本發(fā)明涉及一種模擬環(huán)境的試驗裝置及模擬方法，尤其涉及一種能夠模擬海水起落時的潮水高度差引起的試樣腐蝕情況的試驗裝置及模擬腐蝕的方法。

背景技術(shù)：

目前，在各家鋼鐵冶金企業(yè)的化工實驗室中，經(jīng)常需要對半成品、成品的鋼鐵試樣進(jìn)行各種測試，用于獲得試樣的各項性能指標(biāo)，如抗拉強(qiáng)度、塑性、冷彎強(qiáng)度等等數(shù)據(jù)，除了這些力學(xué)指標(biāo)以外，還需要對鋼鐵試樣進(jìn)行各種環(huán)境模擬測試，對試樣的耐酸、耐高溫、耐腐蝕性能做出評判，由于鋼鐵腐蝕是鋼鐵材料的主要失效方式，所以耐腐蝕性能是鋼鐵試樣的重要指標(biāo)之一，直接影響到了成品的耐用性、安全性，而由于鋼鐵材料所應(yīng)用的領(lǐng)域極多，故需要對各種環(huán)境進(jìn)行模擬測試，比如日照、強(qiáng)風(fēng)、溶劑浸沒、海水腐蝕等環(huán)境模擬測試，其中海水環(huán)境模擬腐蝕測試的目的在于：

在海洋資源的開發(fā)中,鋼材在海洋發(fā)電設(shè)備、跨海橋梁、海底輸送管道、海洋平臺等大型海洋構(gòu)件以及艦船等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。這類構(gòu)件在服役過程中由于海水及大氣中高濃度氯離子的存在面臨更為嚴(yán)重的腐蝕問題，故需要對各種鋼鐵材料進(jìn)行海水環(huán)境模擬腐蝕來獲得相應(yīng)的耐腐蝕參數(shù)。

準(zhǔn)確評價材料在海水中的腐蝕性能有利于相關(guān)腐蝕機(jī)理的研究，并促進(jìn)耐海水腐蝕鋼的開發(fā)及海水用鋼的選材，同時對于指導(dǎo)海洋鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)，延長海洋鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低使用成本具有十分重要的意義。

而鋼鐵在海洋環(huán)境下的腐蝕從上到下可以分為海洋大氣腐蝕、海水飛濺區(qū)腐蝕、潮差區(qū)腐蝕、海水全浸區(qū)腐蝕和海泥腐蝕等共5個區(qū)域。其中海水潮差區(qū)是指海水平均最高潮位至海水平均最低潮位之間的區(qū)域。在這個區(qū)域內(nèi)，鋼材構(gòu)件在高潮位時完全被海水淹沒，構(gòu)件承受海流的沖刷腐蝕，特別是海水中攜帶大量有機(jī)質(zhì)及微生物或少量泥沙時沖刷腐蝕明顯加重，而隨著潮位的降低，特別是低于中潮位時，構(gòu)件在短時間內(nèi)露出水面，承受海水的飛濺腐蝕，隨著潮位的持續(xù)降低直至最低潮位時，構(gòu)件完全脫離水面，在陽光的照曬下表面從潮濕變得干燥，承受干濕交替腐蝕。且構(gòu)件表面在潮差區(qū)內(nèi)與充分充氣的海水接觸，氧供應(yīng)充分，腐蝕條件多樣化，所以潮差區(qū)是海 洋構(gòu)件腐蝕較為嚴(yán)重且腐蝕形式較為復(fù)雜的區(qū)域。

現(xiàn)有技術(shù)下的海水腐蝕試驗主要是通過在海濱區(qū)域講鋼鐵試樣實物掛在試驗樁上來進(jìn)行，通過不同時間段內(nèi)掛片的失重計算單位面積失重及材料減薄情況評價材料的耐腐蝕性能。這種試驗方式通常周期長、成本高，且容易受到惡劣天氣的干擾，不利于耐海水腐蝕鋼的開發(fā)及相關(guān)構(gòu)件的選材指導(dǎo)。

