[发明专利]一种沿海大气腐蚀加速试验装置和方法

说明书

本发明属于海洋大气腐蚀试验技术领域，具体涉及一种沿海大气腐蚀加速试验装置和方法，在室外环境下，依据模拟地域自然大气环境，通过自动化控制，周期性调控盐雾喷洒量和光照类型与频次，通过双因素加速材料在沿海大气环境下的腐蚀、老化速率，加速结果与长期户外暴露试验具有较好的一致性，可控性较好，加速腐蚀与室外自然暴露试验具有一定的对比性，其加速试验结果能够广泛应用于沿海环境典型船舶材料、海洋工程设施金属材料、涂层材料等的加速腐蚀预测和腐蚀防护设计，从而为材料的腐蚀防护提供设计依据，具有显著的经济效益和行业发展推动作用。

技术领域：

本发明属于海洋大气腐蚀试验技术领域，具体涉及一种沿海大气腐蚀加速试验装置和方法，广泛应用于沿海环境典型船舶材料、海洋工程设施金属材料、涂层材料等的加速腐蚀预测。

背景技术：

大气腐蚀是材料的一种重要腐蚀形式，特别是沿海地区，金属材料的大气腐蚀格外严重。大气暴露试验周期长，多则达到几十年，对于新材料的评价、筛选十分不利。因而建立一种准确的短期加速试验来模拟户外长期暴露试验结果，进而为材料防护设计提供技术支撑，就显得尤为重要。目前，大气暴露短期加速试验方法有多种，主要包括湿热试验法、盐雾试验法、周期喷雾法和多因子循环复合法等，一般是在室内进行的，一定程度上加速了材料腐蚀，推动了行业技术的发展，但是，室内环境规避了大气中有害污染物质、有害气体等条件的影响，试验结果与实际大气腐蚀相差较大。例如，日本三菱重工公司根据试验地区采用不同腐蚀介质，附加紫外线照射，通过湿热试验法模拟加速金属材料腐蚀，对沿海清洁地区，介质中去掉了二氧化硫，对内地工业区，去掉了氯化钠。大量的试验结果表明上述加速试验方法具有显著的加速性，但腐蚀产物往往与大气暴露试验不一致。

现有技术中大气腐蚀加速性试验核心问题是加速试验与大气暴露试验相关性较差，室内加速性试验更注重温度、湿度、介质种类和浓度以及紫外线等单项因素的影响，对模拟区域大气特征还原度较低，导致模拟试验腐蚀产物尤其是初期腐蚀产物很难一致。而初期腐蚀产物的形成、类型和结构对大气腐蚀后继的发展有关键的作用，采用户外加速腐蚀试验是解决这一问题的有效途径之一。例如，中国专利201610525908.3公开的一种大气腐蚀加速试验方法，包括如下步骤：(1)首先设计一种加速试验装置，该试验装置包括机体、试验挂架、挂架升降装置和控制器，机体包括支撑架、设置在支架下部的储水箱、设置在支架上端的遮雨板和进水排水机构；(2)将试样线切割成矩形尺寸后，按要求用砂纸打磨后，固定于试验挂架上，试样的四个角分别用PVC板和紧固螺丝固定；以防止试样与挂样架接触，以避免电偶腐蚀对加速过程产生影响；(3)在室外环境下进行加速腐蚀试验，具体是接通电源，控制器先控制进水排水机构工作，向储水箱中注满海水；然后进行干—湿循环的腐蚀试验，干—湿循环的腐蚀试验的一个流程为：控制器控制挂架升降装置将试验挂架放入储水箱中，且浸没在海水中，浸没时间为T1；然后试验挂架上升在空气中干燥，干燥时间为T2；(4)重复干—湿循环的腐蚀试验的流程，直至规定的试验周期，完成加速试验，取样分析腐蚀情况。中国专利200420055860.7公开的一种户外大气腐蚀加速试验装置，包括暴露架，配有由水泵和水槽，净水器及带喷头的出水管构成雾化设备，所述水泵与喷雾自动控制装置电连接，其入水管通至水槽底部，水泵的出水管路分为两路，一路经出水管接喷头，另一路作为回水经阀门进入水槽；水槽通过管路和净水器连接在一起，水槽下部设有排水口，上部设有溢流口，净水器设有入水口、出水口，其入水口与自来水管路连接。户外加速腐蚀试验通常采用淡水喷雾或海水周期沉浸，且控制条件单一，加速较慢，应用环境有限。因此，研发设计一种沿海大气腐蚀加速试验装置和方法，为材料的腐蚀防护提供设计依据，具有显著的经济效益和行业发展推动作用。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种沿海大气腐蚀加速试验装置和方法，在室外环境下，模拟大气环境，周期性喷洒盐雾和加强光照强度，加速材料在沿海大气环境下的腐蚀速率，为材料的腐蚀防护提供设计依据。