[实用新型]一种塑料耐液体性能规模化实验装置

说明书

本实用新型公开了一种塑料耐液体性能规模化实验装置，包括收纳槽和试管架，收纳槽具有腐蚀腔和恒温腔，腐蚀腔处于中间位置，恒温腔环绕腐蚀腔，腐蚀腔和恒温腔之间具有可传热的隔板，恒温腔内设有恒温系统和可以搅动水的循环系统，试管架安装到腐蚀腔内，试管架上具有若干组圆孔和试样管，试样管的上端设有试样管盖，试样管盖具有若干个穿孔，试样管的下端具有若干穿孔，各试样管盖的高度均低于腐蚀腔的高度，收纳槽的底部与试管架的下端之间设有搅拌装置。该方案能够同时展开多样条、多材料、恒温、多周期、流动状态的材料腐蚀试验，而且能耗低、操作简单、拓展方便。此实用新型用于塑料腐蚀实验装置领域。

技术领域

本实用新型涉及塑料腐蚀实验装置领域，特别是涉及一种塑料耐液体性能规模化实验装置。

背景技术

随着石油化学工业的快速发展，石油深加工技术日益完善，塑料制品种类日趋多样化、产量迅速增加。塑料管以其密度小、耐腐蚀、阻力小、易安装、造价低、节约能源的显著优势得到管道工程界的广泛应用。自20世纪50年代起，发达国家塑料管制造商与管道工程界进行了大量合作，促使塑料管在管道工程中占了重要地位，其材料也以塑料钢的趋势不断发展。我国自20世界60年代开始研制和使用塑料管，80年代塑料管开始在城镇燃气运输中应用。由于我国能源结构调整和清洁能源政策的实施以及城镇化建设的不断推进，天然气的使用量逐年增加，促使塑料燃气管道的应用量不断攀升。2014年我国塑料管道生产为1300万吨，较2013年行业整体增长为7.44％，塑料管道的市场占有率在所有材料管道中的比例为40～50％左右。近几年来，住房城乡建设行业一直是塑料管道的主要应用领域之一，每年塑料管道工程用量大约在300～400万吨，其中市政工程管道约占2/3，建筑工程管道约占1/3，塑料管道在住房城乡建设行业中的累积使用量达到4000万吨左右。在“十三五”发展规划中，塑料管道更是被列为大力推广的产品。因此塑料管道在我国有较好的发展前景。

塑料作为一种耐腐蚀新型材料广泛应用于管道运输及耐腐蚀容器方面，但是塑料并非完全不会腐蚀。金属材料使用过程中的主要失效模式之一的腐蚀失效在塑料应用中同样存在，在复杂的环境及运输介质的共同作用，塑料管道和容器也会受介质的长期腐蚀破坏进而发生失效。塑料的腐蚀形态相对于金属材料有较大差异，金属中常见的腐蚀形态在非金属材料中几乎不存在。因此，塑料的腐蚀机理也相对简单。在材料和环境选择设计合理的条件下，塑料的腐蚀主要分为物理腐蚀和化学腐蚀两大类。

物理腐蚀是塑料管在介质中受到介质分子的作用使塑料部件表面分子松动，原理是介质分子直接接触的表面大分子逐渐松动离开塑料部件表面而进入介质，最终使塑料部件表面松动、厚度减小，这个过程由浅入深，塑料部件的强度逐渐降低，直至塑料部件失效。物理腐蚀过程一般可分为两个阶段进行。第一阶段：塑料在介质中受到介质温度或压力等因素的作用后，介质部分分子变得活跃并“攻击”塑料表面大分子间隙，使塑料的大分子链节松动，呈现塑料表面的溶胀。第二阶段:在介质分子的“攻击”下，塑料表面的大分子被迫“拉下”进入介质，完成腐蚀过程。物理腐蚀并非机械地使塑料表面大分子一层一层脱离塑料本身进入介质，还跟塑料的分子排列结构的有序性程度相关，同时也有可能伴随着化学腐蚀的过程。

化学腐蚀是在介质分子的作用下，塑料的高分子结构被破坏或起化学反应，生成其他物质进入介质而导致塑料制品的物理和化学性质及力学性能发生变化，比如强度降低、寿命减小甚至失效，化学腐蚀主要表现为失重、变色、氧化及分解。化学腐蚀最具代表性的是取代基反应，塑料材料分子结构中侧基官能团受活性介质作用发生氧化、硝化、氯化、磺化等取代反应导致材料耐腐蚀性能下降，材料的力学性能变差。另外塑料分子间交联反应也会导致材料脆化、硬化。

腐蚀失效作为塑料的一种重要失效模式，但其相关研究的基础数据较少，针对塑料件耐不同介质浸泡腐蚀的实验方法与实验装置不够完善。塑料浸泡腐蚀实验应用较为广泛的是GB/T 11547-2008塑料-耐液体化学试剂性能的测定标准。此标准对塑料耐腐蚀浸泡实验所需试液类型与用量、浸泡时间与温度、试样类型、实验步骤以及实验前后试样的尺寸、质量与体积作了详细的规定，并且推荐了浸泡腐蚀实验的实验装置。