一种用于腐蚀裂纹扩展性能测试的环境模拟装置的制作方法

本发明涉及一种用于腐蚀裂纹扩展性能测试的环境模拟装置，属于试验测试技术领域。

背景技术：

工程材料与结构在使用过程中，都承受着交变载荷，会发生疲劳破坏，为保障其安全性，需要测试其疲劳性能，经多年技术发展，业已形成完善的疲劳性能测试标准；工程材料与结构也常常在腐蚀环境下服役使用，如在沿海或海上环境服役的飞机、船舶等长时间受到海水和盐雾的腐蚀，因此，必须测定其腐蚀裂纹扩展性能，用于评估其腐蚀裂纹扩展寿命。目前国内外已经公开的用于腐蚀裂纹扩展试验的腐蚀装置，普遍存在腐蚀液易泄漏、试验件装卸困难、腐蚀液面难于在腐蚀装置中保持稳定等缺点。为克服传统腐蚀装置的缺点，发明一种用于腐蚀裂纹扩展疲劳性能测试的环境模拟装置，由溶液箱、溶液循环泵、方桶形透明介质盒、流量控制阀、过滤器和试样等组成，通过各个子系统的合理而精巧配合和连接，简便、实用、精确地模拟了裂纹扩展性能试验的腐蚀环境，为腐蚀裂纹扩展性能测试提供技术支持和手段。

技术实现要素：

1、目的：本发明的目的在于提供一种用于腐蚀裂纹扩展性能测试的环境模拟装置，用于腐蚀环境下的疲劳裂纹扩展性能测试。

2、技术方案：一种用于腐蚀裂纹扩展性能测试的环境模拟装置，其特征在于：由溶液箱、溶液循环泵、方桶形透明介质盒、流量控制阀、过滤器和试样等组成。它们之间的连接关系为：方桶形透明介质盒通过顶、底部的橡胶塞固定安装在裂纹扩展性能测试的宽板试样上，试样的试验部位在试验过程中浸泡于腐蚀液；其进、出水口通过塑料导管分别连接腐蚀溶液循环泵和流量控制阀；溶液循环泵与溶液箱相连接，向方桶形透明介质盒输送溶液箱中的腐蚀液；流量控制阀安装在介质盒出水口处的塑料导管上，控制介质盒内的腐蚀液面高度；过滤器与流量控制阀连接，过滤试样的腐蚀产物，并将过滤的腐蚀液送回溶液箱，实现腐蚀溶液循环。

所述的溶液箱是桶式容器，装有进出口，其内盛放足够的腐蚀溶液，保证试验使用。

所述的溶液循环泵用于向方桶形透明介质盒输送溶液箱中的腐蚀液，保证试样的试验部位在试验过程中浸泡于腐蚀液。

所述的方桶形透明介质盒是透明有机玻璃制成的方桶形容器。试验时，通过顶、底部的橡胶塞，方桶形透明介质盒固定安装在裂纹扩展的宽板试样上，与其他形状容器相比，安装简便，易保持平衡和稳定。透明有机玻璃桶壁有利于清晰观测裂纹扩展状况。方桶形透明介质盒左、右两侧配有进水口和出水口，进水口通过塑料导管连接溶液循环泵，向介质盒注入腐蚀液；出水口与流量控制阀相连，控制介质盒内的腐蚀液面能够稳定在试验所需的高度。介质盒前后、表面配有带刻度的圆筒形读数放大镜，能够在不停机条件下，清晰判读裂纹扩展长度。介质盒顶、底部分别配有楔形橡胶塞，用于密封介质盒顶、底部，并将介质盒固定安装在试样上，即先将试样穿过介质盒，再穿过顶、底部橡胶塞中央的通孔，再将带有试样的橡胶塞分别塞入介质盒顶、底部，产生挤压变形，既能密封试样与橡胶塞之间、橡胶塞与介质盒玻璃桶壁之间的缝隙，避免腐蚀液从介质盒底部泄漏，隔绝介质盒与外界环境，防止介质盒内的腐蚀液受到污染，又能将介质盒固定安装在裂纹扩展试样上。

