[发明专利]一种模拟动态微生物和应力共同作用的腐蚀装置

说明书

本发明具体涉及一种模拟动态微生物和应力共同作用的腐蚀装置，包括微生物腐蚀池、拉伸机构、气液循环系统和电化学测量机构；微生物腐蚀池设置在拉伸机构内部，微生物腐蚀池用于装纳腐蚀介质，拉伸机构用于对金属试样施加拉应力，微生物腐蚀池的两侧壁上设有通孔，金属试样位于微生物腐蚀池中，金属试样的两端分别穿过微生物腐蚀池两侧壁的通孔与拉伸机构连接，气液循环系统与微生物腐蚀池连接，气液循环系统用于为微生物腐蚀池提供动态的环境条件，电化学测量机构与微生物腐蚀池和金属试样连接，电化学测量机构用于测量金属试样在腐蚀过程中的电化学参数。本发明能够研究金属材料在应力和微生物共同作用下的腐蚀行为及机理。

技术领域

本发明涉及腐蚀装置技术领域，具体涉及一种模拟动态微生物和应力共同作用的腐蚀装置。

背景技术

金属材料受环境介质侵蚀会发生腐蚀，材料在服役过程中承受的应力会加速腐蚀和失效进程。应力腐蚀是材料在腐蚀环境和应力共同作用下发生的破坏，严重威胁材料的使用寿命。应力腐蚀开裂和微生物腐蚀是金属材料的两种主要的腐蚀方式，当它们共同作用于金属材料时，将会产生协同腐蚀作用，极大危害材料的寿命，可能会带来重大经济损失和安全隐患，研究金属材料在微生物和应力共同作用下的腐蚀行为及机理至关重要。

微生物腐蚀是指与腐蚀体系中存在的微生物作用有关的金属腐蚀。凡是同水、土壤和湿润空气接触的金属构件，如地下输油、水、气管道，电缆，采油系统的油井、注水井，电力等工业用冷却水系统、贮油罐、贮气罐、喷气飞机油箱等都发现有微生物腐蚀的危害。在潮湿环境中，金属材料的微生物腐蚀非常普遍。金属及合金表面为微生物提供生存所必须的金属元素，故而微生物可在金属表面大量繁殖，其代谢产物可加速金属的腐蚀。目前微生物腐蚀研究方法是在实验室环境中模拟微生物的生长环境，再将金属样品放入环境中进行腐蚀，通过形貌表征、成分分析和电化学测试等手段研究其腐蚀行为及机理。

应力腐蚀开裂是指在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的开裂，这是应力与腐蚀联合作用的结果。即使在低应力下，材料也会在腐蚀介质中发生应力腐蚀开裂，因此，应力腐蚀经常受到忽视，导致“意外”事故不断发生。目前研究应力腐蚀的方法包括恒应力腐蚀试验法、恒应变腐蚀试验法和预制裂纹式样腐蚀试验，通过这些方法可研究金属材料在不同的环境介质、应力、温度、pH和时间作用下的腐蚀行为和腐蚀机理。

在真实的腐蚀环境中，应力腐蚀开裂和微生物腐蚀通常不会单独存在，往往是两者共同作用加速腐蚀，因此研究金属在应力、微生物共存环境中的腐蚀行为及机理有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种模拟动态微生物和应力共同作用的腐蚀装置，通过该装置可以研究金属材料在应力和微生物共同作用下的腐蚀行为及机理。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟动态微生物和应力共同作用的腐蚀装置，包括微生物腐蚀池、拉伸机构、气液循环系统和电化学测量机构；微生物腐蚀池设置在拉伸机构内部，微生物腐蚀池用于装纳腐蚀介质，拉伸机构用于对金属试样施加拉应力，微生物腐蚀池的两侧壁上设有通孔，金属试样位于微生物腐蚀池中，金属试样的两端分别穿过微生物腐蚀池两侧壁的通孔与拉伸机构连接，气液循环系统与微生物腐蚀池连接，气液循环系统用于为微生物腐蚀池提供动态的环境条件，电化学测量机构与微生物腐蚀池和金属试样连接，电化学测量机构用于测量金属试样在腐蚀过程中的电化学参数。

进一步的，拉伸机构包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板分别设置在微生物腐蚀池的左右两侧，第一支撑板和第二支撑板之间连接有四根支撑杆，其中两根支撑杆位于微生物腐蚀池前方，另外两根支撑杆位于微生物腐蚀池后方，第一支撑板的中部连接有第一连接杆，第二支撑板的中部连接有第二连接杆，金属试样的一端与第一连接杆连接，金属试样的另一端与第二连接杆连接，第二连接杆上还设置有拉力传感器，第二连接杆上还套装有压力弹簧，压力弹簧位于第二连接杆的压紧螺母与第二支撑板之间。