一种综合海洋环境模拟试验箱及试验方法

本发明涉及海洋环境模拟试验，具体为一种综合海洋环境模拟试验箱及试验方法。

背景技术：

1、海洋能是取之不尽用之不竭的清洁能源之一，海洋能的开发和利用是很多国家努力发展的方向。海洋能发电的利用与其它清洁能源的发展历程相近，从小功率到大功率，最后达到与大电网并网运行的发展历程。真正达到利用海洋能的标志就是建造出能够达到商业电站水平，并且真正接入电网运行的海洋能发电系统。

2、海洋腐蚀环境极为苛刻，海洋环境中的金属结构如舰艇、跨海大桥、海上石油平台、远洋船舶、核电站的海水冷却系统等如不采取有效保护措施，短短几年内就会因腐蚀而造成破坏。海洋腐蚀环境十分复杂，材料在海洋环境中腐蚀同时受到诸如温度、湿度、辐照、盐雾沉降以及干湿交替等多种环境因素的影响。因此，发展探索海洋环境腐蚀控制的新方法和新技术，研究海洋用材料的腐蚀行为机理及规律具有重要意义。

3、目前海洋用材料的腐蚀试验主要是在海岸线附近的海洋环境腐蚀试验站进行的实海试验，但是实海试验的挂样、取样试验需要消耗大量的人力、物力和财力，且存在着试验周期长、实验数据离散性大，不便于实时观察和定量测试等缺点。若在试验过程中，遇到狂风暴雨、海浪的拍击等恶劣的自然条件，很容易丢失试样，造成数据的不完整。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种综合海洋环境模拟试验箱及试验方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种综合海洋环境模拟试验箱，包括外围箱体，所述外围箱体的一侧设置有潮汐蓄水箱，另一侧设置有中控系统箱，所述外围箱体内部设有工作箱，工作箱外部连接有温度控制系统和潮汐系统，内部设置有海浪泥沙冲刷系统，工作箱盖板上设置有盐雾系统以及防水紫光灯；

4、所述温度控制系统可调节工作箱内海水的温度；潮汐系统可控制海水在工作箱内的水位；海浪泥沙冲刷系统使工作箱内海水产生海浪，海浪使底部泥沙随着海水的搅动而被带动，模拟出泥沙冲刷的效果；盐雾系统将海水从盖板下方以均匀方式向工作箱内喷雾，模拟出海洋盐雾环境；防水紫光灯则可以为工作箱内提供紫外线老化辐射环境，通过温度控制系统、潮汐系统、海浪泥沙冲刷系统、盐雾系统以及防水紫光灯的切换与配合，对综合海洋环境进行模拟。

5、优选的，所述温度控制系统包括蒸发式冷凝器、电加热装置、热盘管和冷盘管，所述蒸发式冷凝器紧贴工作箱靠近中控系统箱的位置安装，电加热装置紧贴工作箱靠近潮汐蓄水箱的位置安装，热盘管安装在工作箱底部，冷盘管安装在工作箱另外两侧靠上位置。

6、优选的，所述海浪泥沙冲刷系统包括海浪板、海浪板电机装置、海浪板连接杆、螺旋桨和螺旋桨固定支架，所述海浪板电机装置安装在工作箱外部，并通过海浪板连接杆与工作箱内的海浪板连接，螺旋桨通过螺旋桨固定支架安装在工作箱内的底部。

7、优选的，所述潮汐系统包括潮汐蓄水箱、滤网、止回阀、抽水机、自动放气阀和水位计，所述潮汐蓄水箱内和工作箱底部均安装有抽水机，滤网安装在抽水机进水口，止回阀安装在工作箱底部的抽水机和滤网之间，所述水位计设置在工作箱内部，自动放气阀设置在工作箱侧壁靠近顶部的位置。

8、优选的，所述盐雾系统包括盐雾蓄水箱、喷淋装置、空气净化装置、空气压缩装置和喷淋头，所述盐雾蓄水箱、喷淋装置、空气净化装置和空气压缩装置安装在工作箱的盖板上，盐雾蓄水箱通过喷淋装置连接有多个喷淋头。

