一种大型海上腐蚀实验综合平台的制作方法

1.本实用新型涉及海上腐蚀研究设备技术领域，具体地说，涉及一种大型海上腐蚀实验综合平台。


背景技术：

2.目前，新装备、新材料、新工艺等先进技术被应用于码头、港口、海上石油平台、海上风电等国家重大设施和装备。如何快速准确的对在典型海洋环境中应用的各种耐腐蚀材料和腐蚀方法进行评价，具有重要的战略意义。因此，亟需真实再现外海的腐蚀环境，研究海洋工程结构、海洋新材料在实际海洋环境中的腐蚀规律，对其耐腐蚀性能和服役寿命进行科学的评估和预测。
3.目前，对于海洋工程材料耐腐蚀性能的检测手段，主要采用室内模拟实验、加速腐蚀实验以及外海的现场试验等。外海的现场试验的目的是获得实海环境下材料的腐蚀特征与数据，研究海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区、海底海泥区环境下的影响因素和腐蚀规律，为不同服役环境下选择合理的防护措施和制定室内腐蚀模拟实验方法提供对比数据，判定腐蚀模拟实验的可行性。外海的现场试验是判定构筑物材料在海洋环境中耐腐蚀性能可靠的方法，它可以较真实地反应构筑物在实际使用的腐蚀规律。
4.目前缺少对当前室内的腐蚀环境模拟装置的研究结果进行对比的设备，不能更好的服务于海洋腐蚀与防护研究，从而不能通过实海试验数据为实海环境基础设施的设计、建设和维护提供有力依据。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种大型海上腐蚀实验综合平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种大型海上腐蚀实验综合平台，包括在实际海域中建设的一个大型钢结构构筑物，使得构筑物上下分别处于海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区、海底海泥区五个不同腐蚀区带中，构筑物上分别放置大量实验试片且配备有观测风、浪、流、潮、水等各种海洋环境条件的装置；
7.构筑物包括自上而下依次设置的第一甲板、第二甲板和第三甲板，所述第一甲板的顶部设置有观测室，所述观测室的顶部安装有观测塔，所述观测塔的顶部安装有主灯，所述主灯的顶部安装有风向风速测量仪，所述第二甲板的一侧顶部安装有副灯，所述第三甲板的下方设置有阴极保护实验体、流向流速测量计和阴极保护试片，所述第三甲板上安装有腐蚀试片，所述第一甲板和第二甲板上安装有涂料试片，所述第二甲板和第三甲板的表面均设置有混凝土实验体。
8.作为优选，所述观测室上安装有记录器，所述第二甲板和第三甲板上安装有超音波式波高测量计。
9.作为优选，所述第一甲板、第二甲板和第三甲板之间通过四根钢柱进行支撑，每层
甲板之间有楼梯通道，钢柱之间设置有斜撑和横撑，所述第三甲板上方固定有太阳能光伏发电机。
10.作为优选，构筑物的底部位于海地面以下处安装有波浪能收集器。
11.作为优选，所述第一甲板、第二甲板和第三甲板上链接位置的所有螺栓螺母全部用氧化聚合包覆防腐技术(otc)，即氧化聚合防蚀膏、氧化聚合防蚀带及外防护剂三层配套体系组成。
12.作为优选，所述阴极保护实验体和阴极保护试片由外加电流、保护基体、辅助阳极构成，保护基体为海工钢铁材料，辅助阳极为研发的新型海洋环境铝合金阳极和锌合金阳极。
13.作为优选，所述腐蚀试片主要有耐海洋环境腐蚀性能优良的海工耐候钢、船用钛合金、船用5系铝合金、螺旋桨用铝青铜合金等。
14.作为优选，所述涂料试片采用钢铁材料和有色金属材料，试片上的涂料用海洋防污涂料、环保型重防腐涂料。
15.作为优选，所述混凝土实验体是研制的兼具高工作性和高耐久性新型海工混凝土裸材，以及表面涂覆了纳米改性强附着力防水底漆，无溶剂环氧腻子，高延展性中间漆，以及环氧改性氟碳面涂在内的四层混凝土综合防护涂料的海工混凝土。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
17.该大型海上腐蚀实验综合平台中，通过本实用新型的建立，不仅可以更好地了解海洋环境不同区带的腐蚀规律以及各材料的腐蚀性能，同时也可以获取更多长期实际海洋环境中的暴露试验结果，积累丰富的实验数据，从而使得我们能够以提高海洋构筑物耐久性为目的，进行新型腐蚀防护技术的研究和开发，这对我国海洋工程的设计建设，腐蚀与防护技术的研究等都具有非常重要的意义。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图；
19.图2为本实用新型的俯视结构示意图；
20.图3为本实用新型中阴极保护实验体的原理示意图。
21.图中各个标号意义为：
22.1、第一甲板；2、第二甲板；3、第三甲板；4、风向风速测量仪；5、主灯；6、观测塔；7、观测室；8、记录器；9、超音波式波高测量计；10、涂料试片；11、副灯；12、流向流速测量计；13、阴极保护实验体；14、海地面；15、混凝土实验体；16、腐蚀试片；17、阴极保护试片；18、波浪能收集器；19、横撑；20、斜撑；21、太阳能光伏发电机。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽
