本發(fā)明涉及一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，包括有一個(gè)恒溫水箱，用于控制試驗(yàn)過程海水溫度，恒溫水箱內(nèi)布置有熱交換器，對(duì)海水溫度進(jìn)行升降溫調(diào)節(jié)，不同規(guī)格的浸泡室用于模擬不同濃度海水浸泡環(huán)境，浸泡室內(nèi)均布置有放置試件的孔板，可以放置多種不同規(guī)格的試件以充分利用空間。

背景技術(shù)：

海洋不僅是擁有著豐富資源的寶庫(kù)，還是人類生存與發(fā)展不可缺少的空間環(huán)境。21世紀(jì)以來，各國(guó)都非常重視海洋資源開發(fā)利用，我國(guó)是一個(gè)人口眾多，資源相對(duì)緊缺的國(guó)家，尤其人均資源占有量更是大大低于世界平均水平。然而我國(guó)擁有近300萬平方公里的管轄海域，大陸海岸線長(zhǎng)達(dá)1.8萬公里，6500多個(gè)島嶼的岸線長(zhǎng)1.4萬公里。開發(fā)海洋資源，發(fā)展沿海經(jīng)濟(jì)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。

海洋資源的開發(fā)和利用離不開海上基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，船舶、港口設(shè)施及跨海大橋等海洋工程結(jié)構(gòu)使用大量的材料設(shè)備，而且投入量在逐年增加。由于海洋苛刻的自然環(huán)境，材料結(jié)構(gòu)的腐蝕、溶解、溶脹不可避免。金屬材料一旦發(fā)生海水腐蝕不僅影響材料的外觀，其機(jī)械性能將發(fā)生變化，喪失應(yīng)有的強(qiáng)度、硬度和韌性，直至材料完全失效結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。非金屬材料表面和海水介質(zhì)接觸后，海水溶液會(huì)逐漸擴(kuò)散到材料內(nèi)部，材料表面和內(nèi)部都可能產(chǎn)生一系列變化，如橡膠和塑料受溶劑作用后可能全部或部分溶解或溶脹，溶液浸入材料內(nèi)部后可引起溶脹或增重，表面會(huì)發(fā)生起泡、變粗糙、變色，內(nèi)部發(fā)生功能減弱或喪失；高分子有機(jī)物受海水介質(zhì)作用可能發(fā)生分解。據(jù)統(tǒng)計(jì)，船體大約90％的破壞歸因于材料功能喪失，材料在海洋環(huán)境中的浸泡試驗(yàn)研究一直受到各國(guó)的重視。因此，針對(duì)材料的實(shí)海浸泡和材料功能失效機(jī)理研究開展一些有益探索工作，為海洋工程的設(shè)計(jì)、選材、防護(hù)及新材料開發(fā)提供依據(jù)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)海環(huán)境下研究不同材料浸泡和探索材料在海洋環(huán)境下老化失效機(jī)理更加客觀、真實(shí)，但由于實(shí)海環(huán)境影響因素復(fù)雜多變，在此情況下開展相關(guān)試驗(yàn)研究往往難以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)進(jìn)行，同時(shí)由于實(shí)海環(huán)境惡劣，不利于相關(guān)科研活動(dòng)深入開展，而研制一套模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，有助于長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)、縱深開展浸泡老化試驗(yàn)研究工作，這將為實(shí)海環(huán)境中使用的生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)和維護(hù)提供客觀數(shù)據(jù)，為研究材料的浸泡老化過程和材料功能失效機(jī)理，進(jìn)一步改善材料性能、提高材料質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：為模擬材料與構(gòu)件浸泡在不同海水鹽度下的性能，擬開發(fā)一套模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠獨(dú)立地對(duì)試件進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間恒溫浸泡環(huán)境試驗(yàn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)：一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置包括恒溫水箱、浸泡室、抽水泵、抽水管、增氧泵、排水管、排水閥、蓋子，其特征在于，浸泡室置于恒溫水 箱里面，所述的恒溫水箱內(nèi)部可以放置不同規(guī)格浸泡室，可以同時(shí)模擬不同的濃度海水環(huán)境。所述的每個(gè)浸泡室內(nèi)壁上都有兩層擋板，孔板置于擋板上，這樣浸泡室里可以同時(shí)放置多種不同規(guī)格的試件，充分利用空間；恒溫水箱內(nèi)部下方有換熱管道，恒溫水箱一側(cè)連接壓縮機(jī)組，恒溫水箱上方放置蓋子，外表面有保溫層，使里面水溫保持恒定；所述的增氧泵用水管與浸泡室海水相連，使里面水溫均勻；所述的電氣控制柜由指示燈、觸摸屏、急停按鈕、電壓表、電流表和PLC控制器構(gòu)成；所述的PLC與溫度傳感器、壓縮機(jī)組電連接。