由于海水潮差區(qū)的腐蝕條件復(fù)雜，目前在試驗室模擬潮差腐蝕的試驗裝置還很缺乏。

2007年公開的專利“耐候鋼海水飛濺腐蝕試驗裝置”(ZL200620034876.9)通過噴嘴定期向試樣噴模擬海水來模擬海水飛濺區(qū)的腐蝕，由于受噴嘴尺寸的限制，存在試樣表面的干濕狀況不均勻問題，且定時定量噴嘴的噴水沖擊難以模擬海浪對構(gòu)件的沖刷作用，不足以真實反應(yīng)海水潮差區(qū)構(gòu)件的腐蝕情況；

2008年公開的專利“一種可用于海水間浸腐蝕的可調(diào)轉(zhuǎn)速試驗裝置”(CN201141826Y)和2015年公開的專利“一種海水環(huán)境中干濕循環(huán)交替模擬加速涂層腐蝕實驗裝置”(CN204128939U)、“海水腐蝕模擬裝置”(CN104330351A)采用模擬海水在試驗室評價材料的海水腐蝕性能。其中前者采用轉(zhuǎn)輪模擬海水的干濕交替，但速度較慢，基本可以視為靜態(tài)的干濕交替，無法滿足海水的沖刷腐蝕性能測試；而后者通過在不同水深位置的試樣浸泡評價腐蝕性能，等同于浸沒腐蝕，與潮差區(qū)潮起潮落的實際腐蝕環(huán)境差異較大。

2012年公開的專利“一種海水冷卻系統(tǒng)金屬材料腐蝕模擬試驗裝置”(CN2026614653U)主要用于研究流動海水中的腐蝕情況，基本屬于海水全浸區(qū)的腐蝕模擬。此外，2009公開的專利“一種天然海水模擬加速材料腐蝕的間浸腐蝕試驗方法”介紹了通過浸泡-暴露的過程模擬海水的干濕交替腐蝕的方法，不涉及試驗裝置，而且模擬的腐蝕條件不包括潮差區(qū)海流和海浪的沖刷作用。

2010年的專利EP2221601(A1)(Pitting corrosion diagnostic method and apparatus for stainless steel and for seawater pump using stainless steel as a structural member)介紹了一種海水環(huán)境下不銹鋼點(diǎn)蝕的檢查方法及裝置，不涉及海水飛濺區(qū)的腐蝕；2014年公開的專利KR101440554(B1)(seawater corrosion fatigue test system)介紹了海水腐蝕疲勞的測試系統(tǒng)，同樣不涉及海水潮差區(qū)的腐蝕。

綜上所述，從現(xiàn)有的文獻(xiàn)、專利可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的海水模擬腐蝕存在模擬環(huán)境單一、數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)、無法對整個海水潮差區(qū)進(jìn)行完全的模擬仿真，故現(xiàn)迫切一種新型的模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法，能有效模擬海水潮差區(qū)的復(fù)雜腐 蝕條件，包括試樣的干濕交替腐蝕及海水的沖刷腐蝕，且試驗結(jié)果穩(wěn)定、可靠。有利于潮差區(qū)材料腐蝕失效機(jī)理的研究分析，并為新鋼種的研制提供指導(dǎo)，為海洋工程的用鋼選材提供了依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)下的海水模擬腐蝕存在模擬環(huán)境單一、數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)、無法對整個海水潮差區(qū)進(jìn)行完全的模擬仿真的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種既能模擬海水潮差區(qū)海浪對構(gòu)件的沖刷作用，同時模擬海洋中構(gòu)件在潮差區(qū)的干濕交替腐蝕情況的試驗裝置及模擬腐蝕的方法。該試驗裝置能夠在試驗室真實重現(xiàn)海水潮差區(qū)中構(gòu)件在整個漲潮、落潮過程中的動態(tài)腐蝕情況及干濕交替過程，試驗結(jié)果穩(wěn)定、可靠。從而促進(jìn)潮差區(qū)材料腐蝕失效機(jī)理的研究分析及新鋼種的研制，同時為海洋工程的用鋼選材提供了依據(jù)。本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法的具體結(jié)構(gòu)和步驟如下所述：

一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置，包括設(shè)置在試樣筒支架上的扁圓柱狀的試樣筒，其特征在于：

