[发明专利]一种模拟海洋多环境因素耦合腐蚀的试验方法及试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋多环境因素模拟试验方法，具体是指一种模拟海洋多环境因素耦合腐蚀的试验方法及试验系统。

背景技术

进入21世纪，全球化已是大势所趋，各国经济来往越来越密切，海洋运输对世界的改变是巨大的。就中国而言，进出口货运总量的约90％都是利用海上运输。而海洋运输最重要的是解决海洋环境腐蚀问题。海洋环境是一种特定的非常复杂的腐蚀环境，在这种环境中，海水本身就是一种很强的腐蚀介质，同时波、浪、潮、流等又对金属构件产生低频往复应力和冲击作用，再加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。

腐蚀不仅对我国的资源、能源造成了非常大的浪费，而且对一些钢铁、水泥、混凝土等材料的腐蚀也进一步导致了相应的码头、船舶、桥梁发生突发性的灾难事件，给人们的生产生活安全带来了严重的危害。现在海洋腐蚀现象非常明显也非常严重，一直都是极受关注亟待解决的问题。试验研究海洋用材料的腐蚀行为与机理对于解决这个问题是很重要的。

目前材料海洋腐蚀试验主要是通过实海挂样，在海洋自然环境下试验。对于内陆地区，实海挂样十分不便，而对于沿海地区，也存在非常多问题：耗费大量人力和物力，试验周期长、样品易丢失等。国内现也有一些海洋环境腐蚀模拟试验设备，主要是针对单一海洋环境条件进行设计的，这对与复杂的海洋环境模拟不够全面，不能较真实反映材料在复杂海洋环境中的腐蚀行为与机理，对于研究开发耐腐蚀性能材料提供不了可靠依据。

因此，开展海洋环境腐蚀模拟试验方法研究，特别是能够较全面真实模拟海洋环境腐蚀状态，以更为准确方便地获取海洋用材料的腐蚀行为与机理信息是十分有必要的工作。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种模拟海洋多环境因素耦合腐蚀的试验方法，该试验方法成本低、易于模拟海洋各种不同环境因素耦合腐蚀，能够对研究海洋用材料腐蚀行为与机理的海洋腐蚀环境进行模拟试验。

本发明的上述目的采用如下技术方案来实现的：一种模拟海洋多环境因素耦合腐蚀的试验方法，该方法包括如下步骤：

(1)设置一个环境试验舱，在环境试验舱中加入人造海水和海沙，需要进行海洋腐蚀性能测试的样品放入其中，选取多个样品，有的样品完全浸入海水中，有的样品部分浸入海水、部分暴露在空气中，有的样品完全暴露在空气中，用于模拟海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区、海底沉积物区五个不同的海洋腐蚀区；

(2)在所有样品周围设置紫外光系统、海水加热系统、造浪系统、潮差系统、淋雨系统和造风系统，在环境模拟舱外设置测控系统、紫外光调节系统、温度调节系统、造浪调节系统、潮差调节系统、淋雨调节系统、造风调节系统和水源；

(3)通过测控系统操控相应的紫外光系统、海水加热系统、造浪系统、潮差系统、淋雨系统和造风系统，通过紫外光调节系统、温度调节系统、造浪调节系统、潮差调节系统、淋雨调节系统、造风调节系统调节对应的紫外光系统、海水加热系统、造浪系统、潮差系统、淋雨系统和造风系统，来模拟海洋多环境因素耦合腐蚀条件，对相应的样品进行海洋腐蚀性能测试，其中，

模拟晴天环境时，测控系统启动紫外光系统，同时，启动紫外光调节系统，将紫外辐照达到要求值；

模拟海洋温度时，测控系统启动海水加热系统，并调制温度调节系统，使海水达到现实海水温度；

模拟波浪环境时，测控系统启动造浪系统，并调制造浪调节系统，造浪周期在4～10s；

模拟潮差环境时，测控系统启动潮差系统，并调制潮差调节系统，将潮差设为半日潮或全日潮；

模拟刮风环境时，测控系统启动造风系统，并控制造风系统以0～20m/s的风速；

模拟淋雨环境时，测控系统启动淋雨系统，并调制淋雨系统与水源之间设置的管道上的电磁阀，使雨滴与样品表面碰撞时的角度成45°。

本发明可以做如下改进：模拟刮风环境时，测控系统同时启动和控制淋雨系统，以模拟刮风淋雨环境。

本发明可以做如下改进：模拟刮风环境时，测控系统同时启动和控制造浪系统，以模拟刮风起浪环境。

本发明可以做如下进一步改进：模拟刮风起浪环境时，测控系统同时启动和控制淋雨系统，以模拟刮风起浪淋雨环境。

本发明可以做如下改进：模拟晴天环境时，测控系统同时启动和控制刮风系统，以模拟晴天刮风环境。

本发明可以做如下进一步改进：模拟晴天刮风环境时，测控系统同时启动和控制造浪系统，以模拟晴天刮风起浪环境。