一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，属于冶金行业金属材料腐蚀疲劳测试设备技术领域。技术方案是：环境箱（9）的顶部设有环境箱上盖（2），环境箱（9）的底部设有套管（12），套管（12）设有外螺纹，橡胶塞固定螺母（11）螺纹连接在套管（12）上，橡胶塞（10）和环境箱上盖（2）上分别设有孔；可控流量蠕动泵（7）通过进水管与环境箱（9）的进水口（8）连接，溶液储存容器（13）通过回水管与环境箱（9）的出水口（3）连接，回水管上设有过滤单元（4），所述溶液储存容器（13）内设有恒温单元（5）和pH值检测计（6）。本实用新型的有益效果是：密封性好；可实现流量、温度、pH值等关键参数的实时监测。

主设计要求

1.一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，其特征在于：包含环境箱上盖（2）、出水口（3）、过滤单元（4）、恒温单元（5）、pH值检测计（6）、可控流量蠕动泵（7）、进水口（8）、环境箱（9）、橡胶塞（10）、橡胶塞固定螺母（11）、套管（12）和溶液储存容器（13），环境箱（9）的顶部设有环境箱上盖（2），环境箱（9）的底部设有与环境箱（9）连通的套管（12），所述套管（12）与环境箱（9）成一体结构，套管（12）设有外螺纹，橡胶塞固定螺母（11）螺纹连接在套管（12）上，橡胶塞（10）塞在套管（12）内，橡胶塞（10）和环境箱上盖（2）上分别设有与试样相配合的孔；所述环境箱（9）设有进水口（8）和出水口（3），可控流量蠕动泵（7）通过进水管与环境箱（9）的进水口（8）连接，溶液储存容器（13）通过回水管与环境箱（9）的出水口（3）连接，回水管上设有过滤单元（4），所述溶液储存容器（13）内设有恒温单元（5）和pH值检测计（6）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，其特征在于：所述橡胶塞（10）和环境箱上盖（2）上的孔的中心线重合。

3.根据权利要求1所述的一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，其特征在于：所述环境箱（9）为耐酸碱透明材质制成的圆柱形式容器，溶液储存容器（13）为耐腐蚀容器。

4.根据权利要求1所述的一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，其特征在于：所述环境箱（9）的进水口（8）设置在环境箱（9）的下部，环境箱（9）的出水口（3）设置在环境箱（9）的上部。

5.根据权利要求1所述的一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，其特征在于：所述溶液储存容器（13）内的恒温单元（5）包含加热装置、循环泵、温度计和耐腐蚀导管，耐腐蚀导管的一端与可控流量蠕动泵（7）连接，耐腐蚀导管的另一端与循环泵连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，属于冶金行业金属材料腐蚀疲劳测试设备技术领域。

背景技术

金属材料腐蚀和疲劳双重作用是工程结构材料的主要失效模式，尤其在航空航天、海洋工程、核电等领域表现更为明显，金属材料在环境工况条件下的性能评估也越来越受到行业内重视，传统的腐蚀、疲劳单项评估已不能满足需求，腐蚀环境下疲劳性能测试愈发重要。

金属材料腐蚀疲劳试验的关键点在于腐蚀环境的准确模拟。目前，国内外已公开的用于腐蚀疲劳测试的环境模拟装置较多，主要存在腐蚀液易泄漏、试验参数不能实时监测等问题，影响试验结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，密封性好，可实现流量、温度和pH值等关键参数的实时监测和调整，提高试验结果的准确性，解决背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，包含环境箱上盖、出水口、过滤单元、恒温单元、pH值检测计、可控流量蠕动泵、进水口、环境箱、橡胶塞、橡胶塞固定螺母、套管和溶液储存容器，环境箱的顶部设有环境箱上盖，环境箱的底部设有与环境箱连通的套管，所述套管与环境箱成一体结构，套管设有外螺纹，橡胶塞固定螺母螺纹连接在套管上，橡胶塞塞在套管内，橡胶塞和环境箱上盖上分别设有与试样相配合的孔；所述环境箱设有进水口和出水口，可控流量蠕动泵通过进水管与环境箱的进水口连接，溶液储存容器通过回水管与环境箱的出水口连接，回水管上设有过滤单元，所述溶液储存容器内设有恒温单元和pH值检测计。

所述橡胶塞和环境箱上盖上的孔的中心线重合。

所述环境箱为耐酸碱透明材质制成的圆柱形式容器，溶液储存容器为耐腐蚀容器。

所述环境箱的进水口设置在环境箱的下部，环境箱的出水口设置在环境箱的上部。

所述溶液储存容器内的恒温单元包含加热装置、循环泵、温度计和耐腐蚀导管，耐腐蚀导管的一端与可控流量蠕动泵连接，耐腐蚀导管的另一端与循环泵连接。

所述可控流量蠕动泵、恒温单元中的加热装置以及回水管中的过滤单元均为本领域公知技术，其中可控流量蠕动泵具有流量调节功能，其主要作用为溶液提供循环动力；恒温单元中的加热装置主要用于加热溶液储存容器中的溶液，使溶液保持一定的恒温；回水管中的过滤单元的主要作用确保流入溶液储存容器的液体具有良好的洁净度。