所述的試樣筒在其內(nèi)部設(shè)置有一環(huán)形的試樣架組件，該試樣架組件呈緊靠試樣筒內(nèi)部的筒壁設(shè)置并固定，試樣筒的頂部設(shè)置有蓋板；

所述的試樣筒在其底部的中心位置開設(shè)有通孔，將一海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置從該通孔裝入，海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置驅(qū)動試驗溶液的液面升降并沖刷試樣架組件(A)的各個試樣的表面；

所述的試樣筒與一試驗溶液輸送系統(tǒng)管路連接，該試驗溶液輸送系統(tǒng)對試樣筒輸入試驗溶液并保持設(shè)定的恒溫。

根據(jù)本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置，其特征在于，所述的試樣架組件包括環(huán)形試樣架、試樣架夾具和試樣，其中，環(huán)形試樣架呈緊靠試樣筒內(nèi)部的筒壁設(shè)置并通過試樣架夾具固定，而各個試樣則呈垂直狀的被均布夾持在環(huán)形試樣架內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置，所述的海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置包括傳動軸、變頻電機(jī)、傳動軸保護(hù)套、模擬海水潮差用槳片和烘烤燈，其中，傳動軸通過試樣筒底部的中心位置開設(shè)的通孔垂直插入至試樣筒的內(nèi)部，傳動軸的下端與變頻電機(jī)連接并受該變頻電機(jī)控制而轉(zhuǎn)動，傳動軸插入試樣筒的內(nèi)部的軸身上套接有傳動軸保護(hù)套，該傳動軸保護(hù)套的下端密封了試樣筒底部的中心位置開設(shè)的通孔，且傳動軸保護(hù)套的長度高于試驗溶液的最高液位，模擬海水潮差用槳片共有3或4片， 呈間隔120°或90°圓周均布式的設(shè)置在傳動軸保護(hù)套的套身上，而在傳動軸保護(hù)套的頂部則設(shè)置有3～4處等間隔分布烘烤燈。

傳動軸保護(hù)套的設(shè)計目的在于，防止試驗溶液濺入傳動軸，同時封閉了試樣筒底部的中心位置開設(shè)的通孔，防止試驗溶液從通孔流出，當(dāng)變頻電機(jī)帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，傳動軸再帶動套接的傳動軸保護(hù)套一起轉(zhuǎn)動，此時呈圓周均布式的設(shè)置在傳動軸保護(hù)套的套身上的模擬海水潮差用槳片也一并轉(zhuǎn)動，槳片驅(qū)動試驗溶液產(chǎn)生波浪狀的溶液沖擊，使得試驗溶液的液面一波波的反復(fù)升降，沖刷試樣架組件的各個試樣的表面，即模擬了海水潮差區(qū)腐蝕的波浪沖刷，烘烤燈則模擬了陽光的照曬。

根據(jù)本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置，其特征在于，所述的試驗溶液輸送系統(tǒng)包括試驗溶液輸送泵、試驗溶液池和帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)，其中，試驗溶液輸送泵分別與試樣筒的內(nèi)部以及試驗溶液池的內(nèi)部管路連接，通過該試驗溶液輸送泵將試驗溶液池的試驗溶液送入試樣筒的內(nèi)部，而帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)則設(shè)置在試驗溶液池的外部，通過預(yù)設(shè)的恒定溫度參數(shù)對試驗溶液池內(nèi)的試驗溶液進(jìn)行恒溫控制。

此處設(shè)計目的在于，帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)通過其控制面板來預(yù)編設(shè)試驗程序并設(shè)定試驗溶液的溫度、試驗溶液流速，傳動軸轉(zhuǎn)速、烘烤燈開啟時間、整體循環(huán)次數(shù)等各項試驗參數(shù)，使試驗按照預(yù)定的方案進(jìn)行，試驗溶液輸送泵將試驗溶液池的試驗溶液送入試樣筒的內(nèi)部，上述的海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置運(yùn)作，進(jìn)行腐蝕模擬試驗。

