[发明专利]一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法在审
申请号: | 201811414974.9 | 申请日: | 2018-11-26 |
公开(公告)号: | CN109342309A | 公开(公告)日: | 2019-02-15 |
发明(设计)人: | 庞启航;李维娟;郭菁;徐振;王慧君;戚桓;马爽;官羽;王佳骥 | 申请(专利权)人: | 辽宁科技大学 |
主分类号: | G01N17/00 | 分类号: | G01N17/00 |
代理公司: | 鞍山嘉讯科技专利事务所 21224 | 代理人: | 张群 |
地址: | 114044 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 倾斜翻转装置 造波板 倾斜驱动装置 腐蚀试验 升降装置 造波装置 海洋腐蚀环境 试验装置 基非 温度控制装置 波形稳定 干湿交替 海洋环境 矩形轨迹 使用寿命 槽内壁 翻转 试验 耗能 试件 波浪 升降 腐蚀 | ||
1.一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置,其特征在于:包括腐蚀试验槽、造波板、造波装置、升降装置、温度控制装置、倾斜翻转装置与倾斜驱动装置;所述腐蚀试验槽内壁涂有Fe基非晶涂层,造波板与倾斜翻转装置位于腐蚀试验槽内;倾斜翻转装置固定在升降装置上,升降装置带动倾斜翻转装置升降,倾斜翻转装置与倾斜驱动装置相连,倾斜驱动装置带动倾斜翻转装置倾斜翻转;造波板与造波装置相连,造波装置带动造波板沿矩形轨迹运动。
2.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置,其特征在于:所述造波装置包括造波电机、内齿轮、外齿轮与连杆;造波电机与内齿轮相连,内齿轮与外齿轮啮合;连杆设有2个90度的折弯,连杆一端与内齿轮相连,一端与造波板相连。
3.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置,其特征在于:所述升降装置包括升降电机、齿轮、齿条以及滑轨;齿条安装在滑轨上,齿条与齿轮啮合,升降电机与齿轮相连,升降电机带动齿轮旋转,进而带动齿条沿滑轨上下升降。
4.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置,其特征在于:所述倾斜翻转装置包括载物台、万向球头关节与载物架;载物台固定在升降装置上,载物架通过万向球头关节与载物台相连。
5.根据权利要求1所述的一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置,其特征在于:所述倾斜驱动装置包括主液压装置与分液压装置;主液压装置的推杆位于液压筒中部,主液压装置的推杆两端分别与活塞相连,主液压装置的液压筒两端通过导管分别与分液压装置相连,分液压装置的推杆与倾斜翻转装置相连。
6.一种基于权利要求1所述试验装置的试验方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
步骤一、采用Fe基非晶涂层对试验槽体内壁及试验装置核心部件进行喷涂;
步骤二、往试验槽内注入海水,可添加弱酸或弱碱,通过改变酸碱浓度来加速腐蚀速度;所用试件采用制造实际海洋设施的海洋工程用钢;
步骤三、通过温度控制装置加热或降温冷却海水,可将海水温度控制在-2℃~30℃范围内;
步骤四、启动造波电机,造波装置带动造波板沿预设轨迹运动,造出波形可控且稳定的波浪,可模拟真实的海洋环境;
步骤五、通过倾斜驱动装置调整试件的倾斜角度,对试件进行不同角度的翻转,模拟海水对海洋设施不同角度及不同部位的冲击;
步骤六、启动升降电机,转速为7.2r/s~50r/s,升降装置带动试件升降,实现试件的全浸、半浸或干湿交替的腐蚀状态,上升与下降周期均控制在3~6s;
步骤七、设置试验时间在3h~72h,待试验结束后,取出试件对其进行腐蚀测定;
步骤八、依照GB 6384-86标准进行腐蚀测定;
步骤九、对未经腐蚀处理的试件进行红外热成像无损检测。
7.根据权利要求6所述的试验方法,其特征在于,所述步骤一中采用Fe基非晶涂层对试验槽体内壁及试验装置核心部件进行喷涂,具体包括如下步骤:
1)配料:按原子百分比分别称取143.1~144.41g的Fe、21.38~22.72g的Si、4.36~4.43g的B、3.61~3.77g的P、0.961~0.975g的C和3.74~3.76g的Nb,形成制备Fe63.5~64.5Si19.3~21B0.95~11P2.5~3.3C1.77~2.23Nb1块体非晶合金的原料180g,其中金属Fe的纯度大于等于99.8%;金属Ta的纯度大于等于99.5%;类金属B的纯度大于等于99.5%;Ru的纯度大于99.5%;
2)熔炼母合金:将原料放入真空感应熔炼炉中炼制成母合金,熔炼条件:真空感应熔炼炉内的真空度大于3.5×10-2Pa,熔炼时间5min~10min;
3)将母合金放入快速凝固装置的感应炉中,调节感应电流15A,待母合金完全熔化后将熔体喷射入铜模中,随铜模冷却即得直径1.8mm~2.2mm的Fe64Si20B10P3C2Nb1块体非晶合金;
4)将合金棒置于电火花喷涂设备中,电压为220~240V,电流为290~310A,均匀喷涂3~4次。
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