[发明专利]一种精准控制腐蚀条件的材料应力腐蚀测试系统及方法

权利要求书

1.一种精准控制腐蚀条件的材料应力腐蚀测试系统，其特征在于，包括腐蚀液控制装置(1)、悬臂梁应力腐蚀测试装置(2)、轨道式多点图像采集装置(3)和工控机(4)；

所述腐蚀液控制装置(1)包括腐蚀液槽(11)、用于控制腐蚀液槽(11)内腐蚀液温度的温度控制组件(12)、以及用于测量腐蚀液槽(11)内腐蚀液成分并报警的腐蚀液成分测量报警组件(13)；

所述腐蚀液槽(11)和轨道式多点图像采集装置(3)均安装在所述悬臂梁应力腐蚀测试装置(2)上，且悬臂梁应力腐蚀测试装置(2)和轨道式多点图像采集装置(3)均与所述工控机(4)电连接。

2.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述温度控制组件(12)包括热敏电阻(121)和温度控制器(122)，所述热敏电阻(121)置于所述腐蚀液槽(11)内且与所述温度控制器(122)连接。

3.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述腐蚀液成分测量报警组件(13)包括液体检测头(131)、离子浓度测量仪(132)、PH值测量仪(133)和报警器(134)；所述液体检测头(131)放置在所述腐蚀液槽(11)内，且分别与所述离子浓度测量仪(132)和PH值测量仪(133)连接，所述离子浓度测量仪(132)和PH值测量仪(133)均与所述报警器(134)连接。

4.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述腐蚀液控制装置(1)还包括用于腐蚀液循环流动，并过滤腐蚀液槽(11)内试样腐蚀脱落产物的过滤组件(14)。

5.如权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述过滤组件(14)包括水泵(141)、过滤槽(142)和循环液管(143)，所述水泵(141)的入水端插入所述腐蚀液槽(11)内，所述过滤槽(142)通过循环液管(143)连接所述水泵(141)和腐蚀液槽(11)。

6.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述悬臂梁应力腐蚀测试装置(2)包括试验架(21)、导轨架(22)和加载组件(23)；

所述试验架(21)呈凸状结构，所述导轨架(22)呈门型结构且安装在试验架(21)长度方向，所述腐蚀液槽(11)安装在导轨架(22)前后两端，且腐蚀液槽(11)上设置有多个试样穿出口(111)，所述加载组件(23)一端安装在所述试验架(21)底座上，另一端位于所述试样穿出口(111)侧边。

7.如权利要求6所述的测试系统，其特征在于，所述试验架(21)底座沿长度上设置有多个丝杆安装孔(211)，顶端面沿长度方向设置有多个固定螺栓孔(212)，侧壁沿长度方向上设置有多个试样安装孔(213)。

8.如权利要求7所述的测试系统，其特征在于，所述加载组件(23)包括丝杆、步进电机(231)、拉力传感器(232)和拉杆(233)，所述丝杆安装在所述丝杆安装孔(211)内，所述步进电机(231)安装在所述丝杆上，步进电机(231)通过拉力传感器(232)连接所述拉杆(233)，所述拉杆(233)的顶端设有闭合的加载件。

9.如权利要求6所述的测试系统，其特征在于，所述轨道式多点图像采集装置(3)包括横向驱动器(31)、纵向驱动器(32)和摄像机(33)；

所述导轨架(22)上端的横梁前后两侧均设有导轨(221)，所述横向驱动器(31)滑动安装在所述导轨(221)上，所述纵向驱动器(32)安装在所述横向驱动器(31)上，纵向驱动器(32)底端连接摄像机(33)，且所述横向驱动器(31)、纵向驱动器(32)和摄像机(33)均与所述工控机(4)连接。

10.一种精准控制腐蚀条件的材料应力腐蚀测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制作悬臂梁应力腐蚀试样、预制切口及疲劳裂纹；

S2、对切口上表面位置制备识别点和标尺；

S3、安装多个待测的应力腐蚀试样至试验架，并安装腐蚀液槽，使腐蚀液浸没裂纹尖端；

S4、安装腐蚀液控制装置，并设置控制条件；

S5、对应力腐蚀试样加载载荷；

S6、通过工控机控制摄像机两轴移动，使摄像机拍摄视场正对切口表面，对切口两侧标记点精准对焦；

S7、通过摄像机记录该试样的视场图像，并传输至工控机；

S8、采用识别点识别和标尺的距离校准，跟踪裂纹缺口张开位移，转换成该试样的裂纹扩展长度；

S9、控制摄像机沿导轨运行至下一试样的待观察区域，并重复步骤S5-S8，依次监测所有试样的裂纹扩展长度。