應(yīng)注意，由于試驗溶液為人工模擬海水，主要添加有氯化鈉、氯化鎂等鹽類，人工模擬海水的具體構(gòu)成可根據(jù)不同海域的海水成分微調(diào)，故所有與試驗溶液直接接觸的部件如試樣筒、傳動軸保護(hù)套、模擬海水潮差用槳片及試驗溶液池等均采用聚四氟乙烯材質(zhì)制作，獲得了良好的防腐蝕性能的同時使得耐用度上升。

一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗方法，基于上述的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置，其具體步驟如下所述：

1)試驗準(zhǔn)備階段，將待測的各個試樣經(jīng)清潔、干燥、稱重后均布垂直夾持安裝在緊靠試樣筒內(nèi)部的筒壁固定設(shè)置的環(huán)形試樣架內(nèi)，蓋好試樣筒的頂部設(shè)置的蓋板，然后在試驗溶液池內(nèi)配好設(shè)定成分的試驗溶液，并通過帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)控制試驗溶液的溫度；

2)試驗調(diào)試及參數(shù)設(shè)定階段，啟動試驗溶液輸送泵將試驗溶液池內(nèi)的試驗溶液注入已設(shè)定筒內(nèi)溫度、濕度等其他參數(shù)的試樣筒的內(nèi)部，直至試驗溶液的液面能完全淹沒試樣的預(yù)定液位，關(guān)閉試驗溶液輸送泵，接著再啟動變頻電機(jī)調(diào)整速度，以此速度 為模擬海水潮差用槳片的運(yùn)行速度，然后設(shè)定試驗溶液輸送泵的試驗溶液從試樣筒的內(nèi)部流回試驗溶液池的速度，以此來模擬海水潮差區(qū)的潮水漲落的狀態(tài)和時間，同時設(shè)定烘烤燈開啟的烘烤時間，最后根據(jù)所模擬海域的狀況及試樣腐蝕情況設(shè)定本步驟2)的總循環(huán)次數(shù)；

3)開始試驗階段，按下帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)的啟動按鈕開始試驗，根據(jù)步驟2)中設(shè)定的總循環(huán)次數(shù)來重復(fù)淹沒-潮濕-干燥-潮濕-淹沒的海水潮差區(qū)的潮水漲落的過程，總循環(huán)次數(shù)到達(dá)后，試驗結(jié)束，整個試驗裝置自動停止工作；

4)試驗結(jié)束及試樣處理階段，整個試驗裝置停止后打開蓋板，取出試樣，試樣經(jīng)酸洗后再分別用自來水和酒精清洗并吹干。試樣在干燥皿內(nèi)靜置24小時后稱重，根據(jù)試驗前后的失重量計算單位面積失重，并測量表面腐蝕情況，如最大腐蝕深度等參數(shù)，以此評價材料在特定海域潮差區(qū)的耐腐蝕性能；

5)確認(rèn)試驗完畢，排空試驗溶液池和試樣筒內(nèi)的試驗溶液，并清理設(shè)備，保持試驗溶液池和試樣筒內(nèi)部清潔、干燥。

本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法，其主要原理在于：

進(jìn)行潮差腐蝕試驗時，片狀的試樣均布安裝在環(huán)形試樣架上并固定，而環(huán)形試樣架則通過試樣筒內(nèi)壁上的試樣架夾具固定，試驗溶液輸送泵將預(yù)設(shè)恒溫的試驗溶液從試驗溶液池注入試樣筒內(nèi)，隨后啟動變頻電機(jī)驅(qū)動傳動軸及套接傳動軸上的傳動軸保護(hù)套一起轉(zhuǎn)動，而傳動軸保護(hù)套上設(shè)置的模擬海水潮差用槳片也隨之一并轉(zhuǎn)動，在模擬海水潮差用槳片的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下試驗溶液液面呈波浪狀升降，反復(fù)沖刷試樣表面。

而現(xiàn)實中的海水潮差區(qū)的最高潮位到最低潮位過程中，潮差區(qū)的構(gòu)件先后經(jīng)歷了海水浸泡、海水飛濺、表面潮濕、干燥的過程，從落潮到漲潮經(jīng)歷順序則相反。本發(fā)明則實際模擬了這一狀況，試樣一方面在干濕交替過程中承受腐蝕，同時還受到海水的沖刷和陽光(烘烤燈)的照曬及海風(fēng)對試樣的吹拂，這些腐蝕工況在本發(fā)明的裝置中均能一一模擬，其具體如下：

