湿热、电流腐蚀耦合作用试验模拟装置及其使用方法与流程

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种湿热、电流腐蚀耦合作用试验模拟装置及其使用方法。

背景技术：

近些年来，钢结构和组合结构广泛运用于工程实践当中。由于环境污染产生的酸雨腐蚀及沿海地区遭受的海水腐蚀对钢结构和组合结构耐久性提出了较高的要求。目前国内针对通电腐蚀下钢结构或钢管混凝土结构的腐蚀性试验大都处于无自动化模式，且没有考虑湿热的影响。所以针对上述问题研制多因素自动化模拟试验装置是十分必要的。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于解决目前国内针对通电腐蚀下钢结构或钢管混凝土结构的腐蚀性试验大都处于无自动化模式，且没有考虑湿热的影响的问题。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种湿热、电流腐蚀耦合作用试验模拟装置，至少包括外部防护箱体、通电腐蚀系统、循环供水系统、循环加热系统和控制系统；

所述通电腐蚀系统至少包括数显直流稳压电源和不锈钢圈，所述数显直流稳压电源的正负极分别连接试件和所述不锈钢圈；

所述循环供水系统至少包括防腐塑料盆、腐蚀性溶液箱、y型过滤器、阀门、磁力驱动循环泵、流量计、输水管道、腐蚀性溶液、ph值测试仪和防倒流止回阀；

所述循环加热系统至少包括防腐轴流风机、加热器和风道；

所述控制系统至少包括温度、ph值控制仪和可编程控制器。

优选的，所述外部防护箱体采用有机玻璃板材质。

本发明公开了一种湿热、电流腐蚀耦合作用试验模拟装置的使用方法，包括以下步骤：

s1、首先，按照试验方案的要求制作相应试件并将试件放在标准条件下养护；

s2、将试件放入外部防护箱体中的防腐塑料盆内，将试件连接数显直流稳压电源的正极，不锈钢圈连接数显直流稳压电源的负极，准备工作完毕后关闭外部防护箱体；

s3、根据试验方案中设计ph值或所需离子的浓度值，配置相应的腐蚀性溶液放入循环供水系统的腐蚀性溶液箱中，在防腐塑料盆注入清水，打开阀门，运行循环供水系统，经磁力驱动循环泵驱动，通过y型过滤器过滤，腐蚀性溶液通过输水管道和流量计进入防腐塑料盆的最右侧，然后腐蚀性溶液迅速均匀扩散至全盆，使得防腐塑料盆ph值或相关离子浓度达到设计值，混合均匀后的腐蚀性溶液通过防倒流止回阀流入腐蚀性溶液箱中，从而形成水循环；

s4、打开循环加热系统，加热器迅速加热空气，防腐轴流风机通过风道提供风力，使外部防护箱体内温度达到试验设计温度；

s5、通过控制系统设定循环供水系统的工作次数，间歇时间和单次工作时间，设定完毕后在腐蚀性溶液箱中加入下次运行循环供水系统所需的腐蚀性溶液，最后给通电腐蚀系统接通电源，通过数显直流稳压电源设定试验所需的电流和电压。

优选的，在s1步骤中，当试件为钢结构构件时应将构件打磨光滑。

本发明的有益效果：

本发明由于上述结构设计和方法，通过外部防护箱体的使用，不仅可以减少试验人员触电的风险，同时也可以减少挥发性腐蚀液体与试验人员的接触；循环供水系统可通过调节腐蚀性溶液的流量，控制通电池内的ph值及相关离子浓度的稳定；循环加热系统可使外部防护箱体内空气保持恒温；控制系统可以使空气加热和添加腐蚀性溶液自动化控制，同时可以记录构件的电流及电压的变化值。从而极大地降低劳动强度，适用于实验室环境内多因素长时间模拟环境试验。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明中通电腐蚀系统的结构示意图；

