[实用新型]一种罐底板应力腐蚀在线声发射-电化学联合实验装置

说明书

本实用新型公开了一种罐底板应力腐蚀在线声发射‑电化学联合实验装置，包括液压装置、荷载传感器、加载刀、三点弯曲装置、声发射传感器、金属试件、腐蚀溶液、有机玻璃电解池、缓震橡胶垫、护卫传感器和三电极系统。荷载传感器设置于液压装置下方测量加载至金属试件上的载荷，试件放置于三点弯曲支座上，在载荷作用下保持恒定变形。三电极系统与电化学工作站相连接，提供一个恒电位进行极化。传感器通过配套的磁性夹具固定在试件的背面，并良好耦合，再与声发射仪AMSY‑5相连接，来实时监测来自试件应力腐蚀声发射信号。本实用新型可用于恒定载荷下金属试件应力腐蚀在线检测，同步采集电化学腐蚀参数和声发射腐蚀信号，且方便拆装清洗，可重复使用。

技术领域

本实用新型涉及实验设备技术领域，尤其涉及一种罐底板应力腐蚀在线声发射-电化学联合实验装置。

背景技术

常压储罐底板的腐蚀除了表现为大面积均匀腐蚀和局部点蚀基本形式外，通常底板由于各种应力，如局部外载荷引起的工作应力、焊缝残余应力、温度应力以及腐蚀产物层内应力等，与腐蚀介质的共同作用，还在特殊部位出现应力腐蚀，如底圈罐壁板与罐底边缘板的大角焊缝处，中幅板焊缝处，浮顶立柱与罐底板接触部位等。应力和腐蚀介质的共同作用并不是简单的叠加作用，而是一个相互促进的过程，这两个因素的协同作用远远超过单个因素作用后简单加和的作用，能够使罐底在这些特殊部位发生严重的应力腐蚀。

通常材料表面受破坏很小，但是一些微小的裂纹已贯穿到材料的内部，但这种细裂纹常规方法很难检测得到，且其破坏性很难预测，往往在整体材料全面腐蚀很小的情况下发生不可预料的突然开裂。通过声发射监测其内部微裂纹的形成、扩展直至开裂的腐蚀动态信息，是分析应力腐蚀机理的一个重要途径。

因此，通过建立实验室声发射-电化学联合测试装置，并结合恒应变应力腐蚀试验，采用预先切口的底板钢试件，在酸性氯化钠溶液中研究底板钢应力腐蚀开裂过程产生的声发射信号特征。结合声发射特性参数分析、频谱分析和小波分析方法，探讨底板钢应力腐蚀开裂声发射信号的规律，提取信号特性参数值(或范围)和频谱特征，为储罐底板腐蚀特征识别奠定基础。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种罐底板应力腐蚀在线声发射-电化学联合实验装置，通过声发射传感器根据金属试件应力腐蚀的状况实时调整所施加载荷的大小，使装置能够保证应力腐蚀特征的准确性并可方便拆装清洗。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种罐底板应力腐蚀在线声发射-电化学联合实验装置，包括液压装置、荷载传感器、加载刀、三点弯曲支座、声发射传感器、有机玻璃电解池和三电极系统。所述液压装置位于实验装置正上方用于施加载荷，来控制试件保持恒定变形。所述荷载传感器位于液压装置正下方，与YE2538A 程控静态应变仪测力通道相连接，用于传输所述施加载荷的大小，所述加载刀底端为光滑三角形状，紧贴试件V形切口背面，用于给试件加压，所述三点弯曲支座用于构成恒应变力腐蚀试验系统，所述声发射传感器通过配套的磁性夹具固定在试件的背面，并良好耦合，与声发射仪AMSY-5相连接，实时监测来自试件应力腐蚀声发射信号。所述有机玻璃电解池用于盛放腐蚀溶液，所述三电极系统与电化学工作站2273相连接，来提供一个恒电位进行极化。

优选地，还包括缓震橡胶垫，所述缓震橡胶垫设置于所述三点弯曲装置下方。

优选地，还包括护卫传感器，所述护卫传感器放置于地面，与声发射仪相连接，用于过滤周围的干扰信号。

优选地，所述金属试件采用线切割加工成矩形模块，试件正中间预先切割成V形切口，除切口外，其他各表面均采用环氧树脂严格密封，只在试件背面留下两个直径30mm对称的圆形裸露区域，以便声发射传感器与试件表面良好耦合，且在一侧边角焊接导线。

优选地，所述金属试件V形切口应进行反复清洗，特别是切口尖端的清洗，应确保尖端没有任何杂质残留，没有机械性开裂，然后采用丙酮除脂，用无水乙醇擦拭后放入干燥器。