一种天然气储存仓内壁漆面粘合度测试装置的制作方法

本发明属于船舶材料性能测试，尤其涉及一种天然气储存仓内壁漆面粘合度测试装置。

背景技术：

1、天然气储存仓（如lng储罐）的内壁通常设置有保温层，以隔绝低温介质与钢基体的直接接触。保温层的作用是将钢基体及内壁漆面所承受的温度维持在相对较高的低温范围内，一般不低于-30℃。这一温度区间虽然远高于lng的储存温度（-162℃），但仍处于常规材料低温性能的敏感区间：聚合物涂层在-30℃左右时模量显著升高、韧性下降，与钢基体的热膨胀系数差异导致界面热应力累积，漆面粘合强度成为评价其可靠性的关键指标。常用拉拔法测定最大极限拉拔力，以判定漆面在低温工况下的粘合性能。

2、然而，现有拉拔测试装置多用于常温环境，无法模拟储罐内壁的实际低温条件。部分低温拉拔装置采用液氮喷淋或冷板接触制冷，但冷却均匀性差，易在涂层表面形成温度梯度，导致粘合强度测试值离散。

3、此外，现有装置在注胶保压阶段缺乏对树脂层压力分布的实时监测与自适应补偿，密封组件在低温下收缩易导致树脂泄漏，影响测试可靠性。

4、因此，亟需一种能够在-15℃至-30℃低温原位条件下实现均匀冷却、密封可靠、压力可控的漆面粘合度测试装置。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种天然气储存仓内壁漆面粘合度测试装置，旨在解决上述问题。

2、本发明是这样实现的，一种天然气储存仓内壁漆面粘合度测试装置，包括：

3、能够与待测试材料（即为一定面积的天然气储存仓钢材）固定连接的定位组件，定位组件中部转动连接有调节套筒，调节套筒螺纹连接有连接杆，连接杆与定位组件滑动并贯穿连接，所述连接杆的一端固定连接有定位盘，连接杆的另一端能够与拉拔机固定连接；

4、所述定位盘内部设置有用于对待测试材料的测试部位进行低温冷却的半导体制冷组件，所述定位盘外部环绕连接有密封组件，所述密封组件能够对待测试材料的测试部位进行密封处理；

5、所述定位盘顶部设置有用于注射粘性树脂的注射孔，所述定位盘侧壁中设置有用于将粘性树脂输送出定位盘底部的导流通道，所述注射孔处设置有单向阀。

6、进一步的技术方案，所述定位组件包括定位架，调节套筒与定位架转动连接，定位架的两个支腿底部均固定有一号电磁铁，一号电磁铁能够与待测试材料吸附固定。

7、进一步的技术方案，所述半导体制冷组件包括半导体制冷片，定位盘底面中心为冷却工作区，半导体制冷片的冷端通过均温板与定位盘底面中心冷却工作区贴合，半导体制冷片的热端通过低温柔性导热垫连接液冷板，所述液冷板通过所述定位盘顶部的快接插头和液冷软管连接外部冷水机；所述半导体制冷片由控制器通过pwm或电流换向驱动器控制。

8、进一步的技术方案，所述密封组件包括：

9、密封套，密封套与定位盘的外壁螺纹连接，所述密封套侧壁开设有开口向下的环形槽，所述环形槽中设置有橡胶垫；所述密封套内部设置有多个滑动压座，所述滑动压座的一端挤压橡胶垫，滑动压座的另一端固定设置有永磁体，所述密封套内部固定设置有多个二号电磁铁，每个二号电磁铁均与一个永磁体同极相对，永磁体与二号电磁铁之间设置有复位弹簧。

10、进一步的技术方案，所述滑动压座为弧形，且沿密封套内部环绕排列。

11、进一步的技术方案，液冷板与定位盘的制冷部件之间以及定位盘的内侧壁设置隔热层，且液冷板外部包覆有保温层。

12、进一步的技术方案，还包括测试调控系统，所述测试调控系统包括控制器、数据采集模块、数据处理模块和调控模块；

13、所述控制器电性连接半导体制冷片以及二号电磁铁；所述数据采集模块、数据处理模块和调控模块设置于所述控制器内或与所述控制器通信连接。

14、进一步的技术方案，所述数据采集模块被配置为：

15、设置于所述密封套底部的多个一号温度感应器，沿密封套底部周向分布，用于每隔一段时间统计当前时刻所有一号温度感应器的读数平均值相对设定基准温度的温度绝对偏差值；

