[发明专利]一种深海环境腐蚀试验装置

说明书

本发明属于材料试验设备技术领域，具体涉及一种深海环境腐蚀试验装置，将试样框架、浮体、释放体和锚定重物组装为一体，大大缩短了整体长度，使得组装和拆解更简单，便于深海试验布放和回收，节省海上作业时间；主体结构组装后呈上轻下重的不倒翁型结构，有利于入水下潜时和坐底后保持姿态的稳定，防止因倾倒使试样框架被海泥掩埋，而影响试验结果；试样框架、浮体和释放体安装在锚定重物以上，避免了试样框架直接坐底导致吸底而无法释放回收的问题；采用可插入式结构的试样框架实现了试样规格和数量的灵活性，配套设置的固定帽便于安装和固定；试样框架被浮体包围，避免了试样和试样框架在试验过程中因不可预测的外部撞击而损坏。

技术领域：

本发明属于材料试验设备技术领域，具体涉及一种深海环境腐蚀试验装置，能够在深海环境下对材料进行腐蚀试验。

背景技术：

海洋约占地球表面积的71.8％，蕴藏着极其丰富的海底资源，包括石油、天然气、各种矿物质等等。海底资源的开发与利用对海洋经济的发展具有重要的作用。所以，深海水文、地质、生态的探索和研究，对人类利用深海空间具有重要的实际意义。然而，深海环境复杂而苛刻，对材料产生的腐蚀影响完全不同于表层海水对材料产生的腐蚀影响，其使得腐蚀更加隐蔽，以至于诱发深海工程装备或设施的突发性结构失效和功能丧失。因此，为了积累材料在实际使用环境中的腐蚀数据，掌握材料深海腐蚀行为与规律，为深海工程装备或设施的设计、选材、防护和新材料的开发提供基础和依据，必须进行深海自然环境的腐蚀试验研究。设计建造可以进行深海环境腐蚀试验的试验装置是首要任务，该装置需满足：承载材料腐蚀试样；试验结束后可回收试样；高可靠性；几百至千米深海自主稳定运行。现有深海腐蚀试验装置主要包括以下几种：(1)坐底式试验装置，其将试样框架坐沉在试验海域的海床上，布放时，到达预定深海试验场后，将试样框架用吊车布放至海底；回收时，通过声释放装置断开海底的锚固物，由浮标将连接绳带出海面后用试验船绞车提起试样框架。其优点是：试样框架载样量大，受海流影响小，布放深度准确；缺点是：对试验场要求高，试样框架易产生吸底现象，布放回收操作复杂，费用高昂。(2)串挂式试验装置，其将试样框架安装在水文浮标上进行材料腐蚀试验。优点是：可在一个试验点同时开展不同海水深度的环境试验；对试验场地要求不高；缺点是：长度长，易受到海流的影响发生偏移，摆幅可达20°；投放材料的种类和数量受到限制，一般每个深度只能投放几种、十几件试样，试样尺寸小。(3)近底悬浮式试验装置，其利用自身的储备浮力将一个尺寸较大的试样框架悬浮在距离海底20～30m的位置，避免了坐底产生的吸底现象；采用冗余设计和耐蚀材料，提高了安全性、可靠性和海域适应性；试样框架采用模块化设计，将相同试验目的的试样安装在尺寸相同的小试样框架中后再安装在试样框架上，方便安装拆卸和运输，提高了海上作业效率；具有载样量大、结构简单等特点；采用一种介于先锚后标和先标后锚两种方法之间的布放方法，保证不缠绕、不磕碰，顺利下水，试样的布放深度准确；以这种模式为基础，将大试样框架替换为几个小试样框架，通过调整各段连接绳的长度将小试样框架布置于不同深度位置，则可同时进行多深度深海环境试验。这是目前较为成熟的深海腐蚀试验装置。其主要问题是长度长，收放作业时间长，受海流影响大，对试验海域环境有一定要求。基于此，为克服坐底式试验装置吸底，串挂式试验装置载样规格单一、数量少，近底悬浮式和串型试验装置长度长、现场试验操作繁琐的问题，需要研发设计一种深海环境腐蚀试验装置。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种深海环境腐蚀试验装置，将试样框架、浮体、释放体和锚定重物组装为一体，从根本上解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明涉及的深海环境腐蚀试验装置的主体结构包括试样框架、浮体、释放体和锚定重物；试样框架的外侧套设有浮体，试样框架和浮体的底部设置有释放体，释放体的底部设置有锚定重物，试样框架、浮体、释放体和锚定重物组装成一体，形成上轻下重的不倒翁结构。