本实用新型涉及金属腐蚀防护领域，具体涉及一种金属腐蚀加速试验装置。
背景技术：
随着我国现代化建设的推近，对能源利用、基础建设和工业发展的需求日益增大，特别是特高压电网、超长距离管道、超大型工程的出现和发展对于埋地金属材料的运行安全和使用寿命要求更高。埋设于地下的金属构筑物，由于受到土壤中各种理化性质和杂散电流的影响，导致金属土壤腐蚀问题非常突出，一旦发生严重的腐蚀，就有可能造成严重的安全事故，从而带来不可估量的经济损失和社会影响。虽然现阶段国际上对金属的土壤腐蚀综合评价方法和评价技术非常重视，正在不断地完善，但是仍然存在着不足之处。纵观国内外研究现状，在土壤腐蚀综合评价方法方面最具有代表性的是德国DIN50929标准、美国的ANSIA21.5法，但是它们都有不足之处。如德国DIN50929标准具有适应性差，灵敏度比较低的特点，没有充分考虑到土壤腐蚀各因素之间的相互影响和相互联系，不能突出反映主要腐蚀因素的影响程度；美国ANSIA21.5法不具有普遍适用性，仅仅适用于铸铁管在土壤中使用时是否需用聚乙烯保护膜，而其他情况下未必能够使用。而且，上述方法中都没有考虑到影响地下金属构筑物非常重要的腐蚀因子——杂散电流，在某些特定的运行环境下杂散电流往往起着主要的腐蚀加速作用，如直流接地极、铁路电车等，因此这些综合评价方法对于接地网的土壤腐蚀评价具有一定的局限性。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种金属腐蚀加速试验装置，以解决上述技术问题。本实用新型能够模拟土壤环境下杂散电流和传统腐蚀因子(特别是含水量、温度)耦合，用于金属腐蚀加速试验，为进一步提出全面可行的土壤腐蚀综合评价方法提供硬件基础。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种金属腐蚀加速试验装置，包括电源、储水箱、温度传感器、重量传感器、试验箱、腐蚀实验盒和加热器；试验箱的顶部设有测试孔；试验箱内设有若干腐蚀实验盒，腐蚀试验盒内两侧设置惰性电极，若干腐蚀实验盒内的惰性电极串联连接电源；试验箱内的上部设有温度传感器和若干重量传感器，若干腐蚀实验盒悬挂在对应的重量传感器的挂钩上；试验箱内下部设有加热器；电源和储水箱设置于试验箱上部，储水箱的出口管悬于腐蚀实验盒上部，出口管上带有电磁阀。
进一步的，所述电源为直流稳压电源；所述试验箱带有保温层。
进一步的，所述惰性电极为石墨电极、铂电极或钛合金电极。
进一步的，所述腐蚀实验盒内设有用于待腐蚀金属的腐蚀试片或电化学体系。
进一步的，还包括控制及测试系统；控制及测试系统包括人机界面、控制装置和数据采集装置；人机界面连接控制装置和数据采集装置；控制装置连接数据采集装置和每个电磁阀；数据采集装置连接温度传感器和重量传感器。
进一步的，腐蚀实验盒中设有三电极腐蚀体系，三电极腐蚀体系连接设置于试验箱外部的电化学测试系统，构成电化学测试体系。
本实用新型一种金属腐蚀加速试验装置使用时，包括：电流加速腐蚀模拟步骤：通过人机界面设定好腐蚀供电回路中供电电源的电压、电流，启动腐蚀电流回路，使得电流通过惰性电极、腐蚀实验盒内的介质、腐蚀试片或电化学体系进行腐蚀加速；腐蚀电流回路中的电流、电压参数通过数据采集装置采集并反馈回人机界面；腐蚀周期结束之后，观察腐蚀试片的腐蚀状态并测量腐蚀参数或通过测试孔直接利用电化学测试系统进行电化学测试。
进一步的，还包括温度控制步骤，控制装置根据写入的控制策略进行加热器的启/停动作控制，若温度传感器检测到试验箱内温度低于设定的阈值，启动加热器，对试验箱内空气进行加热，当达到设定的阈值范围后，加热器停止工作，保持试验箱内温度恒定。
进一步的，还包括含水量模拟步骤：以重量传感器初次检测到的腐蚀实验盒的重量作为初始值，随着实验的进行，腐蚀介质的水分会逐渐损失，重量传感器实时检测到的重量与初始值进行比较，若重量损失值超过设定的阈值，控制装置将开启补水系统电磁阀门，储水箱中的水注入腐蚀实验盒，当达到设定的阈值范围后，电磁阀门关闭，腐蚀介质含水量保持相对恒定。
本实用新型实验装置的设计原理为：以试验箱为基础结构，腐蚀实验盒内装有土壤或水溶液或其他腐蚀介质，模拟金属材料直接接触的腐蚀环境，为了获得加速腐蚀效果，在腐蚀实验盒两侧设置石墨或铂金或钛合金或其他耐蚀导电物质的惰性电极，使得腐蚀介质、惰性电极形成一个串联的腐蚀电流回路，使得腐蚀介质内部腐蚀试片或电化学体系置于电流场中，从而达到加速腐蚀的效果，其中，控制装置的控制端与电源的受控端连接；电源为整个腐蚀电流回路提供电力支持，并根据试验需求，由控制装置控制输出不同大小的电压、电流，并反馈至数据采集装置；腐蚀试片或电化学体系处于加速腐蚀系统中，进行加速腐蚀模拟实验。
为了保持试验箱内的温度，达到环境温度模拟的效果，本实用新型还具有温度模拟功能，主要组成包括控制装置、数据采集装置、加热器和温度传感器。具体是：在试验箱下部设置加热器，控制装置的控制端与加热器的受控端连接，数据采集装置的信号采集端与设置于在试验箱上部的温度传感器连接。
