[发明专利]干湿循环紫外光照自动腐蚀试验箱及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种腐蚀试验装置及方法，具体是模拟海洋环境中潮汐区内有机材料的劣化的试验箱及试验方法，广泛应用于有机涂层的防护性能评价和其他有机材料的寿命评估。

背景技术

海洋环境具有湿度大、温度高、腐蚀介质浓度高、紫外照射强等特征，且各环境条件变化频繁，因而各种材料腐蚀劣化较快，尤其是有机材料在海洋环境下的劣化失效尤为迅速。位于海洋潮汐区内的有机材料在干湿交替和强紫外光照射的双重作用下迅速失效，因此掌握潮汐区内有机材料的劣化规律、分析各种有机材料在潮汐区的失效特征具有重要意义。然而，潮汐区的现场腐蚀试验除受地理位置、现场条件等限制外，其实验周期较长且腐蚀数据和结果采集困难。因此，通常在实验室开展模拟潮汐区的腐蚀试验研究，而当前的模拟潮汐区环境多数是单纯的干湿交替，鲜有将干湿交替和紫外照射相结合起来考虑。仅有的将干湿交替和紫外照射相结合的模拟试验装置，其主要由升降螺杆、悬挂式试样挂架、紫外光源、实验箱体等组成，该试验装置通过转动升降螺杆将腐蚀试样浸泡于溶液或将其从溶液中取出以实现干湿交替，通过手动开启紫外光源以实现干湿交替和紫外照射，该试验装置操作过程全部为手动控制，因而获得的腐蚀参数误差较大，实验耗费大量人力，且实验操作人员容易受紫外光照辐射伤害。此外，其中的悬挂式试样挂架要求在腐蚀试样打孔以便将其悬挂在试样挂架上，而试样孔径处往往在腐蚀试验中优先腐蚀进而干扰实验结果。

发明内容

为解决潮汐区现场腐蚀试验周期长、腐蚀结果和数据采集困难，而现有的模拟试验装置不能精确控制相关参数、耗费大量人力等问题，本发明提出一种集合干湿交替和紫外光照射的自动腐蚀试验箱及试验方法，通过可编程控制器实现紫外光源、温度、干湿循环周期等相关腐蚀参数的精确自动控制。

为实现以上目的，本发明干湿循环紫外光照自动腐蚀试验箱采用以下技术方案：腐蚀试验箱最外部是一个箱体，箱体下部分是方形的溶液浸泡区域、上部分是方形的干燥和紫外光光照区域，溶液浸泡区域中装有腐蚀性溶液，干燥和紫外光照区域的左右两边向外突出；箱体内部设置平行紫外光源系统、调节式试样挂架和温度探测系统，有两个平行紫外光源系统在箱体上部分向外突出的左右内壁上面对面地相互平行设置，温度探测系统位于其中一个平行紫外光源系统的上方；箱体外的顶面正中间位置设有电动提升装置，电动提升装置正下方钢性连接调节式试样挂架，调节式试样挂架上装有腐蚀试样；箱体顶面上还设置排风冷却系统和总控制系统；总控制系统通过控制线分别连接平行紫外光源系统、电动提升装置和排风冷却系统，总控制系统通过数据线连接温度探测系统。

进一步地，调节式试样挂架由调节螺栓和两个相同的试样台架组成，两个试样台架一左一右布置且通过调节螺栓连接；每个试样台架具有调节式试样挂架支撑杆、试样支座和横向支撑杆，有多个调节式试样挂架支撑杆的上端和下端各固定连接一个水平的横向支撑杆，在每个调节式试样挂架支撑杆上由上至下固定设置多个试样支座，腐蚀试样装在试样支座上。

本发明干湿循环紫外光照自动腐蚀试验箱的试验方法采用以下技术方案：其特征是包括以下步骤：

1）控制系统控制电动提升装置工作，带动调节式试样挂架和腐蚀试样下降至浸泡于腐蚀性溶液，到达设定的浸泡时间后，电动提升装置带动调节式试样挂架提出溶液并上升至箱体的上部分，使腐蚀试样与平行紫外光源系统的高度相等；总控制系统控制平行紫外光源系统和温度探测系统启动，对腐蚀试样进行紫外光照；

2）当温度探测系统检测到箱体内的温度超过设定的实验温度时，总控制系统控制排风冷却系统开启；当温度探测系统检测到箱体内的温度低于实验温度时，排风冷却系统关闭；当紫外光照时间达到设定时间，总控制系统控制平行紫外光源系统和温度探测系统均关闭，完成一次干湿交替和紫外光照循环实验；

3）重复步骤1）至2）直至完成设定的干湿交替和紫外光照循环次数；总控制系统控制电动提升装置、平行紫外光源系统、温度探测系统和排风冷却系统均关闭。

4）取下调节式试样挂架上的腐蚀试样，打开箱体底部锥形溶液导流口排出腐蚀溶液。

本发明采用上述技术方案后具有的有益效果是：

1、本发明集干湿循环和紫外光照为一体，实现干湿循环和紫外光照的自动交替试验，可模拟有机材料在海洋潮汐区的腐蚀和失效，可对干湿交替周期、紫外光照时间、温度等参数进行精确控制，便于准确掌握腐蚀因素与材料劣化规律间的关联，同时节约大量人力、物力资源，降低实验成本且提高了实验效率。