图3为本发明中循环供水系统的结构示意图；

图4为本发明中循环加热系统的结构示意图。

图中：1外部防护箱体、2数显直流稳压电源、3试件、4不锈钢圈、5防腐塑料盆、6腐蚀性溶液箱、7y型过滤器、8阀门、9磁力驱动循环泵、10流量计、11输水管道、12腐蚀性溶液、13ph值测试仪、14防倒流止回阀、15防腐轴流风机、16加热器、17风道、18温度、ph值显示仪表、19支座、20垫块。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例：

如图1-图4所示，一种湿热、电流腐蚀耦合作用试验模拟装置，至少包括外部防护箱体1、通电腐蚀系统、循环供水系统、循环加热系统和控制系统；

通电腐蚀系统至少包括数显直流稳压电源2和不锈钢圈4，通电时，数显直流稳压电源2的正极连接试件3，数显直流稳压电源2的负极连接不锈钢圈4；

循环供水系统至少包括防腐塑料盆5、腐蚀性溶液箱6、y型过滤器7、阀门8、磁力驱动循环泵9、流量计10、输水管道11、腐蚀性溶液12、ph值测试仪13和防倒流止回阀14；

循环加热系统至少包括防腐轴流风机15、加热器16和风道17，防腐轴流风机15可以防止腐蚀性溶液12对机器的损伤；加热器16加热空气，从而保障试验过程中外部防护箱体1内保持恒温；风道17保障外部防护箱体1中空气的自由循环；

控制系统至少包括温度、ph值控制仪18和可编程控制器，温度、ph值控制仪18可以控制循环供水系统的循环的时间和流量，同时还可以控制外部防护箱体1内的温度；可编程控制器可以根据不同的情况设定不同的工作次数，工作时间和间歇时间等因素。

具体的，外部防护箱体1采用有机玻璃板材质。

具体的，腐蚀性溶液箱6的防腐塑料盆5的底部分别设置有支座19，支座19采用细石混凝土浇筑，支座19上铺防腐防滑地砖。

一种湿热、电流腐蚀耦合作用试验模拟装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1、试验开始后，首先按照试验方案的要求制作相应试件3并将试件放在标准条件下养护；

s2、将试件放入外部防护箱体1中的防腐塑料盆5内，将试件3连接数显直流稳压电源2的正极，不锈钢圈4连接数显直流稳压电源2的负极，准备工作完毕后关闭外部防护箱体1；

s3、根据试验方案中设计ph值或所需离子的浓度值，配置相应的腐蚀性溶液12放入循环供水系统的腐蚀性溶液箱6中，在防腐塑料盆5注入清水，打开阀门8，运行循环供水系统，经磁力驱动循环泵9驱动，通过y型过滤器7过滤，腐蚀性溶液12通过输水管道11和流量计10进入防腐塑料盆5的最右侧，然后腐蚀性溶液12迅速均匀扩散至全盆，使得防腐塑料盆5的ph值或相关离子浓度达到设计值，混合均匀后的腐蚀性溶液12通过防倒流止回阀14流入腐蚀性溶液箱6中，从而形成水循环；

s4、打开循环加热系统，加热器16迅速加热空气，防腐轴流风机15通过风道17提供风力，使外部防护箱体1内温度达到试验设计温度；

s5、通过控制系统设定循环供水系统的工作次数，间歇时间和单次工作时间，设定完毕后在腐蚀性溶液箱6中加入下次运行循环供水系统所需的腐蚀性溶液12，最后给通电腐蚀系统接通电源，通过数显直流稳压电源2设定试验所需的电流和电压。

具体的，在s1步骤中当试件为钢结构构件时应将构件打磨光滑。

综上所述，本发明可以研究在湿热，通电腐蚀耦合作用下对钢结构或钢管混凝土试件3力学性能的影响问题。控制系统的精确高效，使得试验人员无需待在试验旁边守候，大大节约人力资源；将试验通电腐蚀过程放入外部防护箱体1内，不仅可以减少试验人员触电的风险，同时也可以减少挥发腐蚀性溶液12与试验人员的接触；通电腐蚀系统、循环供水系统和循环加热系统的试验材料均为防腐蚀性材料，增加了材料循环使用性，最终保障了试验的安全稳定性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。