[发明专利]一种履带式海水旋转冲刷模拟装置

说明书

本发明公开了一种履带式海水旋转冲刷模拟装置，包括实验水池、海水旋流器、立柱、结构横梁、样品夹持装置及位移控制单元，实验水池底部中间位置设有海水旋流器，海水旋流器通过动力电机驱动，位移控制单元包括左右位移控制单元和上下位移控制单元，左右位移控制单元设置在实验水池相对的两边，左右位移控制单元控制立柱左右移动，立柱上设置有上下位移控制单元，相对的立柱通过结构横梁连接，上下位移控制单元控制结构横梁上下移动，结构横梁下方安装有样品夹持装置，上下位移控制单元、左右位移控制单元及动力电机均与控制系统电性连接。本发明可分阶段自动控制海水的流速及材料在海水中的深度，可同时挂多个不同种类的材料，提高效率。

技术领域

本发明涉及实验测试设备技术领域，尤其是一种履带式海水旋转冲刷模拟装置。

背景技术

在海洋环境中，舰船、海工装备、海底管道在实际服役过程中，往往受到流动海水的作用，容易发生冲刷腐蚀。海水冲刷腐蚀是材料表面与海水流体之间由于高速相对运动而产生的腐蚀或损坏的现象，是冲刷磨损和电化学腐蚀交互作用的结果。海水冲刷与海水腐蚀协同作用，造成的海工装备及材料损伤严重性，远大于冲刷和腐蚀单独作用。冲刷腐蚀是一个十分复杂的过程，影响腐蚀速率的因素有很多，包括海水流速、海水泥沙含量、冲刷角度、海水温度、海水pH值、材料和涂层的耐磨性能、材料和涂层的耐腐蚀性能等。

通常，机械磨损在海水冲刷腐蚀中占主要作用，而电化学腐蚀在海水冲刷腐蚀中也发挥着重要作用。冲刷能加速传质过程，促进腐蚀产物脱离材料表面，并能促进氧化物到达材料表面加速腐蚀反应。同时，冲刷在液固、气固相中的力学作用也将产生磨损破坏，若材料自身未能及时修复则可能会构成腐蚀原电池，进一步加速腐蚀破坏。腐蚀能溶解掉材料表面的加工硬化层，软化材料外层，降低材料的疲劳强度，进一步加剧冲刷的破坏效果，如在材料缺陷等处所出现的局部腐蚀，会造成微湍流的形成。同时，腐蚀也会弱化材料的相界面，如晶界、相界，使材料中耐磨的硬化相裸露，也进一步促进了冲刷破坏。

目前，对于材料和涂层耐海水冲刷腐蚀的评价方法，主要采用加速腐蚀实验以及实海挂片实验等。普通的室内加速腐蚀实验，能较快地对耐腐蚀材料和涂层进行评价，对新材料和新方法的遴选可起到积极作用，但往往与实海测试结果对应性差，很难对材料在复杂海洋环境中的耐腐蚀性能进行准确评定。另一方面，实海挂片实验周期长，而且容易外界各种不可控因素的影响，导致丢失试样，功亏一篑。对于冲刷腐蚀的新测试方法研究、交互作用中各分散量的精确测定、防护措施的开发等，对保障舰船及海工装备的安全运行，具有重大意义。

但是，目前国内直通海水的大尺寸的海水旋转冲刷腐蚀装置的研究，几乎是空白的。因此，亟需设计研制一种新型的大尺寸的海水旋转冲刷腐蚀装置，真实再现外海的腐蚀环境，模拟海洋工程结构、海洋新材料在实际海洋环境中的冲刷腐蚀规律，揭示其腐蚀机理和腐蚀模型，对其耐腐蚀性能和服役寿命进行科学的评估和预测。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种履带式海水旋转冲刷模拟装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种履带式海水旋转冲刷模拟装置，包括实验水池、海水旋流器、立柱、结构横梁、样品夹持装置及位移控制单元，所述实验水池分别与海水管路和泥沙管路连通，所述实验水池底部中间位置设置有海水旋流器，所述海水旋流器通过动力电机驱动，所述立柱位于实验水池四角，所述位移控制单元包括左右位移控制单元和上下位移控制单元，所述左右位移控制单元设置在实验水池相对的两边，所述左右位移控制单元控制立柱左右移动，所述立柱上设置有上下位移控制单元，相对的所述立柱通过结构横梁连接，所述上下位移控制单元控制结构横梁上下移动，所述结构横梁下方安装有样品夹持装置，所述上下位移控制单元、左右位移控制单元及动力电机均与控制系统电性连接。

上述的一种履带式海水旋转冲刷模拟装置，所述海水旋流器周向均布有平衡管路，所述平衡管路设置有6个。