模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置製造方法

2023-07-29 15:02:06

模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置製造方法
【專利摘要】模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，涉及一種海洋浪濺區腐蝕疲勞試驗三點彎曲試驗裝置。由三點彎曲試塊、固定三點彎曲試塊的主盒、保持試驗水位的副盒、模擬浪濺的海水噴淋管線和提供海水流動的海水循環動力裝置組成；本實用新型不僅能夠保證裂紋部分處在無雜質的循環海水中，而且能夠防止滲漏。該裝置操作簡單，集環保、自動化、智能化於一體。
【專利說明】模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置【技術領域】
[0001]本實用新型屬於金屬材料腐蝕技術研究領域，涉及一種海洋浪濺區腐蝕疲勞試驗三點彎曲試驗裝置。
【背景技術】
[0002]腐蝕疲勞是指腐蝕性介質和交變應力或脈動應力的協同作用所引起的金屬材料斷裂現象。金屬材料的腐蝕疲勞問題成為腐蝕科學研究領域中的重要內容。工程實踐常常因為構件不能夠承受苛刻的腐蝕與載荷條件，造成重大事故，給國民經濟帶來重大損失。從安全、經濟、合理地使用金屬材料的角度出發，人類都迫切需要了解有關金屬材料腐蝕疲勞的知識，尤其是針對目前人類己廣泛使用於海洋環境的一些典型金屬材料的腐蝕疲勞現象、機理更需要系統並且深入的研究。
[0003]據研究表明浪濺區以及潮差區是海洋鋼結構腐蝕最嚴重的區域。現有的腐蝕疲勞技術及其腐蝕裝置大多數都是針對靜態海水腐蝕疲勞，或者只能在流動海水中進行簡單的疲勞試驗。傳統的腐蝕裝置對浪濺區複雜的乾濕腐蝕情況很難進行實現。目前有關浪濺區金屬材料腐蝕疲勞試驗裝置很少有報導，僅有腐蝕疲勞試驗中有關腐蝕試驗設計的簡單介紹，如:中國科學院金屬所申請的專利《一種為腐蝕疲勞試驗提供模擬海洋環境的控制裝置》、《在加載過程中實現同步乾濕交替加速腐蝕的設備及其應用》中有模糊的介紹，且試驗裝置針對的是簡單拉伸試驗。此試驗過程對三點彎曲試樣來說，無法安裝引伸計，故並不適用；《一種電化學原位測量的電解池裝置》中設計了一種三點彎曲試樣的腐蝕裝置，但是由於試樣需要固定在試驗機上，所以僅適用於小尺寸的三點彎曲試驗，而且腐蝕液易溢出；《一種腐蝕疲勞試驗用夾具》中，僅給出了三點彎曲試樣夾具的具體形式，未對腐蝕盒進行具體描述，且試樣不容易固定，操作起來複雜。所以，現有的技術中都普遍存在難以真實模擬浪花飛濺區的腐蝕疲勞行為，特別是三點彎曲試樣的裝置。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於克服現有技術裝置中存在的缺點，提出了模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，由三點彎曲試塊、固定三點彎曲試塊的主盒、保持試驗水位的副盒、模擬浪濺的海水噴淋管線和提供海水流動的海水循環動力裝置組成；
[0005]海水循環動力裝置的連接方式如下:海水供給箱中的海水通過輸水管線和安裝在該段輸水管線中的微型水泵打入高處的海水存儲箱中，海水從高處的存儲箱經過輸水管線和安裝在該段輸水管線的控速閥門流入安裝有三點彎曲試塊的主盒的進水口，並由主盒的另一端較低處的出水口流入副盒；主盒放置在副盒中；副盒側壁低於出水口的同一水平面上開有兩個副盒出水口，兩個輸水管線分別接通兩個副盒出水口，並流後經過安裝在該段並流輸水管的控速閥門流入較低處的過濾箱中；過濾箱中的海水經過輸水管線流回到最低處的海水供給箱中；液位繼電器的一端連通微型水泵，另一端連通高處的海水存儲箱；液位繼電器自動控制水泵的開關。[0006]浮球水位控制開關的玻璃連通管與主盒底部相連形成連通器，浮球水位控制開關分別與海水循環封閉迴路中的兩個控速閥門相連，隨著盒內液面升降，浮球也同時升降，從而調節控速閥門的大小。
[0007]主盒和副盒皆為底面為矩形的盒體，主盒的高度大於副盒；在主盒的兩個較長側板中間位置處分別開有稍大於三點彎曲試塊橫截面尺寸的主盒凹槽,主盒凹槽內底面固定橡膠墊；在主盒凹槽兩側的主盒的外側壁上分別固定開有垂直滑槽的有機玻璃滑槽板；三點彎曲試塊橫跨主盒，且兩端露出主盒置於主盒凹槽中；三點彎曲試塊的裂紋朝上,且位於主盒的中心位置；兩個開有與三點彎曲試塊橫截面相同尺寸凹槽的橡膠擋板開口向下通過滑槽板的滑槽插入主盒側壁主盒凹槽處，從兩側和上方將三點彎曲試塊固定在主盒凹槽中；橡膠擋板與主盒凹槽接觸部分相互吻合形成密封,橡膠擋板的頂端與主盒的高度相同。