1.試樣在試驗過程中的潮差腐蝕情況由試樣筒內(nèi)初始的溶液量、槳片的轉(zhuǎn)動速度及試驗溶液的輸送速度決定。設(shè)定試樣筒內(nèi)的初始溶液量(比如液面到試樣高度的一半)后，啟動電機(jī)驅(qū)動槳片旋轉(zhuǎn)，在槳片的驅(qū)動作用下試樣筒內(nèi)的波狀液面逐漸升高，控制槳片轉(zhuǎn)速可以確定液面高度，保證試樣完全被試驗溶液淹沒，模擬高潮位時構(gòu)件的浸沒在水位以下的情況，以一定速度流動的試驗溶液同時模擬海洋潛流對構(gòu)件的沖刷作用。如有必要，還可以在溶液中加入適量的微小顆粒模擬海水中的有機(jī)質(zhì)、泥沙等；

2.試驗溶液輸送泵的試驗溶液從試樣筒的內(nèi)部流回試驗溶液池時，試樣筒內(nèi)的液面逐漸降低，直至完全消失，模擬了落潮時鋼結(jié)構(gòu)件逐漸露出水面及逐漸干燥的過程；

3.試驗溶液輸送泵向試樣筒內(nèi)逐步注入試驗溶液時，隨著筒內(nèi)液面的逐漸升高，溶液開始飛濺到試樣表面直至完全淹沒試樣，模擬了漲潮時鋼結(jié)構(gòu)件從表面干燥到逐漸潮濕直至海浪被海浪淹沒的過程；

4.在試樣筒內(nèi)沒有試驗溶液時傳動軸上的烘烤燈開啟，模擬陽光的照曬，同時轉(zhuǎn)動的槳片帶動空氣經(jīng)過試樣表面模擬了海風(fēng)對鋼結(jié)構(gòu)件的吹拂作用。

本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法，能完美的模擬了鋼材構(gòu)件在潮差區(qū)經(jīng)歷的各種復(fù)雜腐蝕情況，如不同腐蝕階段的時間、淹沒時間、試樣露出水面時間和干燥時間，還可根據(jù)構(gòu)件實際服役地點(diǎn)的海域情況做出相應(yīng)修改。

使用本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法獲得了如下有益效果：

1.本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，充分模擬了構(gòu)件在海水潮差區(qū)的漲潮、落潮過程中海水浸泡、沖刷和陽光照曬、海風(fēng)吹拂等不同形式的腐蝕過程，試驗參數(shù)能夠根據(jù)不同海域的水文情況調(diào)節(jié)，能夠模擬不同海況(最高潮位、浪高)下的腐蝕環(huán)境，適應(yīng)性強(qiáng)。且設(shè)備啟動后，設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)自動運(yùn)行，不需要人工看守，能夠在較短的時間內(nèi)獲得材料在海水潮差區(qū)的耐腐蝕性能；

2.本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決了現(xiàn)有試驗裝置模擬環(huán)境單一、無法真實模擬潮差區(qū)的各種復(fù)雜腐蝕環(huán)境問題。且試樣架可以同時安置多組試樣，能夠同時進(jìn)行多個鋼種的潮差腐蝕性能評價。對于海水潮差區(qū)腐蝕的失效機(jī)理研究、鋼種開發(fā)及海洋鋼結(jié)構(gòu)的用鋼選材具有重要的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法的裝置部分的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法的試樣筒的具體結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖中：1-試樣筒支架，2-試樣筒，3-蓋板，A-試樣架組件，A1-環(huán)形試樣架，A2-試樣架夾具，A3-試樣，B-海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置，B1-傳動軸，B2-變頻電機(jī)，B3-傳動軸保護(hù)套，B4-模擬海水潮差用槳片，B5-烘烤燈，C-試驗溶液輸送系統(tǒng)，C1-試驗 溶液輸送泵，C2-試驗溶液池，C3-帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法做進(jìn)一步的描述。

