[发明专利]基于可视化的疲劳载荷作用下管道点蚀声学模拟测试装置及方法

权利要求书

1.基于可视化的疲劳载荷作用下管道点蚀声学模拟测试装置，其特征在于，包括声发射系统(1)、前置放大器(2)、水箱A(3)、泄压阀(4)、声发射传感器(5)、参比电极(6)、DIC高速显微成像系统(7)、工作电极(8)、辅助电极(9)、试件(10)、加热线圈(11)、支撑架(12)、电化学检测系统(13)、阀门(14)、水泵(15)、电动丝杠(16)和水箱B(17)；所述的试件(10)布置于支撑架(12)上，支撑架(12)能够通过电动丝杠(16)带动支撑架(12)两端的夹板移动；试件(10)的两端均连接管道，管道位于支撑架(12)的夹板外端，一侧的管道上设置泄压阀(4)，且管道末端与水箱A(3)相连，另一侧的管道上设置阀门(14)、水泵(15)，且管道末端与水箱B(17)相连；所述的试件(10)上设置腐蚀点，参比电极(6)、辅助电极(9)分别设置于腐蚀点的两侧，参比电极(6)靠近水箱A(3)一侧安置，辅助电极(9)靠近水箱B(17)一侧安置；工作电极(8)设置于腐蚀点处，参比电极(6)、工作电极(8)、辅助电极(9)均与电化学检测系统(13)相连；所述的DIC高速显微成像系统(7)用于采集腐蚀点的图像信息；所述的加热线圈(11)共两个，分别设置于腐蚀点两侧的试件(10)上；所述的声发射传感器(5)设置于试件(10)上，位于靠近水箱A(3)一侧，声发射传感器(5)依次连接前置放大器(2)和声发射系统(1)。

2.根据权利要求1所述的基于可视化的疲劳载荷作用下管道点蚀声学模拟测试装置，其特征在于，所述的试件(10)截面为六边形。

3.采用权利要求1或2任一所述的基于可视化的疲劳载荷作用下管道点蚀声学模拟测试装置的测试方法，其特征在于，具体如下：

(1)将试件(10)中间部分打薄，形成一个薄弱区，然后在薄弱区的每个边中间再次打磨出一个腐蚀坑；

(2)将预处理好的带有腐蚀坑的试件(10)安装在支撑架(12)上，通过电动丝杠(16)带动支撑架(12)两端的夹板移动，夹板加紧后电动丝杠(16)停止工作，实现对试件(10)的固定；

(3)打开水泵(15)，将水箱B(17)中的液体传输到试件(10)中，此时试件(10)的压力会不断地上升，当超过泄压阀(4)设定的压力时，泄压阀(4)会自动打开将水排到水箱A(3)中，当压力不足时泄压阀(4)又会再次关闭，由此模拟试件(10)内部压力周期变化的压力，使试件(10)达到产疲劳损伤的效果；

(4)向试件(10)中间事先预处理好腐蚀坑添加腐蚀液，打开电化学检测系统(13)，利用线性极化法进行腐蚀监测；

(5)打开腐蚀坑的两端放置的加热线圈(11)，通过加温改变管道点蚀疲劳损伤环境；

(6)打开声发射传感器(5)，将声发射传感器(5)通过前置放大器(2)连接声发射系统(1)实时采集试件(10)疲劳腐蚀点成核过程中各阶段的声发射信号；同时，打开DIC高速显微成像系统(7)，通过高速成像技术阶段性拍照观察试件(10)点蚀坑表面腐蚀气泡的产生与破灭，并记录对应的时间，方便直观判断试件(10)点蚀疲劳状态，并与同一时间获取的对应阶段的声发射信号对比，筛选出典型的点蚀声发射信号。