[发明专利]金属腐蚀的辨识装置及方法

权利要求书

1.金属腐蚀的辨识装置的辨识方法，辨识装置包括金属试件(1)、计时器(10)、张紧装置和液槽(2)，所述张紧装置又包括支座(3)、第一定滑轮(11)、第二定滑轮(4)、牵引索(5)、砝码和振动电机(6)；其中，所述支座(3)固定在液槽(2)内下部的一侧，第一定滑轮(11)固定在液槽(2)内下部的另一侧，第二定滑轮(4)固定在第一定滑轮(11)一侧液槽(2)侧壁的上端；所述金属试件(1)的一端固定在支座(3)上，另一端与牵引索(5)的第一端连接；牵引索(5)先后绕过第一定滑轮(11)和第二定滑轮(4)，牵引索(5)的第二端位于液槽(2)的外侧，牵引索(5)的第二端悬挂所述的砝码，振动电机(6)固定在砝码上；所述计时器(10)是按钮式电子计时器，按钮式电子计时器布置在振动电机(6)正下方，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：设置液槽(2)，在液槽(2)内设置支座(3)、第一定滑轮(11)，将第二定滑轮(4)固定在第一定滑轮(11)一侧液槽侧壁的上端；

步骤二：将金属试件(1)的一端固定在支座(3)上，另一端与牵引索(5)的第一端连接；将牵引索(5)先后绕过第一定滑轮(11)和第二定滑轮(4)，牵引索(5)的第二端位于液槽(2)的外侧，牵引索(5)的第二端悬挂所述的砝码，将振动电机(6)固定在砝码上；

步骤三：设置振动电机(6)振动频率，振动电机(6)与砝码共同产生低频的交变拉力；其中，通过牵引索(5)的第二端上的圆环(17)下挂重为ΔG的砝码和重为G₁的振动电机(6)，改变了振动电机(6)的振动频率θ；

步骤四：向液槽(2)内注入需要研究的腐蚀溶液即可进行腐蚀试验；同时，将布置在砝码垂直下方的按钮式电子计时器归零，作为试验起始点；

步骤五：目测腐蚀溶液中金属试件(1)初始锈斑，记录此刻按钮式电子计时器显示时间t_s；

步骤六：金属试件(1)继续腐蚀，当金属试件(1)腐蚀断裂时，圆环(17)下端悬挂的砝码和振动电机(6)垂直落到按钮式电子计时器按钮上，记录断裂时间t_r；其中按钮式电子计时器顶面铺有防震海绵(9)；

当金属试件(1)腐蚀断裂时，

式中，[σ]是金属试件的抗拉强度，而

F＝β·G           (2)

是振动频率为θ的交变拉力的最大值，其中

G＝G₁+ΔG                 (3)

为振动电机(6)重量G₁和砝码重量ΔG之和；其中，振动电机(6)粘贴在砣挂(8)的底面，总重量可以通过砣挂(8)上增减砝码ΔG而相应改变，而

为动力系数，其中ω为金属试件(1)和牵引索(5)与重量G组成的单自由度系统的固有频率，通过实测得到或按结构力学理论计算，辨识装置中金属试件(1)与牵引索(5)之间是串联结构，可按下式计算：

式中，E₁,E₂分别为金属试件(1)和牵引索(5)杨氏模量，A₁,A₂分别为金属试件(1)和牵引索(5)截面面积，l₁,l₂分别为金属试件(1)和牵引索(5)水平长度，g＝9.80665m/s²为重力加速度；

金属试件(1)腐蚀速率V通过下式得到：

式中A₀为金属试件(1)截面积，A₁为金属试件(1)断裂时截面积，t_s为金属试件(1)初始锈斑时刻，t_r为金属试件(1)断裂时间；

步骤七：液槽(2)中复数组的平行张拉装置按照上述步骤，可同时进行多种工况试验。

2.根据权利要求1所述的金属腐蚀的辨识方法，其特征在于：所述的砝码包括增砣(7)和砣挂(8)，砣挂(8)悬挂在所述牵引索(5)的第二端，所述振动电机(6)粘贴在砣挂(8)的底面。

3.根据权利要求2所述的辨识方法，其特征在于：所述牵引索(5)的第二端上面系有一个圆环(17)，所述圆环(17)上悬挂所述增砣(7)和砣挂(8)。