所述的流量控制阀可根据试样和腐蚀液液面的实际情况，控制介质盒出液口的流量和速度，能够简便控制介质盒中腐蚀液面的高度，保证试样的试验部位在试验过程中浸泡于腐蚀液。

所述的过滤器能够过滤由腐蚀液与试样发生电化学反应产生的腐蚀产物，防止腐蚀产物阻塞进、出水管，影响腐蚀疲劳试验效果。

3、优点及功效：本发明的环境模拟装置通过各子系统间的合理而精巧配合和连接，简便、实用、精确地模拟了裂纹扩展性能试验的腐蚀环境，为腐蚀裂纹扩展性能测试提供技术支持和手段。

附图说明

图1是疲劳裂纹扩展试样示意图。

图2是方桶形透明介质盒安装在裂纹扩展试样的示意图。

图2中：1.透明玻璃桶壁，2.楔形橡胶塞，3.楔形橡胶盖，4.进水口，5.出水口，6.带刻度的圆筒形读数放大镜。

图3是环境模拟装置示意图。

图3中：1.试样，2.方筒形介质盒，3.过滤器，4.溶液循环泵，5.溶液箱，6.流量控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式一：结合图1至图3说明本发明的具体实施方式。

本发明为一种用于腐蚀裂纹扩展性能测试的环境模拟装置，由溶液箱、溶液循环泵、圆桶形透明介质盒、流量控制阀、过滤器和试样等组成。在图3中方桶形透明介质盒2通过顶、底部的橡胶塞固定安装在裂纹扩展性能测试的宽板试样1上，试样1的试验部位在试验过程中浸泡于腐蚀液；其进、出水口通过塑料导管分别连接腐蚀溶液循环泵4和流量控制阀6；溶液循环泵4与溶液箱5相连接，向方桶形透明介质盒2输送溶液箱5中的腐蚀液；流量控制阀6安装在介质盒2出水口处的塑料导管上，控制介质盒2内的腐蚀液面高度；过滤器3与流量控制阀6连接，过滤试样1的腐蚀产物，并将过滤的腐蚀液送回溶液箱5，实现腐蚀溶液循环。

裂纹扩展试样如图1所示，为宽板状试样。方桶形透明介质盒如图2所示，方桶形透明介质盒是透明有机玻璃制成的方桶形容器。试验时，通过底部的橡胶塞2和顶部橡胶塞3，方桶形透明介质盒固定安装在裂纹扩展的宽板试样上，与其他形状容器相比，其安装简便，易保持平衡和稳定。透明有机玻璃桶壁1便于清晰观测裂纹扩展状况。方桶形透明介质盒左右两侧配有进水口4和出水口5，进水口4通过塑料导管连接溶液循环泵，向介质盒注入腐蚀液；出水口5与流量控制阀相连，控制介质盒内的腐蚀液面能够稳定在试验所需的高度。介质盒前后、表面配有带刻度的圆筒形读数放大镜6，能够在不停机条件下，清晰判读裂纹扩展长度。介质盒顶、底部分别配有楔形橡胶塞2和3，用于密封介质盒顶、底部，并将介质盒固定安装在试样上，即先将试样穿过介质盒，再穿过顶、底部橡胶塞2和3中央的通孔，再将带有试样的橡胶塞分别塞入介质盒顶、底部，产生挤压变形，既能密封试样与橡胶塞2和3之间、橡胶塞2和3与介质盒玻璃桶壁1之间的缝隙，避免腐蚀液从介质盒底部泄漏，隔绝介质盒与外界环境，防止介质盒内的腐蚀液受到污染，又能将介质盒固定安装在裂纹扩展试样上。所有配件按照图3示出的位置关系进行连接、配合和调试后，便可进行腐蚀疲劳性能测试。