實施例

如圖1至圖2所示，一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置，包括設(shè)置在試樣筒支架1上的扁圓柱狀的試樣筒2，試樣筒在其內(nèi)部設(shè)置有一環(huán)形的試樣架組件A，該試樣架組件呈緊靠試樣筒內(nèi)部的筒壁設(shè)置并固定，試樣筒的頂部設(shè)置有蓋板3；

試樣筒2在其底部的中心位置開設(shè)有通孔，將一海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置B從該通孔裝入，海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置驅(qū)動試驗溶液的液面上升并沖刷試樣架組件A的各個試樣的表面；

試樣筒2與一試驗溶液輸送系統(tǒng)C管路連接，該試驗溶液輸送系統(tǒng)對試樣筒輸入試驗溶液并保持設(shè)定的恒溫。

試樣架組件A包括環(huán)形試樣架A1、試樣架夾具A2和試樣A3，其中，環(huán)形試樣架呈緊靠試樣筒內(nèi)部的筒壁設(shè)置并通過試樣架夾具固定，而各個試樣則呈垂直狀的被均布夾持在環(huán)形試樣架內(nèi)。

海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置B包括傳動軸B1、變頻電機(jī)B2、傳動軸保護(hù)套B3、模擬海水潮差用槳片B4和烘烤燈B5，其中，傳動軸通過試樣筒2底部的中心位置開設(shè)的通孔垂直插入至試樣筒的內(nèi)部，傳動軸的下端與變頻電機(jī)連接并受該變頻電機(jī)控制而轉(zhuǎn)動，傳動軸插入試樣筒的內(nèi)部的軸身上套接有傳動軸保護(hù)套，該傳動軸保護(hù)套的下端密封了試樣筒底部的中心位置開設(shè)的通孔，且傳動軸保護(hù)套的長度高于試驗溶液的最高液位，模擬海水潮差用槳片共有3或4片，呈間隔120°或90°圓周均布式的設(shè)置在傳動軸保護(hù)套的套身上(本實施例中為3片模擬海水潮差用槳片，呈間隔120°圓周均布式的設(shè)置在傳動軸保護(hù)套的套身上)，而在傳動軸保護(hù)套的頂部則設(shè)置有3～4處等間隔分布烘烤燈。

傳動軸保護(hù)套能防止試驗溶液濺入傳動軸，同時封閉了試樣筒底部的中心位置開設(shè)的通孔，防止試驗溶液從通孔流出，當(dāng)變頻電機(jī)帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，傳動軸再帶動套接的傳動軸保護(hù)套一起轉(zhuǎn)動，此時呈圓周均布式的設(shè)置在傳動軸保護(hù)套的套身上的模擬海水潮差用槳片也一并轉(zhuǎn)動，槳片驅(qū)動試驗溶液產(chǎn)生波浪狀的溶液沖擊，使得試驗溶液的液面一波波的反復(fù)升降，沖刷試樣架組件的各個試樣的表面，即模擬了海水潮 差區(qū)腐蝕的波浪沖刷，烘烤燈則模擬了陽光的照曬。

試驗溶液輸送系統(tǒng)C包括試驗溶液輸送泵C1、試驗溶液池C2和帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)C3，其中，試驗溶液輸送泵分別與試樣筒2的內(nèi)部以及試驗溶液池的內(nèi)部管路連接，通過該試驗溶液輸送泵將試驗溶液池的試驗溶液送入試樣筒的內(nèi)部，而帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)則設(shè)置在試驗溶液池的外部，通過預(yù)設(shè)的恒定溫度參數(shù)對試驗溶液池內(nèi)的試驗溶液進(jìn)行恒溫控制。

帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)C3通過其控制面板來預(yù)編設(shè)試驗程序并設(shè)定試驗溶液的溫度、試驗溶液流速，傳動軸轉(zhuǎn)速、烘烤燈開啟時間、整體循環(huán)次數(shù)等各項試驗參數(shù)，使試驗按照預(yù)定的方案進(jìn)行，試驗溶液輸送泵C1將試驗溶液池C2的試驗溶液送入試樣筒2的內(nèi)部，上述的海水潮差區(qū)腐蝕模擬裝置B運(yùn)作，進(jìn)行腐蝕模擬試驗。

