烘干和輻照處理，以此模擬浪花飛濺區(qū)干濕交替的實際狀況；根據(jù)“國際波級表”選擇需要波浪的范圍，通過公式1、公式2和公式3計算出螺旋槳的具體轉(zhuǎn)速，即通過固定在螺旋槳上試樣與海水的相對線速度值，根據(jù)圓周運動公式將其轉(zhuǎn)化為螺旋槳的具體轉(zhuǎn)速；P = 0.55 X H2 X T (1)式1 :P為波浪的功率，H為波高(米)，T為波浪周期(秒)；
權(quán)利要求
1. 一種模擬海洋環(huán)境中材料加速腐蝕的無損監(jiān)檢測試驗方法，其特征在于模擬海洋環(huán)境的腐蝕加速試驗?zāi)K提供了接近實海環(huán)境的腐蝕氛圍并對試驗材料起到加速腐蝕的效果；腐蝕電位無損監(jiān)、檢測模塊無損監(jiān)、檢測材料的腐蝕電位，提供判斷材料腐蝕狀態(tài)的依據(jù)；模擬海洋環(huán)境的腐蝕加速試驗?zāi)K包括試驗箱、腐蝕氛圍制造系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成；試驗箱內(nèi)部設(shè)置試樣架用以固定試樣和參比電極；腐蝕氛圍制造系統(tǒng)包括安裝于試驗箱中部且固定試樣的螺旋槳，通過旋轉(zhuǎn)制造浪花飛濺的氛圍，并模擬不同級別海浪對試樣的沖擊效果；安裝于試驗箱頂部的氙燈、紅外加熱燈、進(jìn)排氣孔和排氣扇，用于模擬日照氛圍、通入不同腐蝕性的氣體和調(diào)節(jié)試驗箱濕度；安裝于試驗箱側(cè)壁的噴射裝置，用于實現(xiàn)沖蝕的氛圍；安裝于試驗箱底部的水浴加熱系統(tǒng)和供排水系統(tǒng)，用于調(diào)整試驗環(huán)境的溫度和控制試驗箱內(nèi)液面的高度；輔助系統(tǒng)包括動力裝置、溫度傳感裝置、濕度傳感裝置、 液位傳感裝置和儲水箱；控制系統(tǒng)實現(xiàn)總電源開關(guān)、螺旋槳轉(zhuǎn)速控制、光照時間控制、沖蝕強度控制、環(huán)境溫度控制和液面高度控制；腐蝕電位無損監(jiān)、檢測模塊硬件系統(tǒng)包括顯示器、實時監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊、電源模塊、充電電池及充電模塊、外部設(shè)備以及人機(jī)接口 ；通過螺旋槳機(jī)械轉(zhuǎn)動拍打海水產(chǎn)生水花飛濺達(dá)到模擬效果，并通過紅外加熱和氙燈輻照對試樣進(jìn)行烘干和輻照處理，以此模擬浪花飛濺區(qū)干濕交替的實際狀況；根據(jù)“國際波級表”選擇需要波浪的范圍，通過公式1、公式2和公式3計算出螺旋槳的具體轉(zhuǎn)速，即通過固定在螺旋槳上試樣與海水的相對線速度值，根據(jù)圓周運動公式將其轉(zhuǎn)化為螺旋槳的具體轉(zhuǎn)速；P = O. 55XH2XT (1)式1 :P為波浪的功率，H為波高(米)，T為波浪周期(秒)； E = 0. 5X P 海水 XgXH\2)式2 =H為波高(米)，P海水為海水密度，取1025kg/m3，g為重力加速度；
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模擬海洋環(huán)境中材料加速腐蝕的無損監(jiān)檢測試驗方法。包括模擬海洋環(huán)境的腐蝕加速試驗和材料腐蝕電位的無損監(jiān)、檢測。模擬海洋環(huán)境腐蝕加速試驗在腐蝕加速試驗?zāi)K上進(jìn)行，可完成海洋或工業(yè)大氣腐蝕、浪花飛濺腐蝕、潮差腐蝕、全浸腐蝕及海泥微生物腐蝕試驗。材料腐蝕電位的無損監(jiān)、檢測試驗通過腐蝕電位無損監(jiān)、檢測模塊完成。本發(fā)明的效果和益處是提供了模擬海洋各腐蝕區(qū)域的環(huán)境，通過加速腐蝕試驗縮短試驗周期，全過程監(jiān)、檢測材料的腐蝕程度。為評價材料在海洋環(huán)境中的耐蝕性提供技術(shù)支撐，從而縮短材料的研究和試驗周期。
文檔編號G01N17/00GK102175595SQ20111006838
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者劉毅, 吳俊升, 孫虎元, 徐濱士, 梁義, 梁秀兵, 王玉江, 魏世丞 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院