度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”“第三”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.本实用新型提供一种大型海上腐蚀实验综合平台，如图1-图3所示，包括在实际海域中建设的一个大型钢结构构筑物，使得构筑物上下分别处于海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区、海底海泥区五个不同腐蚀区带中，构筑物上分别放置大量实验试片且配备有观测风、浪、流、潮、水等各种海洋环境条件的装置，通过对放置在海洋各区带的不同材料进行实海暴露试验，通过对放置在海洋各区带的不同材料进行实海暴露试验，研究各种材料在不同海洋环境下的腐蚀规律，以确立不同构筑物在特定海洋环境下的腐蚀防护技术。
27.本实施例中，构筑物包括自上而下依次设置的第一甲板1、第二甲板2和第三甲板3，第一甲板1的顶部设置有观测室7，观测室7的顶部安装有观测塔6，用于进行人工观测，观测塔6的顶部安装有主灯5，用于主要照明，主灯5的顶部安装有风向风速测量仪4，用于测量风速，第二甲板2的一侧顶部安装有副灯11，第三甲板3的下方设置有阴极保护实验体13、流向流速测量计12和阴极保护试片17，第三甲板3上安装有腐蚀试片16，第一甲板1和第二甲板2上安装有涂料试片10，第二甲板2和第三甲板3的表面均设置有混凝土实验体15。
28.具体的，观测室7上安装有记录器8，第二甲板2和第三甲板3上安装有超音波式波高测量计9，用于测量海上的波高。
29.进一步的，第一甲板1、第二甲板2和第三甲板3之间通过四根钢柱进行支撑，每层甲板之间有楼梯通道，钢柱、甲板、楼梯均为316l耐海水不锈钢材质，钢柱、甲板、楼梯外面涂装新型石墨烯重防腐涂料，钢柱之间设置有斜撑20和横撑19，增加结构的稳固性，在不同方向的海浪冲击作用下，能保持同样的受力状态，提高结构的可靠度，第三甲板3上方固定有太阳能光伏发电机21，供给气象和环境观测设备使用，使得该平台可以离岸基较远的距离不间断开展实验，有效节省成本。
30.进一步的，构筑物的底部位于海地面14以下处安装有波浪能收集器18，构筑物为钢桩结构，入水的钢桩结构均为316l耐海水钢管桩，外层均采用复层矿脂包覆防腐技术(ptc)进行防腐，即矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层、防蚀保护罩四层防护体系。
31.进一步的，第一甲板1、第二甲板2和第三甲板3上链接位置的所有螺栓螺母全部用氧化聚合包覆防腐技术(otc)，即氧化聚合防蚀膏、氧化聚合防蚀带及外防护剂三层配套体系组成，放置该装置损坏。
32.进一步的，阴极保护实验体13和阴极保护试片17由外加电流、保护基体、辅助阳极构成，保护基体为海工钢铁材料，辅助阳极为研发的新型海洋环境铝合金阳极和锌合金阳极。主要目的是研究研发的新型辅助阳极材料，对保护基体的阴极保护作用的效果。
33.进一步的，腐蚀试片16主要有耐海洋环境腐蚀性能优良的海工耐候钢、船用钛合
金、船用5系铝合金、螺旋桨用铝青铜合金等。主要目的是研究不同取向上力学强度和耐腐蚀性能变化规律、腐蚀裂纹萌生与扩展方式，分析组织结构、服役环境、服役周期等的协同效应，揭示腐蚀试片的失效机制，建立其在典型海洋服役环境中的腐蚀模型。
34.进一步的，涂料试片10采用钢铁材料和有色金属材料，试片上的涂料用海洋防污涂料、环保型重防腐涂料，涂料试片的主要目的是开展典型海洋腐蚀环境中涂料的耐腐蚀性能和服役寿命评估和评价研究。
35.进一步的，混凝土实验体15是研制的兼具高工作性和高耐久性新型海工混凝土裸材，以及表面涂覆了纳米改性强附着力防水底漆，无溶剂环氧腻子，高延展性中间漆，以及环氧改性氟碳面涂在内的四层混凝土综合防护涂料的海工混凝土，其目的是研究海工混凝土的在典型海洋环境中的劣化性能及耐久性。考察四层防护体系的耐候性、抗渗透性、附着力、弹韧性、屏蔽性能、抗冲耐磨性、耐干湿交替性、耐温差变化性、耐伸缩开裂性、耐海水等。
36.本实施例的大型海上腐蚀实验综合平台在使用时，以浪花飞溅区和海水潮差区为中心，通过装置上的不同设备，同时开展全浸区以及海洋大气区等不同海洋环境中涂料混凝土材料，电化学阴极保护技术等的试验研究，通过实海暴露试验和室内模拟加速试验相结合，进行短期、中期及长期观测的海上实验和重大材料装备测试，主要服务于海洋工程结构和海工装备选材和防腐技术评估、筛选及寿命预测，通过平台同时配的观测风、浪、流、潮、水等各种海洋环境条件的装置，通过对放置在海洋各区带的不同材料进行实海暴露试验，研究各种材料在不同海洋环境下的腐蚀规律，以确立不同构筑物在特定海洋环境下的腐蚀防护技术，使得我们能够以提高海洋构筑物耐久性为目的，进行新型腐蚀防护技术的研究和开发。
37.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。