[实用新型]一种模拟深海环境的老化试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟深海环境的老化试验装置，包含有一配海水箱，该配水箱用于盛装已调制好的海水溶液，一海水温度调节控制系统，用于产生不同温度海水以模拟不同深度的海洋温度，一高压试验容器，用于产生不同深度的海水压力以模拟各种深海环境，以及一套老化试验控制系统的软硬件配置。 

背景技术

海洋不仅是拥有着丰富资源的宝库，还是人类生存与发展不可缺少的空间环境。21世纪以来，各国都非常重视海洋资源开发利用，我国是一个人口众多，资源相对紧缺的国家，尤其人均资源占有量更是大大低于世界平均水平。然而我国拥有近300万平方公里的管辖海域，大陆海岸线长达1.8万公里，6500多个岛屿的岸线长1.4万公里。开发海洋资源，发展沿海经济，对我国经济建设和社会发展具有重大战略意义。 

海洋资源的开发和利用离不开海上基础设施的建设，船舶、港口设施及跨海大桥等海洋工程结构使用大量的材料设备，而且投入量在逐年增加。由于海洋苛刻的自然环境，材料结构的腐蚀、溶解、溶胀不可避免。金属材料一旦发生海水腐蚀不仅影响材料的外观，其机械性能将发生变化，丧失应有的强度、硬度和韧性，直至材料完全失效结构发生破坏。非金属材料表面和海水介质接触后，海水溶液会逐渐扩散到材料内部，材料表面和内部都可能产生一系列变化，如橡胶和塑料受溶剂作用后可能全部或部分溶解或溶胀，溶液浸入材料内部后可引起溶胀或增重，表面会发生起泡、变粗糙、变色，内部发生功能减弱或丧失；高分子有机物受海水介质作用可能发生分解。据统计，船体大约90％的破坏归因于材料功能丧失，材料在海洋环境中的浸泡、腐蚀失效数据积累及试验研究一直受到各国的重视。因此，针对材料的深海浸泡、腐蚀行为和材料功能失效机理研究开展一些有益探索工作，为海洋工程的设计、选材、防护及新材料开发提供依据，具有十分重要的现实意义。 

实海环境下研究不同材料深海浸泡、腐蚀行为和探索材料在海洋环境下老化失效机理更加客观、真实，但由于实海环境影响因素复杂多变，在此情况下开展相关试验研究往往难以长时间持续进行，同时由于实海环境恶劣，不利于相关科研活动深入开展，而研制一套模拟实海环境的深海老化试验系统，在实验室内模拟出不同深度海洋压力、不同海洋温度下的海水环境，有助于长时间、持续、纵深开展深海环境老化试验研究工作，这将为实海环境中使用的生产设备设计和维护提供客观数据，为研究材料的深海环境老化过程和材料功能失效机理，进一步改善材料性能、提高材料质量提供科学依据。 

发明内容

本实用新型的目的是：设计开发一种模拟深海环境的老化试验装置，在实验室内模拟不同气候条 件下的深海海洋环境，为研究材料在深海环境下浸泡、腐蚀行为和探索材料在深海环境下老化失效机理提供试验环境。 

为了实现上述目的，本实用新型发明采用以下技术予以实现：一种模拟深海环境的老化试验装置包括配海水箱、高压试验容器、进水管道、增压管道、溢压管道、排水管道以及电气控制柜；配海水箱内部装有自动搅拌装置；配海水箱下方设置有一通过一组支撑架联接的高压试验容器；高压试验容器的外形结构制成圆筒形增强其抗压能力，高压试验容器表面开有对称分布的四个视镜，高压试验容器表面中间位置开有一用于装卸试件的人孔，高压试验容器内部装有两组换热管道，换热管的外表面制成螺纹状以增大换热面积，高压试验容器一侧外接与换热管道配合压缩机组；进水管道和进水阀安装于配海水箱与高压试验容器之间；增压管道位于配海水箱一侧，增压管道中设置有高压泵和单向阀；溢压管道位于配海水箱另一侧，溢压管道中设置有溢压阀；抽水管道位于配海水箱中间侧，抽水管道中设置有抽水泵和抽水阀；排水管道位于配海水箱底部一侧，排水管道中设置有排水阀；电气控制柜由触摸控制屏、电源接头、PLC控制器、电源总开关构成，PLC控制器与高压试验容器内部的压力传感器、温度传感器以及进水阀、高压泵、抽水阀、溢压阀、排水阀是电连接。 

本实用新型的结构可分为配海水箱、高压试验容器、水温调节装置和PLC控制器，配海水箱用于调制试验用海水溶液，通过PLC控制进水控制阀门给高压试验容器装海水溶液；高压试验容器利用高压泵实现对其增压，压力调节由溢压阀完成；水温调节由压缩机组、换热管路通过PLC控制完成，换热管；高压试验结束时，由抽水泵将高压容器内的海水溶液抽进配海水箱，然后经配海水箱下部的排水管路排净；增压过程、水温调节和排水过程都由PLC协调处理。