[发明专利]一种海洋飞溅环境模拟试验装置

说明书

技术领域：

本发明属于海洋设备技术领域，涉及一种海洋飞溅环境模拟试验装置，特别是一种模拟海洋飞溅试验区综合环境因素，用于室内开展材料腐蚀老化试验研究的装置。

背景技术：

随着社会的发展和陆地资源的枯竭，人类把更多的注意力转向资源丰富的海洋，开发和利用海洋离不开各种材料，而海水是一种成分复杂并具有较强腐蚀性的电解质，海洋环境中应用的各种材料时刻经受各种恶劣环境的考验，据统计海洋腐蚀的损失约占总腐蚀损失的1/3，目前，材料海水腐蚀试验主要是依靠海水自然环境试验站通过实海挂片的方式进行。我国目前在青岛、舟山、厦门和三亚建有海水自然环境试验站覆盖了从北到南不同海域海水的环境特点，积累了大量材料的腐蚀数据，为海洋船舶、平台港口和码头等领域所用材料的设计选材及新材料的研制开发，提供了科学依据和重要的技术支持。实海试验虽然具有真实准确的特点但存在以下不足：一是试验工作量大，消耗大量人力物力；二是试验周期长，无法及时满足新材料开发研制需求；三是试验条件不可控，无法开展系统研究。通过开发针对不同区带海水环境腐蚀模拟试验装置，一方面是对实海试验的重要补充，另一方面可以结合实验室其他研究手段实现对材料腐蚀行为和机理的全面认识。

海洋环境一般分为五个不同区带：海洋大气区、飞溅区、潮差区、全浸区及海泥区，材料在不同区带的腐蚀老化规律不同。处于海洋飞溅区的材料表面积聚的盐粒子浓度远大于海洋大气区，并且干湿交替频繁，再加上浪花冲击、阳光照射和风吹等综合作用，腐蚀老化破坏严重，飞溅区是海洋环境中一般钢铁材料腐蚀最严重的区带同时也是防腐涂层最容易脱落的区带，一般钢铁材料在海洋飞溅区的腐蚀都有一个峰值。对我国四个试验站测试结果表明，飞溅区的范围是在海水平均高潮位以上约0~2.4m的区间，腐蚀峰的位置一般在海水平均高潮位以上0.6~1.2m处。

用于实现海洋飞溅环境室内模拟的试验装置主要分为两类：一类是针对飞溅区带的模拟装置，如专利号为CN2938075Y的实用新型专利公开了一种耐候钢海水飞溅腐蚀实验装置，采用水泵将海水向装置内壁喷射，水流经折射形成对耐候钢的飞溅，喷射压力和喷射方向可调；专利号为CN20154369U的实用新型专利公开的海水飞溅模拟实验装置通过喷头将溶液喷淋到静置的试样上，液滴冲击力的大小和冲击时间可调，并可通过氮气和氧气调节溶液的含氧量，陈家才等在《热喷Zn涂层浪花飞溅区腐蚀的室内模拟研究》中应用该装置进行了喷Zn涂层耐蚀性研究；李春玲等在《电弧喷涂铝涂层海洋飞溅区腐蚀模拟试验研究》中报道了自制的海洋飞溅区腐蚀模拟试验装置，该装置利用磁力搅拌器带动转子形成海水的飞溅，调节转子的速度和液面高度控制飞溅的强度；郭晓军等在《海洋飞溅区模拟试验装置》中介绍了设计的装置，利用电动机带动搅拌转子以形成水的飞溅，通过调整电机的转速控制水的飞溅程度，用气泵将空气注入水中调节溶氧量。另一类是针对海洋环境的多区带模拟装置，如公开号为CN101285757A的发明专利和专利号为CN2421640Y的实用新型专利通过电机带动传动拉杆使造浪板往复摆动造浪，形成对试样的飞溅；公开号为CN101482482A的发明专利通过叶片式旋转试样架上的叶片拍打搅动海水飞溅到侧壁试样架的试样上；公开号为CN101986224A的发明专利通过人工海水和压缩空气在喷嘴内混合产生雾状液滴，喷射到试样表面形成飞溅，并通过热风通道实现对试样的干燥；专利号为CN2252989Y的实用新型专利公开的海洋腐蚀模拟试验机采用造浪泵使海水涌动实现浪花飞溅；专利号为CN20162223的实用新型专利通过电机与减速器相连输出转矩，减速器的输出轴上有一偏心轮，通过连杆与造浪板相连，造浪形成对飞溅的模拟。综合以上专利文献所述装置对海洋飞溅区环境的模拟时存在以下缺陷：一是海洋飞溅区材料腐蚀老化是海水、海风、阳光等多因素共同作用的结果，上述装置多只局限于对海水的模拟忽略了其他影响因素；二是采用造浪板、旋转叶片或直接喷淋方式模拟飞溅区，强度不易控制且有冲刷作用；三是飞溅位置、强度、角度对材料的腐蚀老化影响较大，且现有的装置和技术均不宜实现全面模拟。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种海洋飞溅环境综合模拟试验装置，能实现对海洋飞溅环境海水、海风、阳光等多种因素的综合模拟试验，以满足在室内开展海洋飞溅环境下材料腐蚀老化分析评价的需要。