专利名称：舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于材料性能测试技术领域。特别涉及一种通过模拟舰船及海洋结构物受到海水冲刷作用的过程，并控制海水温度变化，测试评价舰船及海洋结构物材料及其防护涂层在海水腐蚀及海水冲刷作用下损伤特性的试验装置。
背景技术：
舰船及海洋结构物受到海水冲刷作用，同时随着气温的变化，海水温度也有较大的变化，在高温且含固相微粒的海水冲刷作用下，材料处在复杂的状态，最易发生损伤失效。目前，国内外在港口海洋试验站建立动态海水腐蚀模拟试验装置，多是适用于船舶动态海水模拟的旋转式试验装置。海水冲刷模拟试验装置还比较少，还没有一种简单、易操作、模拟效果好的试验方法被普遍认可。本实用新型是在可控温的天然海水或人造海水容器中旋转装有叶片的轮鼓，并且向海水容器中注入海水，海水的循环及带有叶片的轮鼓的旋转产生的流体运动同时对装在叶片上的试样和装在轮鼓四周试样的正反面产生三种状态冲刷作用，由此模拟舰船艏部、螺旋桨、海水泵以及海洋结构设施受到海水冲刷作用的状态。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种能够更加真实地模拟舰船及海洋结构物材料及其防护涂层受到海水冲刷作用，方便快捷地测试评价新型海洋新材料的抗海水冲刷特性的舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备。
本实用新型的构思是，提供一种适用于对舰船及海洋结构物受到海水冲刷作用的部位的结构材料或防护涂层材料使用性能进行测试和评价的可控温的海水模拟试验装置，轮鼓旋转速度、海水介质组成及海水温度可调，通过测试分析材料的腐蚀性能、表面结构与形貌、表层损伤特性等，开发新型海洋材料材料。
本实用新型的技术解决方案是可控温流体冲刷模拟试验设备，由支架11、电机1、变速装置2、带叶片18的旋转轮鼓3、蓄水容器12、试样架5和恒温装置8构成，电机1垂直固定在支架11上；电机1下方的输出轴联结到电机1下方固定在支架11上的变速装置2上；变速装置2的输出轴联结到旋转轮鼓3上；旋转轮鼓3位于蓄水容器12中央，旋转轮鼓3底端距蓄水容器12底面30-100mm；试样架5的四个支柱6粘接在蓄水容器12底面，试样架5下端距蓄水容器12底面3-5mm，试样架5外测距蓄水容器12内侧面3-5mm；恒温装置8出水管10用水管7联结到蓄水容器12的入水口14上，恒温装置8入水管9联结到蓄水容器12的出水口15上。
旋转轮鼓3的形状为四棱柱体，叶片18倾斜15°垂直粘接在旋转轮鼓3的柱面中央，叶片18由有机玻璃制成。
测试试样19由四个螺钉固定在旋转轮鼓3的叶片18向下侧面的中央位置；测试试样19测试试样16由四个螺钉17固定在试样架5上；测试试样尺寸16长为75-120mm，宽为25-50mm。
蓄水容器12是方形有机玻璃容器，恒温装置8由内外水套、电动循环泵、加热器、电接点式玻璃水银温度计及电控制器等部分组成。变速装置2是变速箱，即齿轮传动或皮带传动。
海水可以使用天然海水和人造海水两种；海水温度可以选用室温(静态)和由恒温装置循环供给的热海水，其温度在+5℃-95℃范围内可调；容器中海水温度用普通玻璃温度计定时监测；恒温装置由内外水套、电动循环泵、加热器、电接点式玻璃水银温度计及电控制器等部分组成。加热器为二根750WU型电热管并联而成。
本实用新型所达到的有益效果和益处是(1)在实验室条件下可方便快速地测试评价舰船及海洋结构物结构材料及其防护涂层材料在海水腐蚀及冲刷的协同作用下的腐蚀性能和损伤特性。
(2)可以同时模拟研究材料受到三种冲刷行为的影响，即叶片上的试样在高速旋转状态下与容池中海水相互作用产生的冲刷行为；轮鼓四周静态的试样内表面受到因叶片旋转的海水冲刷作用；轮鼓四周静态的试样外表面受到上方垂直注入海水为主产生的低速切向流动的海水冲刷作用。
(3)模拟海水温度可在室温-60℃范围内变化，可研究海水温度对材料冲刷性能的影响。
(4)通过调整人造海水介质参数，可以方便地研究在冲刷作用下海水Ph值、盐度、溶解物质等对材料损伤行为的影响。
(5)本试验装置可用于测试评价所有受到海水冲刷作用的材料，除了舰船及海洋结构物结构材料及其防护涂层材料外，还有海水冷却泵等材料及其防护涂层材料。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的设备结构示意图。
图2是本实用新型的海水冲刷模拟部分示意图。
图3是本实用新型的海水冲刷模拟部分B-B剖视图。
图4是本实用新型的海水冲刷模拟部分C向视图。
图5是本实用新型的海水冲刷模拟部分D-D剖视图。
