循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的制作方法

本实用新型属于航空测试技术领域，用于检验金属的耐腐蚀性能,对比金属疲劳寿命的变化，具体是指一种循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱。

背景技术：

在航空领域，金属结构件的耐腐蚀性能对飞机整体的结构强度具有重大的影响，将直接影响飞机的使用寿命。为了比较快速的得到金属结构件耐腐蚀性能实验数据,在设计金属结构件时,对于金属腐蚀的实验通常在腐蚀环境箱中进行，可以加快腐蚀速度。

目前，市面上的腐蚀环境箱都是盐雾环境箱，利用盐雾对结构件进行腐蚀，但是，目前在我国航空领域，盐雾腐蚀的当量转换关系并不明确，不能精确地构建具体年限的腐蚀情况。而盐水浸泡腐蚀则形成了相对成熟的体系，当量转换关系明确，用盐水溶液腐蚀可以参考之前的相关权威试验。目前在各大研究所或高校的实验室，盐水浸泡腐蚀采用手动控制，将结构件从不同的环境来回搬运来达到试验的目的。这样自动化程度低，人工成本大，操作复杂，由于人为因素的影响还会造成一定的实验误差。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的问题，公开了一种循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱，提出循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的技术方案，在相对成熟的盐水浸泡腐蚀方面提供了更为高效简便的实验处理方法。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型的一种循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱，包括主框架，主框架底部设置有蒙皮。主框架上端架空设置有储水箱与实验箱，且储水箱的位置高于实验箱，储水箱高于实验箱一定位置，方便耐酸碱电磁阀打开后溶液可以自由流向实验箱，且可流尽。主框架、储水箱、实验箱材料均耐酸碱腐蚀。储水箱侧壁连接有控制箱；储水箱下端架空部分设置有耐酸碱磁力泵、耐酸碱电磁阀、加湿器以及气泵；所述的耐酸碱磁力泵的进水端与实验箱底部相连，出水端与储水箱底部相连；所述的耐酸碱电磁阀的进水端与储水箱底部相连，出水端与实验箱底部相连；所述的加湿器与实验箱相连。

储水箱与实验箱固定于主框架中。耐酸碱磁力泵通过4个螺栓与焊接在主框架底部的蒙皮相连。控制箱由4个螺栓与主框架相连。

进一步，所述的耐酸碱磁力泵的进水端与实验箱底部的孔相连，出水端与储水箱底部的孔相连；所述的耐酸碱电磁阀的进水端与储水箱底部的孔相连，出水端与实验箱底部的孔相连；所述的加湿器通过导管与实验箱背部的孔相连。

进一步，所述的储水箱底部还通过孔连接有耐酸碱放水阀门A；实验箱底部还通过孔连接有耐酸碱放水阀门B，连接方式均为螺栓连接。

进一步，所述的主框架底部四角设置有万向轮。

进一步，所述的储水箱、实验箱的外部附件包括分别位于储水箱、实验箱顶端的储水箱箱盖、实验箱箱盖，分别通过储水箱铰链、实验箱铰链连接；所述的储水箱箱盖、实验箱箱盖具有135°的顶角；所述的实验箱箱盖的中部位置还设置有一个观察口盖。

进一步，所述的储水箱内部包括液体加热器，温度传感器，温度散播装置，由于水的比热较大，溶液加热时温度传播极为缓慢 ，溶液内部往往受热不均，通过向溶液中通空气来模拟100°C水沸腾时的场景，温度散播装置可以使溶液加热更为均匀；所述的温度散播装置包括气泡石、软管和气泵，气泵功率可调，位于耐酸碱磁力泵旁边，放置在焊接在框架底部的蒙皮上，所述的软管一端在储水箱内部连接气泡石、另一端在储水箱外部连接气泵；所述的气泡石位于储水箱底部，环绕于液体加热器四周，软管上还装有单向阀，以防止溶液的倒流。

进一步，所述的实验箱内部包括温湿度传感器，远红外灯加热器，液位控制开关，试件架；所述的液位控制开关通过螺栓与焊接在箱体正面的L型角片连接固定；所述的远红外灯加热器分别安装在实验箱箱盖的四周，远红外灯加热器具有防水防爆功能，与防水灯座相连。

进一步，所述的远红外灯加热器通过灯座安装在箱盖的加强筋上；高温导线从加强筋内部穿过与箱外接线端子相连，加强筋与灯座周围用硅胶密封完好.