采用本实用新型，具体试验过程如下：

①按照国家标准加工试样，并对试样进行表面抛光处理；

②将上述试样放置在盛有丙酮的超声波容器中，清洗10-15分钟后，将试样表面吹扫干净；

③将试样的两端分别固定在环境箱上盖和橡胶塞的孔中，并在试样和橡胶塞之间以及橡胶塞与套管之间涂抹硅胶进行密封；

④将套管上的橡胶塞固定螺母拧紧；

⑤将试样的两端安装在疲劳试验机上；

⑥在溶液储存容器中加入腐蚀液，所述腐蚀液中盐度的质量百分比为3.34%；腐蚀液的比重为1.02-1.04，pH为7.8-8.5，温度为30-42℃；

⑦启动可控流量蠕动泵和疲劳试验机，按照国家标准开始对试样进行腐蚀疲劳试验，直到试验结束。

本实用新型的有益效果是：试样与环境箱之间通过橡胶塞、橡胶塞固定螺母以及硅胶进行多次防漏密封，密封性好。可控流量蠕动泵既提供液体循环动力，又具有流量调节功能；整个系统可实现流量、温度、pH值等关键参数的实时监测，便于试验中根据实际情况实时进行调整，使试验过程更加符合标准要求。

附图说明

图1为本实用新型局部示意图；

图2为本实用新型剖视图；

图中：试样1、环境箱上盖2、出水口3、过滤单元4、恒温单元5、pH值检测计6、可控流量蠕动泵7、液体流向调节按钮7-1、液体流量调节按钮7-2、进水口8、环境箱9、橡胶塞10、橡胶塞固定螺母11、套管12、溶液储存容器13。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。

参照附图1、2，一种用于金属材料腐蚀疲劳试验的环境装置，包含环境箱上盖2、出水口3、过滤单元4、恒温单元5、pH值检测计6、可控流量蠕动泵7、进水口8、环境箱9、橡胶塞10、橡胶塞固定螺母11、套管12和溶液储存容器13，环境箱9的顶部设有环境箱上盖2，环境箱9的底部设有与环境箱9连通的套管12，所述套管12与环境箱9成一体结构，套管12设有外螺纹，橡胶塞固定螺母11螺纹连接在套管12上，橡胶塞10塞在套管12内，橡胶塞10和环境箱上盖2上分别设有与试样相配合的孔；所述环境箱9设有进水口8和出水口3，可控流量蠕动泵7通过进水管与环境箱9的进水口8连接，溶液储存容器13通过回水管与环境箱9的出水口3连接，回水管上设有过滤单元4，所述溶液储存容器13内设有恒温单元5和pH值检测计6。

在本实施例中，参照附图1、2，环境箱9为耐酸碱透明材质制成的圆柱形式容器，溶液储存容器13为耐腐蚀容器。环境箱9的进水口8设置在环境箱9的下部，环境箱9的出水口3设置在环境箱9的上部。橡胶塞10和环境箱上盖2上的孔的中心线重合。

可控流量蠕动泵7具有流向调节和流量调节的作用，通过橡胶管与环境箱9的进水口8相连接；过滤单元4通过橡胶管与环境箱9的出水口3相连接。溶液pH检测计6和恒温单元5安装在溶液储存容器13中。过滤单元4安装在回水管路上，确保流入溶液储存容器13的液体具有良好的洁净度。溶液储存容器13内的恒温单元5包含加热装置、循环泵、温度计和耐腐蚀导管，耐腐蚀导管的一端与可控流量蠕动泵7连接，耐腐蚀导管的另一端与循环泵连接。

溶液的流经途径为;溶液储存容器13→可控流量蠕动泵7→进水管→环境箱9→回水管→过滤单元4→溶液储存容器13。

试样的加工制作：腐蚀疲劳试样的加工处理较为关键，试样加工严格执行GB\/T20120.0-2006的要求，加工成哑铃型圆棒，试样尺寸为Φ5mm-Φ18mm，并进行表面抛光处理。试验前，先进行去油污处理，并利用丙酮在超声波容器中清洗10-15分钟后用电吹风吹干试样表面即可。

溶液储存容器13中的腐蚀液：海水成分配比，盐度质量百分比为3.34%，比重为1.02-1.04，pH为7.8-8.5，温度为30-42℃。

试验时，将试样1的上端固定在环境箱上盖2的孔中，将试样1的下端穿过橡胶塞10中的孔，并将试样1与橡胶塞10的整体塞进环境箱9的套管12内，橡胶塞10与环境箱9底部的套管12通过挤压实现一次防漏功能。橡胶塞固定螺母11通过拧紧在环境箱9的套管12上，实现二次防漏，试样1与橡胶塞10之间以及橡胶塞10与套管12之间均涂抹704硅胶密封，最后，将试样的两端安装在疲劳试验机上，并按照国家标准进行疲劳试验即可。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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