不锈钢材料晶间腐蚀全自动试验仪的制作方法

本发明涉及航空用不锈钢材料理化检测领域，具体为一种不锈钢材料晶间腐蚀全自动试验仪，用于航空电源及发动机点火装置零部件所用关键不锈钢材料晶间腐蚀试验。

背景技术：

不锈钢材料晶间腐蚀试验是进行不锈钢材料理化检测的重要试验。

目前不锈钢材料晶间腐蚀试验的试验设备主要由调温电炉、磨口锥形烧瓶，蛇形冷凝管组成。不锈钢试样经过处理后，将试样和腐蚀溶液一起放入磨口锥形烧瓶中，用调温电炉加热，保证其沸腾并保持一定的时间(按材料技术标准要求执行)。采用橡胶瓶塞封住三角烧瓶，并在瓶塞中间插入一支通有循环水的蛇形冷凝管，使蒸汽得以冷却回流。

目前的试验必须在通电通水的情况之下进行，试验时人员不能长时间离开，以防止试验过程中出现意外情况。同时，现有设备为全人工操作，试验过程各组成部件之间独立工作，不具有兼容性和安全防护性，构造较为简单。腐蚀过程中循环水不能中断，断电、断水或浸蚀完成后不能自动停止加热并记录试验时间，需要操作人员值班，记录时间，巡视并调整电炉输出功率，查看冷却水供给情况，费时费力，试验效率低。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明依据GB/T4334.5-2000《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》中所规定的试验原理，设计制作出了一种自动化程度高，成本低、使用方便，兼具停水、停电预警处置和计时、自动提升和回落试样的全自动晶间腐蚀系统。实现了该项试验从纯人工操作到自动化的转变，确保了试验操作过程的一致性。

本发明的技术方案为：

所述一种不锈钢材料晶间腐蚀全自动试验仪，其特征在于：包括箱体、控制系统和试验设备；

所述箱体通过隔板分隔为试验区、加热区和控制设备区；加热区处于试验区下部，加热区内安装加热装置，试验区内放置试验设备，试验区侧壁布置有滑架，控制设备区内安装有控制面板、计时控制模块、状态监测模块、温度控制模块以及试样控制模块；

所述试验设备包括试验容器、冷凝管和吊装机构；加热装置能够对试验容器加热；试验容器口装有封口塞，封口塞上开有两个孔，其中一个孔用于安装冷凝管，另一个孔用于吊装机构穿过；所述吊装机构安装在试验区侧壁滑架上，并能够利用穿过封口塞上通孔的连接绳连接试样；试验容器以及冷凝管通过安装在滑架上的夹持机构夹持固定；

所述温度控制模块接收温度传感器监测的试验容器温度，并控制加热装置，能够使试验容器中的溶液保持稳定持久的沸腾；

所述状态监测模块监测冷凝管的冷却水供给情况，并接收温度传感器监测的试验容器温度；当试验容器温度以及冷却水供给情况满足试验要求时，发送信号给计时控制模块和试样控制模块；当出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，发出信号给计时控制模块和试样控制模块，并切断加热装置供电；

所述试样控制模块根据状态监测模块发出的信号，实现在试验容器温度以及冷却水供给情况满足试验要求时，控制试样回落到溶液中进行试验，并能够实现在出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，控制试样提升离开溶液；所述试样控制模块还能够根据计时控制模块发出的试验结束信号，控制试样提升离开溶液；

所述计时控制模块根据状态监测模块发出的信号，实现在试验容器温度以及冷却水供给情况满足试验要求时，开始或恢复试验计时，并实现在出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，停止试验计时；在达到试验时间后，向状态监测模块和试样控制模块发出试验结束信号。

进一步的优选方案，所述一种不锈钢材料晶间腐蚀全自动试验仪，其特征在于：当出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，状态监测模块还能发出报警信号。

有益效果

本发明解决了晶间腐蚀试验的自动化控制，该系统的使用，使试验在条件许可情况下，可以一体化连续完成试验。即使发生条件异常变化时，也可以暂时停止试验的进行，在各项条件满足试验控制要求时，继续进行试验。

按材料技术条件要求设定完成后，能在最短时间内完成试验，缩短了试验周期。在试验的初期，只需要操作者进行必要的设定和试样的放置，试验完成后取出试样。

在试验过程中，不需要操作者的实时参与，操作者可同期进行其他工作。提高了试验效率，节省了试验时间，解放了劳动力。在试验的整个过程中，能源的利用是以最低标准来维持试验的进行，节约了能耗，降低了整个试验的人力成本。该发明也具有很好的安全保护性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：箱体透视图；其中1-滑架；2-插槽及插板；3-隔板；4-底板；

图2：试验设备示意图；其中5-夹持机构；6-传感器；7-吊装机构；8-出水管；9-冷凝管；10-进水管；11-三角烧瓶；12-电炉；

图3：电器原理图；

图4：控制面板示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明依据GB/T4334.5-2000《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》中所规定的试验原理，设计制作出了一种自动化程度高，成本低、使用方便，兼具停水、停电预警处置和计时、自动提升和回落试样的全自动晶间腐蚀系统。实现了该项试验从纯人工操作到自动化的转变，确保了试验操作过程的一致性。

所述一种不锈钢材料晶间腐蚀全自动试验仪，包括箱体、控制系统和试验设备。

如图1所示，述箱体通过隔板分隔为试验区、加热区和控制设备区。加热区处于试验区下部，加热区内安装电炉12，试验区内放置试验设备，试验区侧壁布置有滑架1，控制设备区内安装有控制面板、计时控制模块、状态监测模块、温度控制模块以及试样控制模块。

所述试验设备包括三角烧瓶11、冷凝管9和吊装机构7。电炉12能够对三角烧瓶11加热；三角烧瓶11口装有封口塞，封口塞上开有两个孔，其中一个孔用于安装冷凝管9，另一个孔用于吊装机构7的连接绳穿过。所述吊装机构安装在试验区侧壁滑架上，并能够利用穿过封口塞上通孔的连接绳连接试样；三角烧瓶11以及冷凝管9通过安装在滑架上的夹持机构5夹持固定。

所述温度控制模块接收温度传感器6监测的试验容器温度，并通过PID控制电炉12功率，能够使三角烧瓶11中的溶液保持稳定持久的沸腾。

所述状态监测模块监测冷凝管9的冷却水供给情况，并接收温度传感器6监测的三角烧瓶11温度；当三角烧瓶11温度以及冷却水供给情况满足试验要求时，发送信号给计时控制模块和试样控制模块；当出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，发出信号给计时控制模块和试样控制模块，并切断电炉12供电，保护整个系统，确保试验过程的准确性和安全性。

所述试样控制模块根据状态监测模块发出的信号，实现在试验容器温度以及冷却水供给情况满足试验要求时，控制试样回落到溶液中进行试验，并能够实现在出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，控制试样提升离开溶液；所述试样控制模块还能够根据计时控制模块发出的试验结束信号，控制试样提升离开溶液。

所述计时控制模块根据状态监测模块发出的信号，实现在试验容器温度以及冷却水供给情况满足试验要求时，开始或恢复试验计时，并实现在出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，停止试验计时；在达到试验时间后，向状态监测模块和试样控制模块发出试验结束信号。

当出现冷却水供给故障和/或温度控制故障时，状态监测模块还能向控制面板发出报警信号。

以2Cr13Mn9Ni4、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti四种金属材料冷轧不锈耐热钢板晶间腐蚀为例，对准备时间、人员需求、试验周期、温度精度控制、时间精度控制和安全性方面进行了比较，具体情况见附表1。

表1人工控制和自动控制情况对比表

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。