[发明专利]一种动态电偶腐蚀试验装置

说明书

技术领域：

本发明属于金属材料腐蚀试验技术领域，涉及一种新的电偶腐蚀试验装置，尤其是一种动态电偶腐蚀试验装置，实现运动状态下的异种金属材料的电偶腐蚀试验。

背景技术：

目前，腐蚀问题是影响和制约船舶、海洋工程及海滨建筑等安全使用的重要因素，船舶、船载设备、海滨建筑、码头和海上平台等由于常年处于高盐分、高湿度和重污染的环境中，非常容易发生腐蚀；在众多的腐蚀类型中，电偶腐蚀是较为常见和重要的一种腐蚀类型，从船载设备、船舶及海洋工程设备的设计和制造来看，许多因素都会造成严重的电偶腐蚀；所谓电偶腐蚀是指由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。在船载设备、船舶及海洋工程设备中为了实现各个部件的功能，需要选取不同种类材料，例如为了实现轻量化，船舶及船载设备不可避免的采用大量轻金属材料，同时也需要选用强度大和耐磨的钢件作为受力部件，这导致异种金属相接的情况大量存在，如果绝缘或物理隔离措施失效，那么将不可避免的发生电偶腐蚀，而且在异种金属的焊接、铆接、螺接、轴承连接等多种连接方式实际应用过程中，还会产生相对运动或摩擦，进而发生动态的电偶腐蚀更是加速了腐蚀过程；在海洋工程中，钢缆与不锈钢卸扣直接连接，在流动海水作用下也会发生动态电偶腐蚀。为了防止动态电偶腐蚀造成的局部腐蚀破坏，非常有必要对动态电偶腐蚀的行为和规律进行研究，并针对其腐蚀特点采取有效控制措施；现有的实验室内的电偶腐蚀试验大多按照国标GB/T15748-1995《船用金属材料电偶腐蚀试验方法》进行，在该标准中，腐蚀介质为静态海水，试样面积为1:1静止悬挂，操作方法简单，易于实现，而且测试数据稳定，但是缺点是不能模拟流动海水环境，也不能模拟异种金属的相互摩擦运动，实践中，海水冲刷环境比静态海水腐蚀要严重得多，异种金属之间的相互摩擦也将加速电偶腐蚀，所以由静态海水获取的实验数据难以真正反映材料间真实的电偶腐蚀倾向及程度。

现有技术中大多是分别针对动态摩擦磨损腐蚀和电偶腐蚀的，针对动态摩擦磨损腐蚀一般有冲刷和磨损两种试验方式，模拟海水冲刷的试验方法有旋转冲刷、管流冲刷、喷射式冲刷等，例如中国发明专利号为00253528.9中公开的“管流式液固双相流冲刷腐蚀实验装置”介绍了一种管流式冲刷模拟腐蚀试验装置，提供一种在高流速条件下研究或测量流体局部流速流态的分布和管壁附近颗粒的运动特征对材料冲刷腐蚀规律的影响；中国发明专利号为200720014413.0中公开的“喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置”实现了试样在不同流速、喷射角度和介质温度条件下长周期的电化学参数实时测量；中国发明专利号为200810249618.6中公开的“多功能液下喷射式空蚀试验装置”实现了模拟不同压力环境下材料的冲蚀性能的测量，例如不同空化强度下材料的电化学测量；中国发明专利号为201010603782.X中公开的“一种模拟管道内壁冲刷腐蚀的旋转式实验装置”集中了旋转式和管流式冲刷腐蚀实验装置的优点，能够实现在旋转条件下模拟管道内壁轴向的冲刷腐蚀，同时可以控制流速、介质成分和温度以及实时电化学测量和失重测量；实践中对于模拟材料磨损的试验方法，目前尚无公认的腐蚀磨损试验装置可靠性的评估方法，国内外现有的腐蚀磨损实验装置都是研究者们根据各自的研究目的自行设计和制造的,尚无定型的腐蚀磨损试验机，例如中国发明专利号为201110207373.2公开的“一种高温高压原位划伤及腐蚀磨损试验装置”主要介绍了一种高温高压原位划伤的腐蚀磨损试验装置，能够实现高温高压下对试样表面进行原位单次划伤和往复多次的腐蚀磨损研究，并能够检测到试样表面划伤或腐蚀磨损过程中试样表面膜由发生破坏到再钝化的过程。另外，针对电偶腐蚀的发明专利目前也有不少，例如发明专利号为200420098658.2中公开的一种“多通道电偶腐蚀实验数据采集装置”，介绍了一种全自动多通道智能化采集和处理数据的电偶腐蚀试验数据采集装置，能够同时原位测量多组电偶对的电偶腐蚀电位和电流，数据采集准确、效率高，节省了大量人力和财力；中国发明专利号为200910238567.1中公开的“一种电偶腐蚀试验装置”介绍了一种用于任意两种不同金属材料之间在含有CO₂/H₂S的溶液介质中的电偶腐蚀测量装置，该装置能够进行阴阳面积相同和不同面积比变化的电偶腐蚀试验装置，也可以进行不同面积比的高温高压的电偶腐蚀浸泡失重试验；以上专利技术均未实现动态摩擦磨损腐蚀和电偶腐蚀的有效结合。此外，有中国发明专利号为201010225412公开了“一种海水冲刷环境中模拟电偶腐蚀测试方法”，该发明结合了电偶腐蚀和动态摩擦磨损腐蚀，能够实现模拟海水冲刷环境下的电偶腐蚀检测，但是该专利介绍的方法无法实现金属相互摩擦磨损的工况的模拟，而且在金属材料电偶腐蚀技术领域中，也尚未查阅到流动海水（或其他腐蚀介质）环境条件下异种金属材料摩擦过程的电偶腐蚀试验装置，更没有相同或相似的技术记载或文献报道，因此寻求设计一种简单、快速且精确的动态电偶腐蚀试验装置，用于流动海水或其他腐蚀介质环境中异种金属相互运动或摩擦过程中的电偶腐蚀试验，具有良好的科研意义和实用价值。