一種模擬海洋腐蝕試驗機的製作方法

2023-06-10 04:12:51

專利名稱：一種模擬海洋腐蝕試驗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬腐蝕實驗裝置，具體地說是一種測量金屬在海洋 環境中腐蝕情況的模擬海洋腐蝕試驗機。
技術背景海洋佔地球表面的2/3以上，蘊藏著極其豐富的礦產資源。隨著 海上運輸、深海釆礦、港口碼頭、油氣開發、海洋生物技術等新興海 洋產業的興起，人類對海洋的開發利用逐步走向深入，海洋開發的規 模也在不斷地擴大。但海洋環境又是一個腐蝕性很強的災害環境，各 種材料在海洋環境中極易發生腐蝕劣化破壞。因腐蝕造成的損失包括 直接損失和間接損失兩大類，它是一種悄悄在進行的破壞，世界各國 每年因腐蝕造成的直接經濟損失約佔其國民生產總值的2% ~4%， 其中海洋腐蝕的損失約佔總腐蝕的1/3。因為海水是一種複雜的含有多種鹽類的強電解質，所以，金屬在 海洋環境中的腐蝕是非常嚴重的，而且也十分複雜，並受多種因素的 影響。從腐蝕的角度， 一般都把金屬構築物在海洋環境中的腐蝕劃分 為五個腐蝕環境區海洋大氣區、浪濺區、潮差區、全浸區和海泥區。 要選擇適用於海洋各區帶的金屬構築物，首先要了解它的腐蝕行為。 又因為引起金屬腐蝕的因素是複雜而多變的，而且在每一腐蝕環境區 域的腐蝕輕重情況也各不相同，即使是同一種金屬構築物，在不同區 帶的腐蝕情況也是不同的。這就需要對一系列的鋼材，在不同區帶的 腐蝕行為進行深入細緻的研究，找出腐蝕規律，以便採取適合於各區 帶的防腐蝕措施，延長金屬構築物的使用壽命。為了研究金屬構築物在不同區帶的腐蝕情況，需要外海長尺掛樣 試驗。外海掛樣，需要大量的人力、物力和財力，工作量大，並且不 便於隨時觀察和測試，周期較長。尤為嚴重的是，由於各種惡劣環境 條件的影響，外掛試樣容易丟失，導致試驗數據不全，使整個試驗毀 於一旦。另外，內陸鋼廠和有關的科研單位遠離海洋，有關海洋腐蝕 研究工作難以進行。此外，現有的一些在室內進行研究的試驗機，只 能研究探討某一個區帶的金屬腐蝕情況，而不能同時對五個不同區帶 的腐蝕情況進行研究測試。發明內容為了解決外海掛樣受環境影響、試樣丟失、研究地遠離海洋的問 題，本發明的目的在於提供一種在室內模擬外海真實腐蝕環境、研究 金屬在外海五個不同環境區帶腐蝕行為及規律的模擬海洋腐蝕試驗本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明包括上、下貯水箱及主水箱，主水箱與下貯水箱之間設有 虹吸管，其一端位於主水箱內，另一端插在下貯水箱中；上貯水箱通 過可控制流量的上水管與下貯水箱相連通，在上貯水箱上設有流量可控的進水管，其另一端插入主水箱中；主水箱內安裝有電控的造浪板 及試片架。其中所述主水箱內的底部海泥區設有多個隔板；主水箱底面上 開有滲漏口；所述上貯水箱上設有液位控制器，其通過電線與上水管 相連；上水管上分別安裝有循環水泵、止回閥及控制閥；所述下貯水 箱內設有過濾網，經過濾網過濾的水通過上水管流入上貯水箱內；造 浪板通過傳動拉杆與驅動電機相連接；所述進水管上安裝有流量控制 閥；試片架可分別掛片或電聯掛片；該試驗機底部設有車輪。本發明的優點與積極效果為1. 試驗結果準確可靠。本發明可真實模擬外海不同五個區帶的 腐蝕環境，與外海的腐蝕環境有很好的對應性，從而既節省了大量的 人力、物力和財力，又保證了試驗數據的完整性及試驗結構的可靠性。2. 便於觀察。本發明在室內即可實現對金屬構築物的腐蝕研究， 避免了往返於工廠與海邊之間，能夠及時的觀察和分析試驗樣板表面 鏽層的腐蝕形貌及其腐蝕狀態。3. 模擬環境多樣、真實。本發明可模擬海洋環境的多種曰潮， 如正規曰潮、正規半曰潮等；採用板式造浪結構，使造波均句，模擬 真實穩定。4. 本發明主水箱底部的海泥區設置了多塊隔板，將沉積物分開， 各樣品之間不會干擾，可同時測定不同類型沉積物的腐蝕規律。5. 主水箱體底部設置的滲漏口，底層沉積物中的海水可由此口 緩慢地滲漏出來，能夠使底泥樣品中的海水與新鮮海水保持一定的交 換度。6. 本發明主水箱中的試片架可同時進行分別掛片和電聯掛片； 試驗機底部還裝有車輪，便於移動，解決了目前進行海上現場掛片的 難題，為科研工作者研究金屬在海洋環境中的腐蝕情況提供了便利。