图中，1.电机，2.变速机构，3.笼鼓，4.海水，5.试样架，6.试样架支柱，7.水管，8.恒温装置，9.恒温装置入水口，10.恒温装置出水口，11.支架，12.蓄水容器，13.主轴，14.入水口，15.出水口，16.试样a，17.螺钉，18.叶片，19，试样b。
具体实施方式
电机1及变速装置2固定在支架11上；旋转轮鼓3联结到轴13上；旋转轮鼓3为四棱柱体，其高度为150mm，边长为50mm；旋转轮鼓3的每个棱柱面上，倾斜安装一个矩形叶片18尺寸为80mm×150mm×10mm；每个棱柱面上的试样19由四个螺钉固定；蓄水容器12由有机玻璃制成，在容器上部有一个进水口14，一个出水口15；旋转轮鼓3四周装有垂直试样架5，其尺寸为420mm×210mm×10mm；试样架5距蓄水容器12底部及内壁的尺寸为5mm；
试样架5上课安放12块120mm*250mm的试样16，试样16正反面均为待试验的材料；通过调节变速装置2的转速，控制旋转轮鼓3的转速，以控制试样14和16与海水的相对冲刷程度；用水管7连接恒温装置8中的出水管9到蓄水容器12的入水口14上，入水管10到出水口15上；天然海水或人造海水注入到恒温装置8中，达到温度要求后，开启水泵，把海水通入蓄水容器12，等到海水温度达到要求并稳定后，打开电机，轮鼓开始旋转，定时观察、分析试样即可。
权利要求1.舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备，其特征在于，由支架(11)、电机(1)、变速装置(2)、带叶片(18)的旋转轮鼓(3)、蓄水容器(12)、试样架(5)和恒温装置(8)构成，电机(1)垂直固定在支架(11)上；电机(1)下方的输出轴联结到电机(1)下方固定在支架(11)上的变速装置(2)上；变速装置(2)的输出轴联结到旋转轮鼓(3)上；旋转轮鼓(3)位于蓄水容器(12)中央，旋转轮鼓(3)底端距蓄水容器(12)底面30-100mm；试样架(5)的四个支柱(6)粘接在蓄水容器(12)底面，试样架(5)下端距蓄水容器(12)底面3-5mm，试样架(5)外测距蓄水容器(12)内侧面3-5mm；恒温装置(8)出水管(10)联结到蓄水容器(12)的入水口(14)上，恒温装置(8)入水管(9)联结到蓄水容器(12)的出水口(15)上。
2.根据权利要求1所述的舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备，其特征在于，旋转轮鼓(3)的形状为四棱柱体，叶片(18)倾斜15°垂直粘接在旋转轮鼓(3)的柱面中央。
3.根据权利要求1所述的舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备，其特征在于，测试试样(19)由四个螺钉固定在旋转轮鼓(3)的叶片(18)向下侧面的中央位置；测试试样(19)长为75-120mm，宽为25-50mm，厚度为0.5-5mm。
4.根据权利要求1所述的舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备，其特征在于，测试试样(16)由四个螺钉(17)固定在试样架(5)上；测试试样尺寸(16)长为75-120mm，宽为25-50mm，厚度为0.5-5mm。
5.根据权利要求1所述的舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备，其特征在于，蓄水容器(12)是园形有机玻璃容器。
6.根据权利要求1所述的舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备，其特征在于，变速装置(2)是变速箱。
专利摘要舰船及海洋结构物材料海水可控温冲刷模拟试验设备属于材料性能测试技术领域。由电机、无级变速装置、带有叶片的旋转轮鼓、轮鼓四周垂直试样架、蓄水容器和恒温装置构成。天然海水或人造海水注入到恒温装置中，达到温度要求后，开启水泵，把海水通入蓄水容器，等到蓄水容器中的海水温度达到要求并稳定后，打开电机，轮鼓叶片开始旋转，流体运动同时对装在叶片上的试样和装在轮鼓四周试样的正反面产生三种状态冲刷作用。本实用新型能够更加真实地模拟舰船及海洋结构物材料及其防护涂层受到海水冲刷作用，方便快捷地测试评价新型海洋新材料的抗海水冲刷特性。本实用新型适用于测试评价所有受到流体冲刷作用的材料。
文档编号G01N19/00GK2854573SQ20052014611
公开日2007年1月3日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者齐育红, 张占平, 刘德良, 罗晓亮, 马永庆 申请人:大连海事大学