[发明专利]一种对金属材料进行腐蚀疲劳试验的海水循环系统

说明书

技术领域

本发明属于材料试验技术领域，更确切地说，涉及到一种对金属材料进行 腐蚀疲劳试验的海水循环系统。

背景技术

在腐蚀介质中进行金属材料的疲劳裂纹扩展速率试验时，GB/T6398-2000 “金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法”中推荐了采用标准M(T)试样及标准 C(T)试样进行试验时腐蚀溶液循环系统的设计示意图。对于标准M(T)试样， 标准中只给出了简单的示意图，图中并没有进一步说明如何防止腐蚀液的渗漏 问题。从示意图上看，随着试样的周期往复运动，腐蚀溶液难免要渗漏到试验 机上(国内很多单位用的试验机都是价格昂贵的进口设备)，至少当试样疲劳断 裂后溶液无法避免不泄漏，按照示意图设计溶液循环系统可操作性不强，不可 取；对于C(T)试样，示意图中的溶液循环系统只是针对卧式试验机设计的， 而目前国内绝大多数单位使用的疲劳试验机都是立式的，因此借鉴设计意义不 大。其它最新的疲劳试验标准中均没有提及腐蚀循环系统具体如何设计和应用。

部分文献中提到过设计溶液循环系统时所选用的材料及制作思路，但基本 上都是针对轴向加载(这种加载模式相对容易设计制作)标准试样的，很少见 到文献提及如旋转弯曲加载、悬臂弯曲加载等非轴向加载模式下循环系统的设 计制作方法。而且，很少提及如何确保腐蚀液不渗漏到试验机上，即对循环系 统各个环节的密封方法很少有详细的文字说明。

总之，尚未见到有关在悬臂弯曲加载模式下进行低周腐蚀疲劳试验用海水 循环系统成功设计范例的报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种对金属材料进行腐蚀疲劳试验的海水 循环系统，该系统集驱动海水循环流动的动力源、控制进水量大小的水控装置、 保证金属试样裂纹始终处在海水中的海水循环装置、确保海水始终干净清洁的 过滤装置等于一体，可以确保金属试样工作部分裂纹始终处在模拟流动的自然 海水中。因此，该系统的成功设计，可以保证舰船用金属材料在海水(也可以 是其它如江水、盐水等腐蚀溶液)中进行悬臂弯曲这种特殊加载模式下的低周 腐蚀疲劳试验，改变了以往用空气中舰船材料的疲劳性能数据代替海水中疲劳 性能数据进行舰船设计和疲劳寿命校核的现状，为增加舰船的安全、可靠、服 役寿命提供了保障。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的对金属材料进行腐蚀疲劳试验的海水循环系统，其设计方法是建立 了提供驱动海水循环流动的动力源微型水泵、控制进水量大小的水流控制阀、 保证试样裂纹始终处在海水中而又便于清楚观察的双层防漏腐蚀，确保海水始 终干净清洁的过滤箱及若干橡胶导管等，每个环节既相对独立又彼此联系，构 成了确保试样工作部分裂纹始终处在模拟流动自然海水中。

所述的对金属材料进行腐蚀疲劳试验的海水循环系统，主要由海水容器、 微型水泵、橡胶导管、水流控制阀、双层防漏腐蚀装置、试样固定端、试样表 面裂纹端、低周疲劳试验试样端、试样加载端、导管、过滤箱构成，其中海水 容器插入微型水泵，橡胶导管联接微型水泵和水流控制阀并与双层防漏腐蚀装 置联通，在双层防漏腐蚀装置上可以固定试样固定端、试样表面裂纹端、低周 疲劳试验试样端以及实施试样加载端，双层防漏腐蚀装置的另一端再通过导管 与过滤箱联通，经过滤后回至海水容器。

所述的对金属材料进行腐蚀疲劳试验的海水循环系统，其双层防漏腐蚀装 置由内盒、外盒、外盒出水孔、加长螺钉、内盒出水孔、试样贯穿孔、内盒入 水孔、外盒橡胶导管穿越口、胶皮、有机玻璃板构成，其中外盒呈长方形，其 上设置外盒出水孔和外盒橡胶导管穿越口，在外盒上安放呈长方形但比外盒小 的内盒，内盒的正面由两块有机玻璃板中间夹橡胶垫构成，并设置试样贯穿孔， 橡胶垫的贯穿孔要小于有机玻璃的贯穿孔；通过加长螺钉固定在内盒侧面两端， 在内盒侧面两端分别设置出水孔和入水孔，且入水孔高于出水孔。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：