一种海水冲刷腐蚀试验装置及使用方法与流程

1.本发明涉及一种海水冲刷腐蚀试验装置及使用方法。


背景技术：

2.船舶材料性能的优劣对船舶的使用寿命具有重要意义，国内外的研究热点主要集中在研制高耐蚀性、高防污性和高耐冲刷性的新型材料方面，对船舶材料进行性能测试是材料研究中的重要环节。现有技术中，试验装置大都模拟海水环境，但是冲刷效果无法完全模拟。


技术实现要素：

3.为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种海水冲刷腐蚀试验装置及使用方法，能够模拟海水冲刷环境，能够调节流速，提高模拟效果。
4.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
5.一种海水冲刷腐蚀试验装置，包括控制部分、动力部分、给水部分、过渡段管路、试验段管道、回水管道；
6.给水部分包括储水桶、纯水上水管道、下水管道，纯水上水管道、下水管道与储水桶连接；
7.动力部分包括离心泵、动力管道，离心泵的进水口与储水桶通过动力管道连接，离心泵的出水口与回水管道连接；
8.回水管道上并联连接两路支管，一路支管上连接有电动控制球阀，另一路支管上连接有过渡段管路、试验段管道，过渡段管路用于调节回水管道水流状态，两路支管汇合后与储水桶连接；
9.所述的试验段管道端部为变径管，试验段管道内设有试样夹具，试验段管道连接有密封盖；
10.所述的控制部分包括plc控制柜，plc控制柜与电控球阀、离心泵相通讯。
11.所述的回水管道、试验段管道、过渡段管路、纯水上水管道、下水管道、动力管道均设置在同一水平面。
12.所述的回水管道通过回水排水球阀与下水管道连接。
13.所述的试验段管道通过法兰与回水管道、过渡段管路连接，过渡段管路长度大于3倍的回水管道的直径，保证试验管路中流速分布的稳定。
14.所述的试样为金属覆盖层、转化膜、阳极氧化膜、有机涂层、金属及其合金。
15.所述的回水管道为耐腐蚀管道。
16.所述的过渡段管路上连接有流速测定器。
17.所述的密封盖上设有用于固定电化学电极的孔位。
18.一种海水冲刷腐蚀试验装置的使用方法，包括以下步骤：
19.1)无水乙醇清洗后吹干处理的试样通过试样夹具连接紧固在试验段管道内，盖上
密封盖；
20.2)使用去离子水配制人工海水溶液；
21.3)向动力管道通人工海水溶液，打开离心泵，离心泵转速由低至高，向回水管道通人工海水溶液，同时观察试验装置，整个试验管道不允许出现跑、冒、滴、漏现象，同时要监控试验管路的声音和振动；
22.4)观察流速测定仪的读数，当示数显示到目标流速时，认为整个系统处于正常工作状态，进而开始进行试验。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.本发明在保证试验海水介质能够在稳定无湍流的情况下保持要求的流速，能够保证试验的准确性。试验装置结构简单，可以有效地完成海水冲刷腐蚀试验，可以为不同金属材料海水冲刷腐蚀条件下对耐蚀性能及腐蚀机理研究提供技术支撑。试验装置采用单管道式结构，具备了多流速测试能力，并且流速更加稳定，获得更好的模拟效果。
附图说明
25.图1是本发明的结构示意图。
26.图中：1-动力部分10-离心泵2-给水部分20-纯水上水管道21-下水管道22-排水球阀23-储水桶24-进水球阀3-控制部分4-回水管道40-回水总球阀41-回水排水球阀5-流速调节支路50-电控球阀6-过渡段管路60-流速测定仪7-试验段管道70-过渡段连接法兰71-回水连接法兰72-密封盖73-变径管74-试样夹具8-试样。
具体实施方式
27.下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
28.见图1，一种海水冲刷腐蚀试验装置，包括控制部分3、动力部分1、给水部分2、稳流段管路6、试验段管道7、回水管道4。
29.给水部分2包括储水桶23、纯水上水管道20、下水管道21，纯水上水管道20、下水管道21与储水桶23连接。下水管道21上连接有排水球阀22。
30.动力部分1包括离心泵10、动力管道，离心泵10的进水口与储水桶23通过动力管道连接，动力管道上连接有进水球阀24，离心泵10的出水口与回水管道4连接，靠近出水口处的回水管道4上连接有回水总球阀40。回水管道4通过回水排水球阀41与下水管道21连接。
31.回水管道4上通过三通并联连接两路支管，一路支管(流速调节支路5)上连接有电动控制球阀，另一路支管上连接有稳流段管路6、试验段管道7，稳流段管路6用于调节回水管道4水流状态，稳流段管路6由超声波流速测定器及与其连接的方形管道组成。超声波流速测定仪60安装于稳流段管路6上；将测定器主机与电控柜连接。两路支管汇合后与储水桶23连接。稳流段管路6长度大于3倍的回水管道4的直径，保证试验管路中流速分布的稳定。稳流段管路6是整个装置的核心，能否准确的模拟出船舶航行时船体材料的实际受力情况，完全取决于该区域内管道内介质的流动状态，进而能够准确的模拟出船舶航行时船体材料所受海水冲刷剪切作用的实际情况。
32.试验段管道7端部为变径管73，试验段管道7内设有试样夹具74，试验段管道7连接
有密封盖72。试验段管道7分别通过稳流段连接法兰70、回水连接法兰71与稳流段管路6、回水管道4连接，密封盖72上有可固定电化学电极的密封孔位。回水管道4为高分子材料的耐腐蚀管道。
33.控制部分3包括plc控制柜，plc控制柜通过电缆线与电控球阀50、离心泵10、超声波流速测定仪60相通讯，为试验装置提供动力及控制。
34.布置好管道支架，使回水管道4、试验段管道7、稳流段管路6、纯水上水管道20、下水管道21、动力管道均在同一水平面，用专用胶水将管路进行固定连接。连接完毕后静置24小时以上，待胶水固化后，在储水桶23中加入纯水，检验整体管路是否漏水。
35.试样8为金属覆盖层、转化膜、阳极氧化膜、金属基体上的有机涂层、金属及其合金。试样8尺寸为125mm
×
85mm
×
5mm。
36.一种海水冲刷腐蚀试验装置的使用方法，包括以下步骤：
37.1)用去离子水配制质量分数为3.5％的人工海水溶液。
38.2)试样8预处理：在进行试验前，将试样8用无水乙醇清洗后吹干。
39.3)阴极充电条件下的抗裂纹扩展性测试
40.a打开密封盖72，按照试样8在试验段管道7中的安装与调整方法依次安装好试样8，试样8在试样夹具74内要安装紧固，不允许有晃动现象，如需开展电化学实验，在试样上及试验段管路7安装电化学电极。
41.b盖上密封盖72，用o型密封圈及紧固螺栓进行密封。
42.c打开储水桶23出水口的进水球阀24向管道供水，检查是否有漏液。
43.d打开主管道回水总球阀40，同时观察试验装置，整个试验管道不允许出现跑、冒、滴、漏现象。
44.e打开控制部分3电源，设定离心泵10电机转速由低至高，观察超声波流速测定仪60的读数，当示数显示到要求流速且试验装置稳定时，可认为整个系统处于正常工作状态，进而开始进行试验。