[发明专利]一种腐蚀环境下金属材料弯曲疲劳及涂层检测实验方法及装置

权利要求书

1.一种腐蚀环境下金属材料弯曲疲劳及涂层检测实验方法及装置，其特征在于能够实现金属材料在对称反复交变的弯曲应力状态下，处于腐蚀介质环境的作用下，通过实验测定金属材料在对称反复交变的弯曲应力状态下，有机盐泥浆、含H2S溶液等腐蚀环境对金属材料弯曲疲劳强度的影响及其作用机理研究，从而对金属材料进行优选及适用性评价；实现金属材料表面涂层在腐蚀环境中，在对称反复交变的弯曲应力状态下，疲劳性能的检测，从而对金属材料表面涂层进行优选及适用性评价。

2.根据权利要求1所述的一种腐蚀环境下金属材料弯曲疲劳及涂层检测实验方法，其特征在于实验内容包括：(A)测定金属材料在一定大小的对称反复交变的弯曲应力状态下，处于有机盐泥浆中弯曲疲劳强度大小及其损伤幅度；(B)测定金属材料在一定大小的对称反复交变的弯曲应力状态下，处于含H2S溶液中弯曲疲劳强度大小及其损伤幅度；(C)测定金属材料在一定大小的应力状态下，处于有机盐泥浆、含H2S溶液腐蚀环境中力学性能损伤程度及其变化幅度；(D)检测金属材料表面涂层在较低的对称反复交变的弯曲应力状态下，处于腐蚀介质环境中的疲劳性能；根据实验结果得出材料在不同腐蚀环境中疲劳性能损伤程度和涂层的破裂时间及程度，对表面损伤、断口形貌特征进行分析，从而对金属材料和表面涂层在对称反复交变的弯曲应力腐蚀条件下的适用性进行综合评价。

3.一种腐蚀环境下的金属材料弯曲疲劳及涂层检测实验装置，其特征在于包括弯曲疲劳试样机轴座(1)、带涂层试样(2)、普通试样(3)、腐蚀介质(4)、腐蚀介质存储装置(5)、电刷(6)、计时器(7)、螺母(8)、弹簧夹(9)、绝缘橡胶圈(10)、封口阀(11)、腐蚀介质注入口(12)、腐蚀介质容器(13)；所述的弯曲疲劳试样机轴座(1)之间的距离要足够大，保证腐蚀介质存储装置(5)和电刷(6)顺利安装并进行平行实验；所述的腐蚀介质存储装置(5)是由螺母(8)、弹簧夹(9)、绝缘橡胶圈(10)、腐蚀介质容器(13)组成，其中腐蚀介质容器(13)上设置有腐蚀介质注入口(12)；所述的带涂层试样(2)或普通试样(3)通过螺母(8)、弹簧夹(9)、绝缘橡胶圈(10)与腐蚀介质容器(13)连接；所述的腐蚀介质容器(13)两端通过螺纹与弹簧夹(9)连接；所述的封口阀(11)通过螺纹与腐蚀介质容器(13)连接，堵住腐蚀介质注入口(12)；所述的电刷(6)与计时器(7)通过导线连接，电刷(6)分别轻搭在带涂层试样(2)或普通试样(3)上和腐蚀介质容器(13)上；将安装好腐蚀介质存储装置(5)的试样加载在弯曲疲劳试样机上进行实验。

4.根据权利要求3所述的一种腐蚀环境下的弯曲疲劳实验装置，其特征在于绝缘橡胶圈(10)具有耐硫化氢腐蚀性，螺母(8)、弹簧夹(9)、封口阀(11)、腐蚀介质容器(13)是由耐硫化氢腐蚀的耐腐蚀材料加工成型，且腐蚀介质容器(13)所用材料应具有导电性能。

5.根据权利要求3所述的一种腐蚀环境下的弯曲疲劳实验装置，其特征在于，所述的腐蚀介质存储装置(5)的装配过程是将绝缘橡胶圈(10)套在普通试样(3)试验部位的两端，然后将普通试样(3)居中放入腐蚀介质容器(13)中，将弹簧夹(9)带缺口的一段朝外沿普通试样(3)套入，与腐蚀介质容器(13)螺纹连接，将螺母(8)装在弹簧夹(9)上，轻轻拧紧，然后从腐蚀介质容器(13)上的腐蚀介质注入口(12)注入腐蚀介质，注满后用封口阀(11)拧紧密封，安装在弯曲疲劳是样机上进行实验。

6.根据权利要求3所述的一种涂层检测实验装置，其特征在于，所述的腐蚀介质存储装置(5)的装配过程是将绝缘橡胶圈(10)套在带涂层试样(2)试验部位的两端，然后将带涂层试样(2)居中放入腐蚀介质容器(13)中，将弹簧夹(9)带缺口的一段朝外沿带涂层试样(2)套入，与腐蚀介质容器(13)螺纹连接，将螺母(8)装在弹簧夹(9)上，轻轻拧紧，然后从腐蚀介质容器(13)上的腐蚀介质注入口(12)注入腐蚀介质，注满后用封口阀(11)拧紧密封，安装固定在弯曲疲劳试样机轴座(1)上，将一个电刷(6)与带涂层试样(2)的裸露部分连接，另一个电刷(6)与腐蚀介质容器(13)连接，然后在较低弯曲应力载荷下进行实验并记录试验结果。

7.根据权利要求3所述的一种腐蚀环境下的弯曲疲劳实验装置，其特征在于，所述的普通试样(3)在实验过程中一直处于腐蚀介质环境中，保证普通试样(3)每次裂纹扩展过程都有腐蚀介质的参与和影响。

8.根据权利要求3所述的一种涂层检测实验装置，其特征在于，所述的带涂层试样(2)在实验过程中一直处于较低的弯曲应力载荷下，保证试样不会断裂，利用计时器(7)和金属的导电性可对金属材料表面涂层在腐蚀介质中的疲劳破裂性能进行检测和评价。