一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕實驗裝置。本實用新型由主試驗箱、注排水控制系統(tǒng)組成。在主試驗箱內(nèi)設(shè)置水平樣品臺，涂有待測涂膜的工作電極固定在樣品臺上，工作電極除工作面外，其余各面均采用環(huán)氧樹脂封裝，并通過銅導(dǎo)線與外界測試裝置連接。注排水系統(tǒng)中進水管和排水管分別安裝在主試驗箱的兩側(cè)。通過電磁閥控制安裝在進水管和排水管上的蠕動泵，來完成主試驗箱中水位調(diào)節(jié)，以達到干濕兩種狀態(tài)的交替循環(huán)目的，通過電腦時控開關(guān)來控制進水和排水過程，從而控制不同干燥和濕潤過程時間比例。本實用新型可以長期實現(xiàn)精確自動循環(huán)模擬實驗，效率高，無需人員手動操作，液面控制準確。
【專利說明】一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕實驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機電裝備領(lǐng)域，具體涉及一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕實驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋環(huán)境是一個腐蝕性很強的環(huán)境，會對包括海洋油氣田開發(fā)、港口建設(shè)、船舶工程和深海勘探等領(lǐng)域廣泛使用的鋼結(jié)構(gòu)材料造成各種災(zāi)害性腐蝕破壞，據(jù)統(tǒng)計，船體大約90%的破壞都是由于腐蝕造成的。腐蝕所造成的損失非常嚴重，近年來越來越受到相關(guān)研究人員和技術(shù)工作者的關(guān)注。研究表明，如果采取適當?shù)姆栏胧?，其?0%的損失可以避免。綜合現(xiàn)有技術(shù)和成本因素考慮，采用涂料涂裝防護仍然是目前最廣泛、有效和經(jīng)濟的方法。金屬材料發(fā)生腐蝕必須同時具備三個基本過程:(I)金屬陽極溶解；(2)陰極去極化劑還原；(3)在陰極和陽極起導(dǎo)通作用的電子電流和離子電流。三個過程串聯(lián)成為一個閉合回路，只要其中一個過程受阻，另外的兩個過程也必然受到抑制，金屬的腐蝕也將停止。有機涂層對金屬的保護作用正是通過抑制上述過程中的一個或幾個步驟而達到的。
[0003]最早人們評價涂層性能常采用大氣暴曬、鹽水浸潰等常規(guī)檢測法，但該類方法屬定性描述的范疇，試驗周期長、試驗結(jié)果不夠精確、分散性大、重現(xiàn)性差。并且涂層的腐蝕常常受到多種腐蝕因素的交互作用，單項測試往往不能反映涂層的實際腐蝕效果，于是近年來人工加速老化試驗受到越來越多關(guān)注，通過人為改變涂層樣品所處狀態(tài)模擬自然環(huán)境中腐蝕條件來進行相關(guān)測試，對于研究涂層下金屬腐蝕的動力學(xué)規(guī)律、探討涂層的防護機理等相關(guān)領(lǐng)域研究工作起到重要作用。
[0004]干濕循環(huán)交替是常見的自然現(xiàn)象，如晝夜交替溫度和濕度的變化導(dǎo)致水在金屬涂層體系的表面凝聚和蒸發(fā)，同時降水和晴天交替，海洋環(huán)境中浪花飛濺區(qū)和潮差區(qū)也都可以導(dǎo)致有機涂層體系經(jīng)歷干濕循環(huán)變化。干濕循環(huán)是影響涂層劣化和涂層下金屬腐蝕反應(yīng)過程的重要因素之一。干濕循環(huán)對涂層劣化的加速破壞作用主要是通過干燥和潤濕階段影響水滲透和氧還原過程實現(xiàn)的。顯然干濕交替的頻率，也就是干燥和浸泡的時間比，會對失效過程產(chǎn)生重要影響。由于大氣環(huán)境中金屬結(jié)構(gòu)絕大部分都采用了涂層保護技術(shù)，研究干濕循環(huán)過程對涂層劣化和涂層下金屬腐蝕影響更具有實際意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本實用新型提供一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞實驗裝置，用于海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕破壞試驗。
[0006]本實用新型解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
[0007]本實用新型由主試驗箱、注排水控制系統(tǒng)組成。