[0008]支撐夾具下端用螺栓固定於主盒底板中心位置的螺紋孔洞中，上端支撐在三點彎曲試塊底面中心處。
[0009]主盒兩側較長側板採用雙層有機玻璃，內夾橡膠層。
[0010]過濾箱採用有機玻璃製成的盒體容器，內部縱橫布置纖維濾材，沿長度方向布置兩層，聞度方向布直二層。
[0011]噴淋管線由自動噴水裝置控制噴淋時間。
[0012]海水循環迴路系統中的輸水管線可採用橡膠水管。
[0013]本實用新型具有以下優越性:
[0014]主盒側板設計主盒凹槽，便於三點彎曲試塊固定的時候保持水平。採用橡膠擋板和橡膠墊層來固定三點彎曲試塊，一方面橡膠能夠有效的保證腐蝕液不滲露，另一方面能夠保護腐蝕盒在疲勞荷載作用下不被壓壞。
[0015]本實用新型的海水循環動力系統，採用液位繼電器來自動控制水泵的開關，使存儲裝置中始終有一定的水量，是系統始終有循環動力。
[0016]本實用新型的水位控制裝置，通過浮球的升降，調節水流控速閥門的大小，從而改變進出水口的流速，使液面得到控制。
[0017]本實用新型的過濾裝置，通過縱橫布置的纖維濾材的過濾作用，保持循環海水的清潔，使試驗結果更加精確可靠。
[0018]本實用新型還結合海水自動噴灑裝置，對海浪的腐蝕作用進行模擬，使試驗結果更加精確可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0020]圖中:I過濾箱；2海水供給箱；3微型水泵；4液位繼電器；5存儲箱；6滑槽板；7控速閥門；8主盒；9副盒；10橡膠擋板；11三點彎曲試塊；12玻璃連通管；13浮球水位控制開關；14自動噴水裝置；15纖維濾材；16噴淋管線；21裂紋；81進水口 ；82出水口 ；91副盒出水口。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型做詳細的說明[0022]模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，由三點彎曲試塊11、固定三點彎曲試塊11的主盒8、保持試驗水位的副盒9、模擬浪濺的海水噴淋管線16和提供海水流動的海水循環動力裝置組成；
[0023]海水循環動力裝置的連接方式如下:海水供給箱2中的海水通過輸水管線和安裝在該段輸水管線中的微型水泵3打入高處的海水存儲箱5中，海水從高處的存儲箱5經過輸水管線和安裝在該段輸水管線的控速閥門7流入安裝有三點彎曲試塊11的主盒8的進水口 81，並由主盒8的另一端較低處的出水口 82流入副盒9 ;主盒8放置在副盒9中；副盒9側壁低於出水口 82的同一水平面上開有兩個副盒出水口 91，兩個輸水管線分別接通兩個副盒出水口 91，並流後經過安裝在該段並流輸水管的控速閥門7流入較低處的過濾箱I中；過濾箱I中的海水經過輸水管線流回到最低處的海水供給箱2中；液位繼電器4的一端連通微型水泵3，另一端連通高處的海水存儲箱5 ;液位繼電器4自動控制水泵的開關。
[0024]浮球水位控制開關13的玻璃連通管12與主盒8底部相連形成連通器，浮球水位控制開關13分別與海水循環封閉迴路中的兩個控速閥門7相連，隨著盒內液面升降，浮球也同時升降，從而調節控速閥門7的大小。
[0025]主盒8和副盒9皆為底面為矩形的盒體，主盒8的高度大於副盒9 ;在主盒8的兩個較長側板中間位置處分別開有稍大於三點彎曲試塊11橫截面尺寸的主盒凹槽，主盒凹槽內底面固定橡膠墊；在主盒凹槽兩側的主盒8的外側壁上分別固定開有垂直滑槽的有機玻璃滑槽板6 ;三點彎曲試塊11橫跨主盒8，且兩端露出主盒8置於主盒凹槽中；三點彎曲試塊11的裂紋朝上，且位於主盒8的中心位置；兩個開有與三點彎曲試塊11橫截面相同尺寸凹槽的橡膠擋板10開口向下通過滑槽板6的滑槽插入主盒側壁的主盒凹槽處，從兩側和上方將三點彎曲試塊11固定在主盒凹槽中；橡膠擋板10與主盒凹槽接觸部分相互吻合形成密封,橡膠擋板10的頂端與主盒8的高度相同。
[0026]支撐夾具下端用螺栓固定於主盒8底板中心位置的螺紋孔洞中，上端支撐在三點彎曲試塊11底面中心處。
[0027]主盒8兩側較長側板採用雙層有機玻璃，內夾橡膠層。
[0028]過濾箱I採用有機玻璃製成的盒體容器，內部縱橫布置纖維濾材15，沿長度方向
布直兩層，聞度方向布直二層。
[0029]噴淋管線16由自動噴水裝置14控制噴淋時間。
[0030]海水循環迴路系統中的輸水管線可採用橡膠水管。
[0031]系統運作方式如下:
[0032]首先，由開啟的微型水泵3將海水從低處的海水供給箱4抽到高處的海水存儲箱