为了保持腐蚀介质的含水量，达到含水量模拟效果，本实用新型还具有含水量模拟功能，主要组成包括控制装置、数据采集装置、储水箱、带有电磁阀门的补水系统和重量传感器。具体是：腐蚀实验盒悬挂在重量传感器下端挂钩上，补水系统出口管悬于腐蚀实验盒上部，由储水箱为其提供水分来源；控制装置的控制端与电磁阀门的受控端连接，数据采集装置的信号采集端与设置于在试验箱上部的重量传感器连接。
为了直接、快速获得腐蚀参数，本实用新型还具有电化学测试功能，主要组成包括电化学测试系统、电化学体系。电化学测试系统通过测试孔与腐蚀实验盒中的三电极电化学体系相关测试线连接，测定研究对象的电化学参数。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：可实现模拟温度、含水量、杂散电流等腐蚀环境的功能，特别是采用重量传感器对腐蚀介质含水量的控制更精确。具有操作简单，自动化程度高等优点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。
图1为本实用新型各部件的布局示意图。
其中：1、电源；2、储水箱；3、控制及测试系统；4、测试孔；5、温度传感器；6、重量传感器；7、试验箱；8、电磁阀门；9、惰性电极；10、腐蚀试片或电化学体系；11、腐蚀实验盒；12、加热器。13、人机界面；14、控制装置；15、数据采集装置；16、电化学测试系统。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
请参阅图1所示，本实用新型一种金属腐蚀加速试验装置，包括一个密封且设置有保温层的试验箱7，试验箱上部开设测试孔4；试验箱7内设有三个腐蚀实验盒11；腐蚀实验盒11内两侧设置惰性电极9，三个腐蚀实验盒11内的惰性电极通过导线串联，腐蚀试片或电化学体系10埋设于腐蚀实验盒内腐蚀介质中；电源1、储水箱2和控制及测试系统3设置于试验箱上部独立箱体内。为了实现控制上述各个器件，本实用新型还设置了控制及测试系统3，包括人机界面13、控制装置14、数据采集装置15和电化学测试系统16。人机界面为触摸显示屏，与控制装置和数据采集装置连接，可进行参数设置或读取实时运行参数；控制装置的控制端与加热器或电源或补水系统电磁阀门的受控端连接，根据写入的控制策略进行上述部件或装置的“启/停”动作和输出参数控制；数据采集装置采集温度传感器和重量传感器的反馈信号，并将采集的信号上传至控制装置和人机界面；电化学测试系统通过测试孔与腐蚀实验盒中的三电极腐蚀体系相关测试线连接，形成电化学测试体系，用于测定研究对象的电化学参数。
为了保持试验箱内的温度，达到环境温度模拟的效果，本实用新型设置有加热器12和温度传感器5。加热器12和温度传感器5均设置于试验箱7内部，加热器12设置在试验箱7下部，控制装置14的控制端与加热器12的受控端连接，数据采集装置15的信号采集端与设置于在试验箱上部的温度传感器5连接。
为了保持腐蚀介质的含水量，达到含水量模拟效果，本实用新型还设置有带有电磁阀门8的补水系统和重量传感器6。其中，腐蚀实验盒11悬挂在重量传感器6下端挂钩上，储水箱2的出口管悬于腐蚀实验盒11上部，出口管上带有电磁阀门8；控制装置14的控制端与电磁阀门8的受控端连接，数据采集装置15的信号采集端与设置于在试验箱上部的重量传感器6连接。
为了直接、快速获得腐蚀参数，本实用新型的电化学测试系统通过测试孔与腐蚀实验盒中的三电极电化学体系相关测试线连接，测定研究对象的电化学参数。
本实用新型一种金属腐蚀加速试验装置使用时，包括以下步骤：
电流加速腐蚀模拟步骤：人机界面13设定好腐蚀供电回路中供电电源1的电压、电流，控制装置14启动腐蚀电流回路，使得电流通过惰性电极9、腐蚀实验盒11内的介质、腐蚀试片或电化学体系10进行腐蚀加速；数据采集装置15采集上述腐蚀电流回路中的电流、电压参数并反馈回人机界面。腐蚀周期结束之后，观察腐蚀试片的腐蚀状态并测量腐蚀参数或通过测试孔4直接利用电化学测试系统16进行电化学测试。
本实用新型一种金属腐蚀加速试验装置进行腐蚀模拟时，还包括以下步骤的至少一种：
温度模拟步骤：控制装置14根据写入的控制策略进行加热器12的“启/停”动作控制，若温度传感器5检测到试验箱7内温度低于设定的阈值，启动加热器12，对试验箱内空气进行加热，当达到设定的阈值范围后，加热器停止工作，保持试验箱内温度恒定。
含水量模拟步骤：以重量传感器6初次检测到的腐蚀实验盒的重量作为初始值，随着实验的进行，腐蚀介质的水分会逐渐损失，重量传感器6实时检测到的重量与初始值进行比较，若重量损失值超过设定的阈值，控制装置将开启补水系统电磁阀门8，储水箱2中的水会注入腐蚀实验盒，当达到设定的阈值范围后，电磁阀门关闭，腐蚀介质含水量保持相对恒定。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。