[发明专利]一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法

权利要求书

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。