本發(fā)明的浸泡室和恒溫水箱材料為316L不銹鋼質(zhì)，配件選用耐海水腐蝕的316L不銹鋼質(zhì)；水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)換熱管采用耐高壓耐海水腐蝕的316L不銹鋼管；抽水泵選用雙相不銹鋼質(zhì)海水水泵，抽水管道和排水管道的管路選用316L不銹鋼材質(zhì)制作。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、自動(dòng)化程度較高、無需長(zhǎng)時(shí)間值守，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可模擬實(shí)海浸泡環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料腐蝕和失效老化性能的分析評(píng)價(jià)；通過試驗(yàn)參數(shù)和試驗(yàn)過程的設(shè)定，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展材料浸泡老化的試驗(yàn)，在較短的時(shí)間內(nèi)取得大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為研究材料浸泡腐蝕老化規(guī)律和開發(fā)新材料提供科學(xué)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理主視圖

圖2為本發(fā)明的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理俯視圖

圖3為本發(fā)明控制柜結(jié)構(gòu)原理示意圖

圖4為本發(fā)明電路部分的連接框圖

1：恒溫水箱；2：浸泡室；3：抽水泵；4：壓縮機(jī)組；5：抽水管；6：增氧泵；7：換熱管道；8：壓板；9：擋板；10：孔板；11：排水管；12：排水閥；13：溫度傳感器；14：熱電偶溫度傳感器；15：蓋子；16：電壓表；17：電流表；18：指示燈；19：PLC控制器；20：觸摸屏；21：急停按鈕；22：電氣控制柜

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程作進(jìn)一步的具體描述。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種模擬實(shí)海環(huán)境浸泡的老化試驗(yàn)裝置，包括恒溫水箱1，其內(nèi)部放置浸泡室2，浸泡室2置于壓板8上面，浸泡室2內(nèi)部有兩層擋板9，孔板10放在擋板9上面，換熱管道7置于恒溫水箱1內(nèi)部下方，換熱管道7與外接的壓縮機(jī)組4配合，通過PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部海水溶液的溫度調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束打開排水閥12經(jīng)排水管道11排出海水。

試驗(yàn)時(shí)，操作者只需事先調(diào)制好滿足試驗(yàn)要求的海水溶液，然后在觸摸屏幕進(jìn)行設(shè)置試驗(yàn)過程的浸 泡時(shí)間和浸泡溫度。

準(zhǔn)備工作做完后，控制系統(tǒng)將會(huì)起動(dòng)溫度控制系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)根據(jù)試驗(yàn)設(shè)定的溫度，開啟壓縮機(jī)組4，對(duì)恒溫水箱1內(nèi)的海水進(jìn)行升降溫，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)至設(shè)定溫度值時(shí)，將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉壓縮機(jī)組4，當(dāng)在浸泡過程中有溫度損失超過規(guī)定的閾值限時(shí)，將會(huì)重啟壓縮機(jī)組4進(jìn)行溫度補(bǔ)償，直至完成試驗(yàn)時(shí)間。

當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉壓縮機(jī)組4，不再對(duì)恒溫箱進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

若要將試驗(yàn)用溶液排空，點(diǎn)擊觸摸屏幕上排水按鈕，控制系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)打開恒溫水箱1下方的排水閥門，將水箱內(nèi)的溶液全部排空，試驗(yàn)全部結(jié)束。