圖l為本發明的結構示意圖；圖2為本發明主水箱的結構示意圖；圖3為掛片在本發明試驗機中的試驗結果；圖4為掛片在外海中的試驗結果；其中l為液位控制器，2為上貯水箱，3為進水管，4為流量控 制閩，5為驅動電機，6為傳動拉杆，7為主水箱，8為分別掛片，9 為電聯掛片，IO為高潮線，ll為低潮線，12為造浪板，13為隔板， 14為滲漏口， 15為車輪，16為過濾網，17為下貯水箱，18為虹吸 管，19為循環水泵，20為電線，21為上水管，22為止回閥，23為 控制閥，24為海泥。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳述。如圖l、圖2所示，本發明包括上、下貯水箱2、 17及主水箱7， 主水箱7的側面與下貯水箱子17之間跨設有虹吸管18,其一端位於 主水箱7內，另一端插在下貯水箱17中。主水箱7內的底部海泥區 設有多個隔板13，將不同類型的海泥24分開，各樣品之間不會干擾， 可同時測定不同類型海泥區的腐蝕規律。主水箱7內安裝有電控的造 浪板12及試片架，造浪板12通過傳動拉杆6與驅動電機5相連接， 由驅動電機5帶動傳動拉杆6驅動造浪；試片架可分別掛片8或電聯 掛片9。主水箱7底面上開有滲漏口 14，底層沉積物中的海水可由滲 漏口 14緩慢滲漏出來，使底泥樣品中的海水與新鮮海水保持一定的 交換度。上貯水箱2通過上水管21與下貯水箱17相連通，上水管 21上分別安裝有循環水泵19、止回閥22及控制閥23。下貯水箱17 內設有過濾網16,經過濾網16過濾的水由循環水泵19驅動，通過 上水管21流入上貯水箱2內。在上貯水箱2上設有進水管3，其另 一端插入主水箱7中，進水管3上安裝有流量控制閥4,控制流入主 水箱7內的流量。上貯水箱2上設有液位控制器1,其通過電線20 與上水管21相連，通過液位控制器1控制上貯水箱2的液位。本試 驗機的底部還設有車輪15,便於試驗機的移動。本發明的工作原理為將試片A3鋼掛於試片架上，主水箱7內的各隔板13之間盛裝所 需的不同海泥。上、下貯水箱2、 17內注入適量的海水，打開流量控 制閥4、控制海水的進水量，使海水向主水箱7恆流注水。同時，開 啟驅動電機5，帶動傳動拉杆6使造浪板12往復擺動造浪。主水箱7 內的海水越注越多，水位逐漸上漲，此為漲潮過程。當達到圖l中所 示的高潮線10時，由於虹吸作用，海水被虹吸管18吸到下貯水箱 17內；進水管3的流量小於虹吸管18的流量，主水箱7內的水位逐漸下降，此為落潮過程。當液位控制器1探測到上貯水箱2內的水位 達到下臨界水位時，循環水泵19啟動，將下貯水箱17內的海水由過 濾網16經上水管21泵入到上貯水箱2中。當液位控制器1探測到上 貯水箱2內的水位達到上臨界水位時，循環水泵19關閉。其中，上 水管21上的止回閥22可控制海水只能單向地從下貯水箱17流向上 貯水箱2，防止海水回流。而當試驗結東後，可打開控制閥23，使上 貯水箱2內的海水流回下貯水箱17後再排出。圖2中高潮線10以上 為海洋大氣區、浪濺區，高潮線IO與低潮線ll之間為潮差區，低潮 線11與海泥之間為全浸區，插入海泥的部分為海泥區。
本發明通過控制進入主水箱7的流量和流出到下貯水箱17的流 量可模擬海洋環境的多種曰潮。