應(yīng)注意，由于試驗溶液為人工模擬海水，主要添加有氯化鈉、氯化鎂等鹽類，人工模擬海水的具體構(gòu)成可根據(jù)不同海域的海水成分微調(diào)，故所有與試驗溶液直接接觸的部件如試樣筒2、傳動軸保護(hù)套B3、模擬海水潮差用槳片B4及試驗溶液池C2等均采用聚四氟乙烯材質(zhì)制作，獲得了良好的防腐蝕性能的同時使得耐用度上升。

一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗方法，基于上述的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置，其具體步驟如下所述：

1)試驗準(zhǔn)備階段，將待測的各個試樣A3經(jīng)清潔、干燥、稱重后均布垂直夾持安裝在緊靠試樣筒內(nèi)部的筒壁固定設(shè)置的環(huán)形試樣架A1內(nèi)，蓋好試樣筒2的頂部設(shè)置的蓋板3，然后在試驗溶液池C2內(nèi)配好設(shè)定成分的試驗溶液，并通過帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)C3控制試驗溶液的溫度；

2)試驗調(diào)試及參數(shù)設(shè)定階段，啟動試驗溶液輸送泵C1將試驗溶液池C2內(nèi)的試驗溶液注入已設(shè)定筒內(nèi)溫度、濕度等其他參數(shù)的試樣筒2的內(nèi)部，直至試驗溶液的液面能完全淹沒試樣的預(yù)定液位，關(guān)閉試驗溶液輸送泵，接著再啟動變頻電機(jī)B2調(diào)整速度，以此速度為模擬海水潮差用槳片B4的運(yùn)行速度，然后設(shè)定試驗溶液輸送泵的試驗溶液從試樣筒的內(nèi)部流回試驗溶液池的速度，以此來模擬海水潮差區(qū)的潮水漲落的狀態(tài)和時間，同時設(shè)定烘烤燈B5開啟的烘烤時間，最后根據(jù)所模擬海域的狀況及試樣腐蝕情況設(shè)定本步驟2)的總循環(huán)次數(shù)；

3)開始試驗階段，按下帶恒溫裝置的控制系統(tǒng)C3的啟動按鈕開始試驗，根據(jù)步驟2)中設(shè)定的總循環(huán)次數(shù)來重復(fù)淹沒-潮濕-干燥-潮濕-淹沒的海水潮差區(qū)的潮水漲落的過程，總循環(huán)次數(shù)到達(dá)后，試驗結(jié)束，整個試驗裝置自動停止工作；

4)試驗結(jié)束及試樣處理階段，整個試驗裝置停止后打開蓋板3，取出試樣A3，試 樣經(jīng)酸洗后再分別用自來水和酒精清洗并吹干。試樣在干燥皿內(nèi)靜置24小時后稱重，根據(jù)試驗前后的失重量計算單位面積失重，并測量表面腐蝕情況，如最大腐蝕深度等參數(shù)，以此評價材料在特定海域潮差區(qū)的耐腐蝕性能；

5)確認(rèn)試驗完畢，排空試驗溶液池C2和試樣筒2內(nèi)的試驗溶液，并清理設(shè)備，保持試驗溶液池和試樣筒內(nèi)部清潔、干燥。

本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法在進(jìn)行潮差腐蝕試驗時，片狀的試樣均布安裝在環(huán)形試樣架上并固定，而環(huán)形試樣架則通過試樣筒內(nèi)壁上的試樣架夾具固定，試驗溶液輸送泵將預(yù)設(shè)恒溫的試驗溶液從試驗溶液池注入試樣筒內(nèi)，隨后啟動變頻電機(jī)驅(qū)動傳動軸及套接傳動軸上的傳動軸保護(hù)套一起轉(zhuǎn)動，而傳動軸保護(hù)套上設(shè)置的模擬海水潮差用槳片也隨之一并轉(zhuǎn)動，在模擬海水潮差用槳片的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下試驗溶液液面呈波浪狀升降，反復(fù)沖刷試樣表面。