5。然後，海水由於自身重力作用會自動流入腐蝕盒8。經過控速閥門7的適當調控，會使內盒8液面得到升降。採用內盒8外盒9相結合的方式，並增設橡膠擋板10和橡膠墊層，一方面可以最大程度的防止腐蝕液在試驗過程中滲漏，另一方面可以減弱疲勞荷載對腐蝕盒8的衝擊作用。當海水經過腐蝕盒8之後會產生一些腐蝕產物。經過帶有多層纖維濾材15的過濾裝置1，可使海水保持清潔，從而不影響實驗結果。最後，水流會回到海水供給箱2，完成一次循環。
[0033]為了找到平衡點使液面穩定，本實用新型考慮腐蝕盒實際大小，利用連通器12原理，在外部增設一個水位控制裝置。這個裝置內含與控速閥門7相連的浮球開關13。因此，液面升降帶動浮球13升降，最終使流速得到控制。
[0034]為了最大程度的模擬浪濺區的自然狀況，本實用新型還增設自動噴灑海水的自動噴水裝置14，內含時間控制器和獨立的儲水箱，使試驗結果更加真實可靠。
【權利要求】
1.模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，其特徵在於由三點彎曲試塊(11)、固定三點彎曲試塊(11)的主盒(8)、保持試驗水位的副盒(9)、模擬浪濺的海水噴淋管線(16)和提供海水流動的海水循環動力裝置組成； 海水循環動力裝置的連接方式如下:海水供給箱(2)中的海水通過輸水管線和安裝在該段輸水管線中的微型水泵(3 )打入高處的海水存儲箱(5 )中，海水從高處的存儲箱(5 )經過輸水管線和安裝在該段輸水管線的控速閥門(7)流入安裝有三點彎曲試塊(11)的主盒(8)的進水口(81)，並由主盒(8)的另一端較低處的出水口(82)流入副盒(9);主盒(8)放置在副盒(9 )中；副盒(9 )側壁低於出水口( 82 )的同一水平面上開有兩個副盒出水口( 91)，兩個輸水管線分別接通兩個副盒出水口(91)，並流後經過安裝在該段並流輸水管的控速閥門(7)流入較低處的過濾箱(I)中；過濾箱(I)中的海水經過輸水管線流回到最低處的海水供給箱(2)中；液位繼電器(4)的一端連通微型水泵(3)，另一端連通高處的海水存儲箱(5);液位繼電器(4)自動控制水泵的開關； 浮球水位控制開關(13)的玻璃連通管(12)與主盒(8)底部相連形成連通器，浮球水位控制開關(13)分別與海水循環封閉迴路中的兩個控速閥門(7)相連，隨著盒內液面升降，浮球也同時升降，從而調節控速閥門(7)的大小； 主盒(8)和副盒(9)皆為底面為矩形的盒體，主盒(8)的高度大於副盒(9);在主盒(8)的兩個較長側板中間位置處分別開有稍大於三點彎曲試塊(11)橫截面尺寸的主盒凹槽，主盒凹槽內底面固定橡膠墊；在主盒凹槽兩側的主盒(8)的外側壁上分別固定開有垂直滑槽的有機玻璃滑槽板(6);三點彎曲試塊(11)橫跨主盒(8)，且兩端露出主盒(8)置於主盒凹槽中；三點彎曲試塊(11)的裂紋朝上，且位於主盒(8)的中心位置；兩個開有與三點彎曲試塊(11)橫截面相同尺寸凹槽的橡膠擋板(10)開口向下通過滑槽板(6)的滑槽插入主盒側壁的主盒凹槽處，從兩側和上方將三點彎曲試塊(11)固定在主盒凹槽中；橡膠擋板(10)與主盒凹槽接觸部分相互吻合形成密封，橡膠擋板(10)的頂端與主盒(8)的高度相同； 支撐夾具下端用螺栓固定於主盒(8)底板中心位置的螺紋孔洞中，上端支撐在三點彎曲試塊(11)底面中心處。
2.根據權利要求1所述的模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，其特徵在於主盒(8)兩側較長側板採用雙層有機玻璃，內夾橡膠層。
3.根據權利要求1所述的模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，其特徵在於過濾箱(I)採用有機玻璃製成的盒體容器，內部縱橫布置纖維濾材(15)，沿長度方向布置兩層，聞度方向布直二層。
4.根據權利要求1所述的模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，其特徵在於噴淋管線(16)由自動噴水裝置(14)控制噴淋時間。
5.根據權利要求1所述的模擬海洋浪濺區腐蝕疲勞三點彎曲試驗裝置，其特徵在於海水循環迴路系統中的輸水管線可採用橡膠水管。
【文檔編號】G01N3/56GK203587457SQ201320803220
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】黃一, 洪波, 代嬌榮, 梁永梅, 上官禕瑾, 吳智敏 申請人:大連理工大學