[0008]主試驗箱采用透明聚四氟乙烯制作，在主試驗箱內(nèi)設(shè)置水平樣品臺，涂有待測涂膜的工作電極通過絕緣螺栓固定在樣品臺上，工作電極除工作面外，其余各面均采用環(huán)氧樹脂封裝，并通過銅導(dǎo)線與外界測試裝置連接。
[0009]注排水系統(tǒng)由進水管、排水管、電磁閥、蠕動泵、液面高度感應(yīng)器、電腦時控開關(guān)共同組成。進水管和排水管分別安裝在主試驗箱的兩側(cè)，其中排水管的接口位于主試驗箱的底部。通過電磁閥控制安裝在進水管和排水管上的蠕動泵，來完成主試驗箱中水位調(diào)節(jié)，以達到干濕兩種狀態(tài)的交替循環(huán)目的，通過電腦時控開關(guān)來控制進水和排水過程，從而控制不同干燥和濕潤過程時間比例。
[0010]在主試驗箱上部安裝有鼓風(fēng)裝置，在干燥過程中開啟，加快涂層表面液膜蒸發(fā)，從而縮短干濕循環(huán)狀態(tài)過渡過程。
[0011]本實用新型可以長期實現(xiàn)精確自動循環(huán)模擬實驗，效率高，無需人員手動操作，液面控制準確，并可根據(jù)實驗需要調(diào)整干濕循環(huán)比例，可以有效實現(xiàn)加速實驗功能，對于涂層劣化過程及腐蝕機理和耐海水腐蝕新材料研究開發(fā)具有重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，實驗進水槽I通過進水軟管3與主試驗箱4連接，進水泵2與電磁閥14連通，同時利用時控開關(guān)15來控制電磁閥14，從而實現(xiàn)定時向主試驗箱中注入電解質(zhì)溶液5 (如NaCl、海水);同時，通過與電磁閥14相連通的液面高度感應(yīng)器13來控制注入主試驗箱內(nèi)的電解液的量，當試驗箱內(nèi)溶液液面達到一定高度時，進水泵停止工作，以防止加入溶液過多；主試驗箱4的排水口通過與電磁閥11連通的排水泵9控制排水管8來向排水槽10完成排水，使主試驗箱內(nèi)處于干濕循環(huán)的干態(tài)狀態(tài)，在干燥過程中開啟鼓風(fēng)裝置16加快樣品表面液膜的揮發(fā)，并通過兩個時控開關(guān)12、15來控制被測試涂層干燥和浸濕兩種工作狀態(tài)的時間。
[0014]使用本實用新型時，首先在主試驗箱中將涂有待測涂層的工作電極7安裝在水平樣品臺6上，并用塑料螺栓固定，防止在進排水過程中造成樣品的移動。接通電磁閥14后，開啟進水泵2，從進水槽I向試驗箱內(nèi)加入腐蝕介質(zhì)，完全浸沒樣品，當水位達到液面高度感應(yīng)裝置13時，傳感器反饋信號電磁閥14控制進水泵2停止工作，進水過程結(jié)束，此時處于干濕循環(huán)過程浸濕階段。浸沒一段時間后，當達到所設(shè)定的浸沒時長后，電磁閥11接通，啟動排水泵9將試驗箱內(nèi)溶液排除，此時待測樣品處于干濕循環(huán)過程的干燥階段。依次輪流分別進行進水和排水過程，從而實現(xiàn)測試樣品干濕循環(huán)過程。通過電腦時控開關(guān)15和電腦時控開關(guān)12分別設(shè)定進水電磁閥14和排水電磁閥11的工作和停止時間，從而控制進水泵2和排水泵9的開啟和關(guān)閉，可以按照需求設(shè)定不同的干濕交替循環(huán)比，從而達到加速腐蝕實驗的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕實驗裝置，由主試驗箱、注排水控制系統(tǒng)組成，其特征在于: 主試驗箱采用透明聚四氟乙烯制作，在主試驗箱內(nèi)設(shè)置水平樣品臺，涂有待測涂膜的工作電極通過絕緣螺栓固定在樣品臺上，工作電極除工作面外，其余各面均采用環(huán)氧樹脂封裝，并通過銅導(dǎo)線與外界測試裝置連接； 注排水系統(tǒng)由進水管、排水管、電磁閥、蠕動泵、液面高度感應(yīng)器、電腦時控開關(guān)共同組成；進水管和排水管分別安裝在主試驗箱的兩側(cè)，其中排水管的接口位于主試驗箱的底部；通過電磁閥控制安裝在進水管和排水管上的蠕動泵，來完成主試驗箱中水位調(diào)節(jié)，以達到干濕兩種狀態(tài)的交替循環(huán)目的，通過電腦時控開關(guān)來控制進水和排水過程，從而控制不同干燥和濕潤過程時間比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕實驗裝置，其特征在于:在主試驗箱上部安裝有鼓風(fēng)裝置，在干燥過程中開啟，加快涂層表面液膜蒸發(fā)，從而縮短干濕循環(huán)狀態(tài)過渡過程。
【文檔編號】G01N17/00GK204128939SQ201420587341
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】彭欣, 李海晏, 陳良輔, 宋偉, 蔡勇 申請人:浙江大學(xué)舟山海洋研究中心