16、设置于所述定位盘底面的多个一号压力感应器，沿定位盘底面环形分布，用于每隔一段时间统计所有一号压力感应器中最大读数与最小读数的最大压差值；

17、设置于所述橡胶垫内部且位于橡胶垫下表面位置的多个二号压力感应器，用于每隔一段时间统计所有二号压力感应器的最小压力值；

18、设置于所述定位盘底面的多个二号温度感应器，用于每隔一段时间统计所有二号温度感应器中最大读数与最小读数的最大温差值。

19、进一步的技术方案，所述数据处理模块被配置为：

20、将数据采集模块所采集的各参数分别进行无量纲归一化处理，得到温度绝对偏差归一化值、最大压差归一化值、最小压力归一化值和最大温差归一化值；

21、其中，所述温度绝对偏差归一化值基于温度绝对偏差值与设定温度绝对偏差阈值之间的比值关系确定，并受上界约束使其不超过一；

22、所述最大压差归一化值基于最大压差值与设定最大压差阈值之间的比值关系确定，并受上界约束使其不超过一；

23、所述最小压力归一化值基于设定压力阈值与最小压力值之间的差值相对于设定压力阈值的关系确定，并同时受下界约束和上界约束，使其不低于零且不超过一；

24、所述最大温差归一化值基于最大温差值与设定温差阈值之间的比值关系确定，并受上界约束使其不超过一。

25、进一步的技术方案，所述数据处理模块被配置为：

26、基于所述温度绝对偏差归一化值、所述最大压差归一化值、所述最小压力归一化值和所述最大温差归一化值，分别构建无权重几何平均项和最差项约束项；

27、所述无权重几何平均项通过对各归一化偏差值的补数进行几何平均综合得到，用于表征各项偏差的整体均衡接近程度；

28、所述最差项约束项通过取各归一化偏差值中的最大值并以一减去该最大值得到，用于表征各项偏差中数值最大项对整体稳定性的限制作用；

29、最终稳态指数取所述无权重几何平均项与所述最差项约束项中的较小值；

30、所述稳态指数的取值范围为零至一，稳态指数越高表示在设定低温值环境下温度、压力、密封和压盘底面温度均匀性越稳定；当所述稳态指数低于设定稳态指数阈值时，判定稳态不合格，触发多级控制。

31、进一步的技术方案，所述调控模块被配置为：

32、在所述稳态指数低于所述设定稳态指数阈值时，确定主导偏差项，并按所述主导偏差项触发对应的调控动作；所述主导偏差项为所述温度绝对偏差归一化值、所述最大压差归一化值、所述最小压力归一化值和所述最大温差归一化值中的数值最大项；

33、若所述温度绝对偏差归一化值为主导偏差项，则调节半导体制冷片的pwm占空比或输入电流；

34、若所述最小压力归一化值为主导偏差项，则识别欠压测点所在的圆周方位，单独增大该方位对应二号电磁铁的输入电流实现自适应补压密封；当实测压力达到或超过目标压力后复位；

35、若所述最大压差归一化值为主导偏差项且温度处于正常区间，则保持半导体制冷片功率不变，识别最大压差所在方位，单独增大该方位对应二号电磁铁的输入电流进行局部补压；

36、若所述最大温差归一化值为主导偏差项，则调节半导体制冷片功率，并同步提高外部冷水机的泵速或降低冷却液温度。

37、相比于现有技术，本发明的有益效果：

38、本发明提供的装置，可实现低温原位均匀冷却：通过半导体制冷片、均温板、低温柔性导热垫、液冷板及外部冷水机配合，可在低温条件下对天然气储存仓内壁漆面测试部位进行原位冷却，并通过隔热层、保温层减少热交换，降低涂层表面温度梯度，提高粘合度测试结果的准确性和一致性。

39、本发明提供的装置，密封组件采用二号电磁铁、永磁体、滑动压座、橡胶垫和复位弹簧的主动式电磁密封结构，可根据橡胶垫下表面压力分布识别欠压方位，单独增大对应二号电磁铁电流，实现局部自适应补压密封，有效适应低温收缩和材料表面不平整，减少粘性树脂泄漏，提升测试可靠性。

40、本发明提供的装置，通过数据采集模块和数据处理模块获取温度偏差、最大压差、最小压力、最大温差等参数，并计算稳态指数；当稳态指数低于阈值时，按主导偏差项分别调节半导体制冷片功率、外部冷水机参数或二号电磁铁电流，实现多级精准控制；拉拔时维持低温并使液冷软管随动，实验后可反向通电加热回温，便于安全脱模和清理。