专利名称：一种防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及防护材料快速评价实验装置的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置。
背景技术：
现有技术中，输油、气、水液系统的管道换热输运系统包括泵体、阀门等配件内壁为防止内壁输运介质产生腐蚀和磨损，一般采用内衬防护材料进行保护。由于换热系统内部输送的液体介质一般使用温度在-25V 100°C范围内不断波动，短时温差达到20°C 100°C，快速冷热交变温度变化周期为> 10秒的使用环境。急需要研制ー种能够模拟上述使用环境的试验装置，同时要求实验操作者的劳动强度不大，可以实现自动化、连续试验的要求。 目前市场上对于防护材料进行高低温试验的装置多数是在空气环境下试验，如各种高低温试验机，它能模拟冷热空气环境下防护材料的老化和降解，不能真实模拟有水溶液或水固环境下的防护材料失效过程和规律，而且温度交变的时间较长，完成一个循环周期长，抑制了评价防护材料的模拟相关性和快速有效性。实用新型专利号为ZL200720008627. 7公开了ー种产品冷热循环实验装置，其特征在于包括ー个底座，一置于底座下放的冷、热水箱，一工作测试装置，ー个盛装エ件的镂空容器。具有纵向垂直气缸、一横向水平运动气缸的エ件测试装置带动エ件做左右上下运动，带动エ件反复浸入热水、冷水中，实现エ件冷热疲劳程度的测试。现有测试技术中关于高低温冷热快速循环的实验设备都不够理想，因此，人们期望获得ー种技术评价效果更好的防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种技术效果更好的防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置。本实用新型一种防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，其特征在干所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置具体包含有下述结构电控系统I和升降旋转装置2、样品架、试验槽；其中电控系统I和升降旋转装置2连接为一体；旋转轴心在竖直方向布置的升降旋转装置2上固定设置有样品架，样品架上固定布置有用于放置样品6的样品槽5 ；用于盛放样品6的试验槽布置在升降旋转装置2的旋转轴线外侧的样品架旋转路径的下方。本实用新型所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，还要求保护下述优选内容所述样品架有两组，分别为样品架A3、样品架B4 ;上述两组样品架都与升降旋转装置2连接在一起且分别布置在升降旋转装置2旋转轴线的两侧沿圆周方向二者相互错开180° ;样品架A3和样品架B4上固定设置有2-12个样品槽5 ；用于盛放样品6的试验槽具体为两个高温槽7、低温槽8 ;二者都布置在升降旋转装置2的旋转轴线外侧的样品架旋转路径的下方且沿圆周方向二者相互错开180°。所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置满足下述要求样品架A3和样品架B4上都分别固定设置有4-8个样品槽5 ；所述高温槽7、低温槽8的壳体上都设置有保温层，上部都设置有能够进行开闭动作的密封盖15，其上还都设置有耐腐蚀循环泵9、恒温和报警控制器12 ;其中高温槽7内腔下部还设置有耐腐蚀循环泵9和用于对试验介质进行加热的电热管14，高温槽7上还设置有恒液面高度控制自动加试验液装置10 ；低温槽8内腔下部还设置有耐腐蚀循环泵9和用于对试验介质进行均匀制冷的压缩制冷盘管13，低温槽8上还设置有恒液面高度控制自动加试验液装置10。 所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置中，升降旋转装置2为“T”字形结构，其中，下部的竖直布置的旋转轴和电控系统I连接，上部的“一”字形结构的两端固定连接有样品架。所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置中，电控系统I上还连接布置有用于设定和计算冷热循环次数的光电计数系统11。本实用新型通过电控系统I和升降旋转装置2分别控制试验样品在高温槽7与低温槽8的浸泡时间，冷热循环次数采用光电计数系统11进行设定和计数。本实用新型装置能够很好地模拟防护材料在水环境下的抗冷热脉冲动态温度变化下涂层耐老化、降解等性能的发展趋势，同时可以同步测定涂覆在基材上的防护材料抗水性与附着力变化的同步测试，是ー种快速评定防护材料在服役环境介质下的性能优劣的试验装置。在此之前，我国还没有能够模拟水环境中的高频热脉冲环境下研制测试和评价防护材料在模拟试验液介质中抵抗快速冷热交变温度变化环境下的老化和降解性能的试验装置。本实用新型所述的技术内容实质是一种针对防护涂料(涂层)抗高频热脉冲疲劳试验的装置，本装置中的自动升降旋转，发出高频率脉冲，进行冷热循环试验的一个实验周期通常可以为20 30秒，能够连续做10万次周期实验。所述的特制的两个样品架中，每个样品架上同轴心均匀制作有多个凹槽样品槽5，每个样品槽5可以安装多个样品6，可以同步测定多个样品6的涂层耐温度老化性能。