9、优选的，所述在潮汐蓄水箱内安装有螺旋桨。

10、优选的，所述喷淋头设置有多组，均匀分布在工作箱盖板下方。

11、优选的，所述工作箱内安装有试样放置架。

12、优选的，所述海浪泥沙冲刷系统中的螺旋桨设置有多个。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明通过不同系统的切换与配合能够综合的将海洋环境因素加以实现，相比于单一环境因素能够更完整的测试海洋环境下试样的耐久性能，可更好更方便的研究海洋用材料腐蚀行为与机理，创设一种海洋环境模拟试验装置，实现在室内模拟海洋真实环境，进行投样、实时观察和监测试样的腐蚀情况，可为海洋腐蚀防护提供实验基础及理论依据，其中利用蒸发式冷凝器和加热装置给整体工作箱进行升温和降温来模拟海水温度的变化，辅以热盘管和冷盘管来精确控制，能够有效、实际的模拟海水温度；通过海浪泥沙冲刷系统，将海水中附着的海砂同海浪结合，能实现更贴近真实的海浪冲刷效果。

技术特征：

1.一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：包括外围箱体(1a)，所述外围箱体(1a)的一侧设置有潮汐蓄水箱(1b)，另一侧设置有中控系统箱(23)，所述外围箱体(1a)内部设有工作箱(2)，工作箱(2)外部连接有温度控制系统(25)和潮汐系统(27)，内部设置有海浪泥沙冲刷系统(26)，工作箱(2)盖板上设置有盐雾系统(28)以及防水紫光灯(19)；

2.根据权利要求1所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述温度控制系统(25)包括蒸发式冷凝器(3)、电加热装置(4)、热盘管(5)和冷盘管(6)，所述蒸发式冷凝器(3)紧贴工作箱(2)靠近中控系统箱(23)的位置安装，电加热装置(4)紧贴工作箱(2)靠近潮汐蓄水箱(1b)的位置安装，热盘管(5)安装在工作箱(2)底部，冷盘管(6)安装在工作箱另外两侧靠上位置。

3.根据权利要求1所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述海浪泥沙冲刷系统(26)包括海浪板(7)、海浪板电机装置(8)、海浪板连接杆(9)、螺旋桨(10)和螺旋桨固定支架(21)，所述海浪板电机装置(8)安装在工作箱(2)外部，并通过海浪板连接杆(9)与工作箱(2)内的海浪板(7)连接，螺旋桨(10)通过螺旋桨固定支架(21)安装在工作箱(2)内的底部。

4.根据权利要求1所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述潮汐系统(27)包括潮汐蓄水箱(1b)、滤网(11)、止回阀(12)、抽水机(13)、自动放气阀(20)和水位计(22)，所述潮汐蓄水箱(1b)内和工作箱(2)底部均安装有抽水机(13)，滤网(11)安装在抽水机(13)进水口，止回阀(12)安装在工作箱(2)底部的抽水机(13)和滤网(11)之间，所述水位计(22)设置在工作箱(2)内部，自动放气阀(20)设置在工作箱(2)侧壁靠近顶部的位置。

5.根据权利要求1所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述盐雾系统(28)包括盐雾蓄水箱(14)、喷淋装置(15)、空气净化装置(16)、空气压缩装置(17)和喷淋头(18)，所述盐雾蓄水箱(14)、喷淋装置(15)、空气净化装置(16)和空气压缩装置(17)安装在工作箱(2)的盖板上，盐雾蓄水箱(14)通过喷淋装置(15)连接有多个喷淋头(18)。

6.根据权利要求4所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述在潮汐蓄水箱(1b)内安装有螺旋桨(10)。

7.根据权利要求5所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述喷淋头(18)设置有多组，均匀分布在工作箱(2)盖板下方。

8.根据权利要求1所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述工作箱(2)内安装有试样放置架(24)。

9.根据权利要求1所述的一种综合海洋环境模拟试验箱，其特征在于：所述海浪泥沙冲刷系统(26)中的螺旋桨(10)设置有多个。

10.一种综合海洋环境模拟试验箱的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种综合海洋环境模拟试验箱及试验方法，包括外围箱体，所述外围箱体的一侧设置有潮汐蓄水箱，另一侧设置有中控系统箱，所述外围箱体内部设有工作箱，工作箱外部连接有温度控制系统和潮汐系统，内部设置有海浪泥沙冲刷系统，工作箱盖板上设置有盐雾系统以及防水紫光灯；本发明能够综合的将海洋环境因素加以实现，相比于单一环境因素能够更完整的测试海洋环境下试样的耐久性能；利用蒸发式冷凝器和加热装置给整体工作箱进行升温和降温来模拟海水温度的变化，辅以热盘管和冷盘管来精确控制，能够有效、实际的模拟海水温度；通过海浪泥沙冲刷系统，将海水中附着的海砂同海浪结合，能实现更贴近真实的海浪冲刷效果。

技术研发人员：武江传,谭振昆,施勇,顾洋,杨祥,董陈平,杨明东
受保护的技术使用者：江苏海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15