而現(xiàn)實中的海水潮差區(qū)的最高潮位到最低潮位過程中，潮差區(qū)的構(gòu)件先后經(jīng)歷了海水浸泡、海水飛濺、表面潮濕、干燥的過程，從落潮到漲潮經(jīng)歷順序則相反。本發(fā)明則實際模擬了這一狀況，試樣一方面在干濕交替過程中承受腐蝕，同時還受到海水的沖刷和陽光(烘烤燈)的照曬及海風(fēng)對試樣的吹拂，這些腐蝕工況在本發(fā)明的裝置中均能一一模擬，其具體如下：

1.試樣在試驗過程中的潮差腐蝕情況由試樣筒內(nèi)初始的溶液量、槳片的轉(zhuǎn)動速度及試驗溶液的輸送速度決定。設(shè)定試樣筒內(nèi)的初始溶液量(比如液面到試樣高度的一半)后，啟動電機(jī)驅(qū)動槳片旋轉(zhuǎn)，在槳片的驅(qū)動作用下試樣筒內(nèi)的波狀液面逐漸升高，控制槳片轉(zhuǎn)速可以確定液面高度，保證試樣完全被試驗溶液淹沒，模擬高潮位時構(gòu)件的浸沒在水位以下的情況，以一定速度流動的試驗溶液同時模擬海洋潛流對構(gòu)件的沖刷作用。如有必要，還可以在溶液中加入適量的微小顆粒模擬海水中的有機(jī)質(zhì)、泥沙等；

2.試驗溶液輸送泵的試驗溶液從試樣筒的內(nèi)部流回試驗溶液池時，試樣筒內(nèi)的液面逐漸降低，直至完全消失，模擬了落潮時鋼結(jié)構(gòu)件逐漸露出水面及逐漸干燥的過程；

3.試驗溶液輸送泵向試樣筒內(nèi)逐步注入試驗溶液時，隨著筒內(nèi)液面的逐漸升高，溶液開始飛濺到試樣表面直至完全淹沒試樣，模擬了漲潮時鋼結(jié)構(gòu)件從表面干燥到逐漸潮濕直至海浪被海浪淹沒的過程；

4.在試樣筒內(nèi)沒有試驗溶液時傳動軸上的烘烤燈開啟，模擬陽光的照曬，同時轉(zhuǎn)動的槳片帶動空氣經(jīng)過試樣表面模擬了海風(fēng)對鋼結(jié)構(gòu)件的吹拂作用。

本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法，能完美的模擬了鋼材 構(gòu)件在潮差區(qū)經(jīng)歷的各種復(fù)雜腐蝕情況，如不同腐蝕階段的時間、淹沒時間、試樣露出水面時間和干燥時間，還可根據(jù)構(gòu)件實際服役地點(diǎn)的海域情況做出相應(yīng)修改。

本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，充分模擬了構(gòu)件在海水潮差區(qū)的漲潮、落潮過程中海水浸泡、沖刷和陽光照曬、海風(fēng)吹拂等不同形式的腐蝕過程，試驗參數(shù)能夠根據(jù)不同海域的水文情況調(diào)節(jié)，能夠模擬不同海況(最高潮位、浪高)下的腐蝕環(huán)境，適應(yīng)性強(qiáng)。且設(shè)備啟動后，設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)自動運(yùn)行，不需要人工看守，能夠在較短的時間內(nèi)獲得材料在海水潮差區(qū)的耐腐蝕性能。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決了現(xiàn)有試驗裝置模擬環(huán)境單一、無法真實模擬潮差區(qū)的各種復(fù)雜腐蝕環(huán)境問題。且試樣架可以同時安置多組試樣，能夠同時進(jìn)行多個鋼種的潮差腐蝕性能評價。對于海水潮差區(qū)腐蝕的失效機(jī)理研究、鋼種開發(fā)及海洋鋼結(jié)構(gòu)的用鋼選材具有重要的作用。

本發(fā)明的一種模擬海水潮差區(qū)腐蝕的試驗裝置及試驗方法，適用于模擬海水起落時的潮水高度差引起的腐蝕情況研究領(lǐng)域。