高温槽7中的要求最高温度100°C，温控精度±2°C，配有液面控制自动加试验液装置10和报警装置，并可以用热电偶和电导率仪分别控制试验介质的温度和盐度，槽中采用耐腐蚀循环泵9对试验介质进行搅拌和扰动，模拟涂层在海水等介质的流动。低温槽8中的要求最低温度-25°C，温控精度±2°C，配有液面控制自动加试验液装置10和报警装置，内部通有压缩机制冷盘管13对试验介质进行均匀制冷，槽中采用耐腐蚀循环泵9对试验介质进行搅拌和扰动。本实用新型及其相关技术方案的优点本装置具有温度变化范围宽_25°C 100°C，温控精度高，冷热交变温差可达到^ 70°C，冷热交换时间快速和精度高等特点；能够自动控制高温槽7与低温槽8中的液面并自动加实验溶液。能真实地模拟水环境中的高频热脉冲环境对涂层的吸水性和湿附着力等防腐性能进行室内加速试验。为抗热脉冲重防腐涂料的研制提供准确可靠的实验数据；解决了室内模拟海水高频热脉冲环境下评估涂层重要防腐性能的难题，填补了国内本技术的空白，并为相关研究提供测试数据。本实用新型的优点本实用新型和现有技术的主要区别有以下几点I、本实用新型优选设置有特制的两个或多个样品架，每个样品架有多个凹槽样品槽5，能安装多个试验的样品6，比现有技术中可以安放的样品数量多。本实用新型具有机械或者液压气压方式驱动的自动提升装置，进ー步优选要求可以是具体采用螺旋自动下降和旋转机械结构，设备简单，但同时能将试样上的剰余粘滞液
体抖落，不影响两个水槽的成分和对温度的影响。本实用新型高频率脉冲，冷热循环一个实验周期最低可以达到10秒；而现有技术最接近的设备冷热循环一个实验周期要求至少为80 100秒。本实用新型中的高低温槽采用耐腐蚀循环泵对实验介质进行搅拌和扰动，模拟涂层在水介质等流动、冲刷效果，同时使得上下层液体介质温度的均匀性更好。高低温槽配有液面保持和温度測量等辅助装置及报警装置，我们可以在使用过程中不断自动补充试验液，这进ー步保证了高、低温槽温度的稳定性。
以下结合附图及实施方式对本实用新型作进ー步详细的说明图I为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型设备原理图；图3为本实用新型样品架示意图。
具体实施方式
实施例I如
图1，2所示涂层抗高频热脉冲疲劳试验装置，其包括ー个电控系统I、一个升降旋转装置2，两个特制的样品架样品架A3和样品架B4，两个试验槽高温槽7和低温槽8。样品架A3和样品架B4分别垂直固定在升降旋转装置的左右两个支架上。电控系统I自动控制气缸升降旋转装置2带动两个已安装涂层样品￠)的样品架A3和样品架B4做上升、下降和逆时针高频旋转运动。所述的低温槽8和高温槽7位于两样品架的垂直下方。工作过程说明实验开始前预先启动加热和冷凝装置，然后将高温槽温度设置为95°C ±2°C，低槽温度设置为25°C ±2°C，待温度达到设定温度吋，启动电控系统I自动控制升降旋转装置2垂直向下运动，将两个样品架即样品架A3和样品架B4分别浸入高温槽7和低温槽8中10秒钟后，将两个样品架即样品架A3和样品架B4同时上升移出高温7和低温槽8，并快速逆时针高频旋转180°，使换位的两个样品架即样品架A3和样品架B4再同时向下运动分别浸入低温槽7和高温槽8中10秒钟后，再提升样品架移出高温7和低温槽8，并快速逆时针高频旋转180°，完成ー个周期的冷热循环试验。升降旋转装置如此循环往复运动，经过5万次，10万次冷热循环试验后，测试涂层样品的吸水性和湿附着力等实验数据。[0042]实施例2一种防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置具体包含有下述结构电控系统I和升降旋转装置2、两个样品架即样品架A3和样品架B4、试验槽；其中电控系统I和升降旋转装置2连接为一体；旋转轴心在竖直方向布置的升降旋转装置2上固定设置有样品架，样品架上固定布置有用于放置样品6的样品槽5 ;用于盛放样品6的试验槽布置在升降旋转装置2的旋转轴线外侧的样品架旋转路径的下方。本实施例所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，还包含有下述内容要求所述样品架有两组，分别为样品架A3、样品架B4 ;上述两组样品架都与升降旋转装置2连接在一起且分别布置在升降旋转装置2旋转轴线的两侧沿圆周方向二者相互错开180° ;样品架A3和样品架B4上固定设置有6个样品槽5 ； 用于盛放样品6的试验槽具体为两个高温槽7、低温槽8 ;二者都布置在升降旋转装置2的旋转轴线外侧的样品架旋转路径的下方且沿圆周方向二者相互错开180°。所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置满足下述要求所述高温槽7、低温槽8的壳体上都设置有保温层，上部都设置有能够进行开闭动作的密封盖15，其上还都设置有耐腐蚀循环泵9、恒温和报警控制器12 ;其中高温槽7内腔下部还设置有耐腐蚀循环泵9和用于对试验介质进行加热的电热管14，高温槽7上还设置有恒液面高度控制自动加试验液装置10 ；低温槽8内腔下部还设置有耐腐蚀循环泵9和用于对试验介质进行均匀制冷的压缩制冷盘管13，低温槽8上还设置有恒液面高度控制自动加试验液装置10。