[发明专利]一种模拟环境交变的腐蚀试验装置

说明书

技术领域：

本发明属于腐蚀技术领域，涉及一种金属材料在加载过程中进行环境交变的控制的腐蚀装置，能单独用于腐蚀模拟试验中试样所处腐蚀环境参数的控制，特别是一种模拟环境交变的腐蚀试验装置。

背景技术：

随着深海工程技术的快速发展，材料在深海环境下的腐蚀行为称为材料及腐蚀研究人员所极为关注的问题,深海环境的海水含氧量、温度、pH值、流速和压力等因素发生了较大变化，蛟龙号深潜器和水下机器人等深海工程装备在作业过程将经历从深海到浅海、浅海到深海的过程，这种深浅海海水环境因素的交变将影响材料及结构件腐蚀行为的变化，而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，这些腐蚀破坏将给国民经济带来重大经济损失，因此研究材料及构件，尤其是受力构件在交变环境下的腐蚀行为较为迫切。早在上世纪，国外研究者就已经提出了与疲劳机和拉伸机联合使用的腐蚀试验装置，此装置可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，但是不能实现环境交变的控制；国内也有相关发明，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”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，可以实现不同腐蚀气氛中的腐蚀疲劳和应力腐蚀试验；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”公开了受应力试样在干湿交替、且处于一定湿度、温度环境的性能评定设备；但是以上两个专利提到的装置都不适合用于水溶液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”实现了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，且不能够控制海水环境因素；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”（200810167021.7）和“一种电化学原位测量的电解池装置”（200810249619.0）分别实现了C(T)和三点弯曲试样在水介质中的裂纹扩展试验，但是未提到环境参数的调控；发明专利“一种为腐蚀疲劳试验提供模拟海洋环境的控制装置”（200910012789.1）可以实现材料在模拟流动海水区、潮差区、浪花飞溅区环境下的腐蚀疲劳试验，该专利采用盐度、pH值、温度等因素恒定的人工海水循环系统，不能实现环境因素的可调；发明专利“一种用于加载过程的多参数可调控电解池装置”(201110358029.3)可控制腐蚀溶液的温度、溶解氧含量、pH值和试样的极化电位，但是无法实现深浅海环境交变的控制。综上所述，在腐蚀疲劳和应力腐蚀过程中，目前尚未有能够实现材料及构件腐蚀疲劳及应力腐蚀过程中的深浅海环境交变条件的模拟装置，评定金属材料和构件深浅海环境交变过程的腐蚀疲劳和应力腐蚀性能，因此提供一种模拟深浅海环境交变条件的腐蚀试验装置十分重要。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种模拟海水环境因素交变的腐蚀试验装置，配合拉伸机或疲劳机实现环境交变条件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深海环境的耐蚀性评价提供可靠手段，为深海装备的设计选材提供理论依据。