[发明专利]一种液态原位腐蚀疲劳装置以及测试方法

说明书

一种液态原位腐蚀疲劳装置以及测试方法。装置包括面板、侧板、导管、固定台和密封件；本发明优点：可通过改变潜水泵的功率来调节腐蚀液的流速。液态原位腐蚀疲劳装置密封性能良好，可长时间重复使用，并且具有一定的耐腐蚀性，对于无机酸和碱类腐蚀介质有一定的耐受性；成本低，结构简单，易于加工组装。光学性能良好，结合本发明提供的测试方法，可以在液体原位腐蚀疲劳实验过程中对试样进行实时监测。测试方法可消除腐蚀液对DIC信息采集质量的影响，能够保证良好的分析精度。测试方法步骤简单，易于操作。

技术领域

本发明属于材料原位腐蚀疲劳研究技术领域，特别是涉及一种液态原位腐蚀疲劳装置以及测试方法。

背景技术

在实际工程应用中，材料的疲劳与腐蚀往往是同时发生的，这种失效形式称为腐蚀疲劳，导致材料在低应力水平下开裂，这种破坏形式没有征兆，更容易造成严重安全隐患。为了研究该类实际损伤工况，需要由原位腐蚀装置在试样承受疲劳载荷的同时为其提供腐蚀环境，并在动载情况下保持长时间的良好密封，以避免腐蚀介质泄漏，这对原位腐蚀装置提出了较高的设计要求。目前腐蚀装置的设计方式较少，其整体对不同形状试样的适应性有待提高。此外，由于原位腐蚀疲劳实验过程中试样所处环境复杂，腐蚀装置和腐蚀液会对试样的实时信息采集造成困难。

公开号为106596384的中国专利申请中公开了一种用于金属材料腐蚀疲劳实验的腐蚀溶液循环系统，公开号为206002043的中国专利申请中公开了一种基于偏劳实验机的腐蚀疲劳试验装置，虽然这两种装置均可以实现液态环境下的原位腐蚀疲劳试验，但对于不同尺寸、形状试样的适应性较差，且缺乏有效的原位表征方法，无法在实验过程中采集试样表面的应变场或疲劳裂纹扩展情况等信息。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种液态原位腐蚀疲劳装置以及测试方法。

为了达到上述目的，本发明提供的液态原位腐蚀疲劳装置包括面板、侧板、导管、固定台和密封件；其中两块面板沿垂直方向平行设置；两块侧板分别连接在两块面板的两侧边缘上，由此构成内部形成有腐蚀腔的装置主体；两个密封件分别安装在装置主体的上下两端，并且每个密封件的中部沿面板所在方向形成有一个长条状的试样插口；每块侧板上分别通过一个固定台安装一根导管，导管的内端贯穿侧板后与腐蚀腔相连通，外端连接腐蚀液输送管。

所述的侧板和面板通过榫卯结构连接，并采用密封胶粘接和密封。

所述的密封件由热缩管制成，密封件与装置主体之间的配合面采用硅胶粘接和密封。

所述的面板采用透明有机玻璃板制成。

所述的摄像头采用工业级摄像头，并且设置数量为2个。

所述的两根导管的上下位置不同。

本发明提供的采用权利要求1所述的液态原位腐蚀疲劳装置的液态原位腐蚀疲劳测试方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)构建液态原位腐蚀疲劳测试平台，其包括液态原位腐蚀疲劳装置、疲劳实验机、摄像头、储液罐、光源和DIC应变分析设备；其中液态原位腐蚀疲劳装置以可拆卸的方式安装在疲劳实验机上；储液罐内盛放有腐蚀液和潜水泵；摄像头利用三角架设置在液态原位腐蚀疲劳装置的正前方；光源设置在摄像头的一侧；DIC应变分析设备与摄像头相连接；

2)去除试样表面的油膜及灰尘，然后将试样从试样插口插入到装置主体内部的腐蚀腔中，使试样上的实验段位于面板的中部，最后在试样与试样插口的交界处填充适量硅胶；

3)将试样的两端夹持在疲劳实验机上，然后使用腐蚀液输送管将液态原位腐蚀疲劳装置上的一根导管与潜水泵的出口相连，将另一根导管与储液罐的内部相连通，并启动潜水泵使腐蚀液在腐蚀腔与储液罐之间循环；

4)打开光源并调节成适合的亮度，然后调节摄像头的光圈和焦距；