[发明专利]一种用于加载过程的多参数可调控电解池装置

说明书

技术领域：

本发明属于腐蚀技术领域，涉及一种对金属材料在特殊、复杂溶液体系中的拉伸、疲劳情况进行原位电化学测量的电解池设备，特别是一种用于加载过程的多参数可调控电解池装置。

背景技术：

金属材料在腐蚀环境中受到应力或交变应力作用就会发生应力腐蚀或腐蚀疲劳，海洋结构工程中任何受到应力或交变应力的构件都可能遭受到应力腐蚀或腐蚀疲劳破坏，尤其是受到阴极保护的金属材料或构件，其应力腐蚀或腐蚀疲劳的敏感性更强，这些腐蚀破坏将给国民经济带来重大经济损失，研究应力和交变应力作用下金属材料和构件的腐蚀行为尤为迫切。早在上世纪70年代，美国的《疲劳测试手册》中就有轴向加载试样与水介质试验容器联合使用进行金属材料腐蚀介质下疲劳寿命测试的描述；C.E.贾斯克等等所著《海洋工程中金属的腐蚀疲劳》提到应当控制腐蚀介质的温度、溶解氧含量、pH值、压力和试样的极化电位，并介绍了与疲劳机和拉伸机联合使用可以对试样施加阴极极化的腐蚀试验装置。国内也有人发明了可以与疲劳或拉伸机联合使用的腐蚀装置，用于控制腐蚀介质的温度和浓度；如申请号为200810146899.2的发明专利“一种在腐蚀疲劳过程中实现控温控湿设备”通过将试样腐蚀段密封于尺寸合适密封性好留有介质循环进出口的腐蚀箱内，再将试样固定在拉伸机或疲劳机上，实现了疲劳或拉伸的同时，利用介质的循环流动实现金属材料腐蚀部位处于恒定的温度和介质浓度，使实验室模拟金属构件加载时在各种不同腐蚀气氛中的腐蚀疲劳和应力腐蚀试验成为可能；申请号为200810012951.5的发明专利“在加载过程中实现同步干湿交替加速腐蚀的设备及其应用”解决了试样受应力作用同时受到干湿交替，且处于一定湿度、温度范围时金属构件性能的评定，即载荷及大气腐蚀同时作用环境下金属构件的性能试验评定方法；但是以上两个专利提到的装置都不适合用于水介质中的应力腐蚀和腐蚀疲劳试验；申请号为200810049624.7的发明专利“一种对金属材料进行腐蚀疲劳试验的海水循环系统”，可实现循环海水中的低周腐蚀疲劳试验，解决了腐蚀疲劳试验中水介质的循环问题，但是仅局限于悬臂弯曲试样；申请号为200810167021.7的发明专利“一种腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率试验环境装置”，可实现C(T)试样在水介质中的裂纹扩展试验，解决了水介质中应变规腐蚀问题，但是也仅局限于C(T)试样一种试样。申请号为200810249619.0的发明专利“一种电化学原位测量的电解池装置”中解决了三点弯曲试样在疲劳裂纹扩展速率试验中应变规腐蚀问题和电化学测量问题，但是仅限于三点弯曲试样。综上所述，在腐蚀疲劳和应力腐蚀过程中，目前还没有一种装置既能够解决水介质循环以及腐蚀溶液盐度、温度、溶解氧含量、pH值和试样极化电位等多参数调控问题，也能实现试样原位电化学测量，为评定复杂多变溶液体系中金属材料和构件的腐蚀疲劳和应力腐蚀性能，在加载过程中能够实现腐蚀溶液的盐度、温度、溶解氧含量、pH值和试样的极化电位等多参数可调控的腐蚀槽兼电解池装置研制显得非常迫切。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种能同时调节腐蚀溶液中盐度、pH值、温度和溶氧量的电解池装置，配合拉伸机或疲劳机实现不同腐蚀溶液体系中的应力腐蚀或腐蚀疲劳试验，为应力或交变应力条件下金属材料的耐蚀性评价提供可靠手段；在试样加载过程中对腐蚀介质参数和试样极化电位进行自动调控的电解池装置或腐蚀试验槽，能够通过腐蚀介质盐度、温度、溶氧量和pH值等参数的自动调节以及极化电位的控制，实现金属材料在可控腐蚀条件下的应力腐蚀和腐蚀疲劳试验，通过三电极体系，实现外加应力或应力交变条件下试样腐蚀过程的电化学原位测量，为复杂条件下金属材料腐蚀过程的可控测量提供设备。