所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置中，升降旋转装置2为“T”字形结构，其中，下部的竖直布置的旋转轴和电控系统I连接，上部的“一”字形结构的两端固定连接有样品架。所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置中，电控系统I上还连接布置有用于设定和计算冷热循环次数的光电计数系统11。本实施例通过电控系统I和升降旋转装置2分别控制试验样品在高温槽7与低温槽8的浸泡时间，冷热循环次数采用光电计数系统11进行设定和计数。本实施例装置能够很好地模拟防护材料在水环境下的抗冷热脉冲动态温度变化下涂层耐老化、降解等性能的发展趋势，同时可以同步测定涂覆在基材上的防护材料抗水性与附着力变化的同步测试，是ー种快速评定防护材料在服役环境介质下的性能优劣的试验装置。实施例3本实施例与实施例2内容基本相同，其不同之处在于样品架A3和样品架B4上固定设置有2个样品槽5。实施例4本实施例与实施例2内容基本相同,其不同之处在于样品架A3和样品架B4上固定设置有12个样品槽5。
权利要求1.一种防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，其特征在于所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置具体包含有下述结构电控系统(I)和升降旋转装置(2)、样品架、试验槽；其中电控系统(I)和升降旋转装置(2)连接为一体；旋转轴心在竖直方向布置的升降旋转装置(2)上固定设置有样品架，样品架上固定布置有用于放置样品出)的样品槽(5)； 用于盛放样品(6)的试验槽布置在升降旋转装置(2)的旋转轴线外侧的样品架旋转路径的下方。
2.按照权利要求I所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，其特征在于所述样品架有两组，分别为样品架A(3)、样品架B(4);上述两组样品架都与升降旋转装置(2)连接在一起且分别布置在升降旋转装置(2)旋转轴线的两侧沿圆周方向二者相互错开180° ;样品架A (3)和样品架B (4)上固定设置有2-12个样品槽(5)； 用于盛放样品(6)的试验槽具体为两个高温槽(7)、低温槽⑶；二者都布置在升降旋转装置(2)的旋转轴线外侧的样品架旋转路径的下方且沿圆周方向二者相互错开 180。。
3.按照权利要求2所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，其特征在于所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置满足下述要求 样品架A(3)和样品架B(4)上都分别固定设置有4-8个样品槽(5)； 所述高温槽(7)、低温槽(8)的壳体上都设置有保温层，上部都设置有能够进行开闭动作的密封盖(15)，其上还都设置有耐腐蚀循环泵(9)、恒温和报警控制器(12);其中 高温槽(7)内腔下部还设置有耐腐蚀循环泵(9)和用于对试验介质进行加热的电热管(14)，高温槽(7)上还设置有恒液面高度控制自动加试验液装置(10)； 低温槽(8)内腔下部还设置有耐腐蚀循环泵(9)和用于对试验介质进行均匀制冷的压缩制冷盘管(13)，低温槽(8)上还设置有恒液面高度控制自动加试验液装置(10)。
4.按照权利要求1-3其中之一所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，其特征在于所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置中，升降旋转装置(2)为“T”字形结构，其中，下部的竖直布置的旋转轴和电控系统(I)连接，上部的“一”字形结构的两端固定连接有样品架。
5.按照权利要求4所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，其特征在于所述防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置中，电控系统(I)上还连接布置有用于设定和计算冷热循环次数的光电计数系统(11)。
专利摘要一种防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置，其包含有下述结构电控系统(1)和升降旋转装置(2)、样品架、试验槽；其中电控系统(1)和升降旋转装置(2)连接为一体；旋转轴心在竖直方向布置的升降旋转装置(2)上固定设置有样品架，样品架上固定布置有用于放置样品(6)的样品槽(5)；用于盛放样品(6)的试验槽布置在升降旋转装置(2)的旋转轴线外侧的样品架旋转路径的下方。本实用新型自动化程度高，温度稳定性好，技术效果优良。
文档编号G01N19/04GK202486034SQ20122005156
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者刘宝昌, 史杰智, 张立新, 李京, 李晓东, 郭旭, 陆卫中, 高英 申请人:中国科学院金属研究所