如圖3、圖4所示，試驗持續60天後，對比圖3與圖4可以看
出，利用本發明試驗機得到的試驗結果與外海掛樣的試驗結果規律性 基本上是一致的。
權利要求
1.一種模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於包括上、下貯水箱(2、17)及主水箱(7)，主水箱(7)與下貯水箱(17)之間設有虹吸管(18)，其一端位於主水箱(7)內，另一端插在下貯水箱(17)中；上貯水箱(2)通過可控制流量的上水管(21)與下貯水箱(17)相連通，在上貯水箱(2)上設有流量可控的進水管(3)，其另一端插入主水箱(7)中；主水箱(7)內安裝有電控的造浪板(12)及試片架。
2. 按權利要求1所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於所 述主水箱(7)內的底部海泥區設有多個隔板(13)。
3. 按權利要求1所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於所 述主水箱(7)底面上開有滲漏口 (14)。
4. 按權利要求1所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於所 述上貯水箱(2)上設有液位控制器(1),其通過電線(20)與上水 管(21)相連。
5. 按權利要求1或4所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於 所述上水管(21)上分別安裝有循環水泵(19)、止回閥(22)及控 制閥(23)。
6. 按權利要求1所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於所 述下貯水箱(17)內設有過濾網(16),經過濾網(16)過濾的水通 過上水管(21)流入上貯水箱(2 )內。
7. 按權利要求1所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於所 述造浪板(12)通過傳動拉杆(6)與驅動電機(5)相連接。
8. 按權利要求1所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於所 述進水管(3)上安裝有流量控制閥(4)。
9. 按權利要求1所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於所 述試片架可分別掛片U)或電聯掛片(9)。
10. 按權利要求l所述的模擬海洋腐蝕試驗機，其特徵在於該 試驗機底部設有車輪(15)。
全文摘要
本發明涉及金屬腐蝕實驗裝置，具體地說是一種測量金屬在海洋環境中腐蝕情況的模擬海洋腐蝕試驗機，包括上、下貯水箱及主水箱，主水箱與下貯水箱之間設有虹吸管，其一端位於主水箱內，另一端插在下貯水箱中；上貯水箱通過可控制流量的上水管與下貯水箱相連通，在上貯水箱上設有流量可控的進水管，其另一端插入主水箱中；主水箱內安裝有電控的造浪板及試片架，底部海泥區設有多個隔板；上貯水箱上設有液位控制器，其通過電線與上水管相連；下貯水箱內設有過濾網，經過濾網過濾的水通過上水管流入上貯水箱內；造浪板通過傳動拉杆與驅動電機相連接；試片架可分別掛片或電聯掛片。本發明試驗結果準確可靠，便於觀察，模擬環境多樣、真實。
文檔編號G01N17/00GK101285757SQ200710014330
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月13日 優先權日2007年4月13日
發明者侯保榮, 劉建國, 李言濤 申請人:中國科學院海洋研究所