进一步，所述的试件架呈平面网格状四周折边，共两层；一层紧靠箱背面，另一层离箱正面一定距离放置在实验箱中，且两层都通过挡块固定于实验箱内部。

进一步，所述的控制箱内部包括plc控制器、电源、两个中间继电器、带漏电保护器的空气开关，且都与控制箱内部壁板通过导轨相连，控制箱表面面板上安装有温度控制器及温湿度控制器。其中plc控制器由24v的电源电源供电，可实现延时、日历定时、逻辑控制等指令，且自带过零检测功能，大大降低了开关噪声，提高控制器使用寿命。

本实用新型与现有技术的有益效果在于：

1）本专利实用新型的腐蚀环境箱，创新性的采用盐水溶液腐蚀，解决了传统技术中利用盐雾腐蚀的当量转换关系不明确，不能精确地构建具体年限的腐蚀情况的问题，本实用新型装置可以实现与之前权威实验的当量比较与转换，在有对比的情况下，更准确的模拟出金属腐蚀后的使用寿命，为我国航空测试技术领域提供基础设备支持。

2）环境箱的框架结构，箱体及内部零件都为可拆卸连接，安装可靠，结构简单，易于维护。且底部装有万向轮，移动方便，可自由选择合适地点完成实验。

3）温度散播装置的创新，传统的搅拌机搅拌空间占用率高，结构复杂，修理难度大；本实用新型采用气泵通空气，以此模拟水沸腾时的场景，使水加热更为均匀，简化了实验装置，维护方便。

4）通过本实用新型的装置，试验全程都由plc程序控制，时间控制精准，时间及温湿度参数都可修改。实验结果准确，降低了人为因素带来的误差，且降低了人工成本。

5）plc控制器及中间继电器安装在控制箱内部壁板导轨上，壁板可拆卸，易于维护。控制箱接地且内部装有漏电保护器，大大增强了实验的安全性及零件的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的整体视图；

图2为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的储水箱剖视图；

图3为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的储水箱底部示意图；

图4为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的实验箱剖视图；

图5为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的实验箱底部示意图；

图6为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的实验箱顶盖示意图；

图7 为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的控制箱内部分布图；

图8为本实用新型循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱的流程示意图；

其中，1-主框架，2-储水箱，3-实验箱，4-耐酸碱磁力泵，5-耐酸碱电磁阀，6-万向轮，7-加湿器，8-控制箱，9-储水箱箱盖，10-储水箱铰链，11-实验箱铰链，12-实验箱箱盖，13-液体加热器，14-温度传感器，15-单向阀，16-气泡石，17-软管，18-挡块，19-温湿度传感器，20-远红外灯加热器，21-液位控制开关，22-试件架，23- L型角片，24-加强筋，25-观察口盖，26- plc控制器，27-电源，28-中间继电器，29-带漏电保护器的空气开关，30-蒙皮，31-气泵，32-温度控制器，33-温湿度控制器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型的一种循环控制耐酸碱盐水溶液腐蚀环境箱包括主框架1，储水箱2，实验箱3，耐酸碱磁力泵4，耐酸碱电磁阀5，万向轮6，加湿器7和控制箱8。耐酸碱磁力泵4、耐酸碱电磁阀5、加湿器7设置在主框架1底部的蒙皮30上。储水箱2与实验箱3固定于主框架1中，且储水箱2高于实验箱3一定位置，方便耐酸碱电磁阀5打开后溶液可以自由流向实验箱3，且可流尽。主框架1，储水箱2，实验箱3材料均耐酸碱腐蚀。耐酸碱磁力泵4通过四个螺栓与焊接在主框架1底部的蒙皮30相连。控制箱8由4个螺栓与主框架1相连。

如图3以及图5所示，图3为本实用新型的储水箱底部示意图，底部分别设置有孔1-1、孔1-2、孔1-3；图5为本实用新型环境箱的实验箱底部示意图，底部分别设置有孔2-1、孔2-2、孔2-3。

储水箱2外部附件包括位于储水箱顶端的储水箱箱盖9，储水箱箱盖9具有135°的顶角，它与储水箱2的连接由位于箱体后端的储水箱铰链10完成。耐酸碱磁力泵4进水口通过导管与实验箱3底部的孔2-1相连，出水口与储水箱2底部的孔1-1相连，连接方式均为螺栓连接。耐酸碱电磁阀5进水端与储水箱2底部的孔1-2相连，出水端与实验箱2底部的孔2-2相连，耐酸碱放水阀门A与储水箱2底部的孔1-3相连，连接方式为螺栓连接。

实验箱3外部附件包括位于环境箱顶端的实验箱箱盖12，实验箱箱盖12具有135°的顶角，它与实验箱3的连接由位于箱体后端的实验箱铰链11完成。如图6所示，实验箱箱盖12的中部位置设置有一个观察口盖25。实验箱3背部有一孔2-4，外接一导管与加湿器7相连，加湿器7放置在储水箱2底部。耐酸碱放水阀门B与实验箱底部的孔2-3相连，连接方式为螺栓连接。

如图2以及图4所示，图2为本实用新型储水箱内部剖视图，图4为实验箱剖视图。储水箱2内部包括液体加热器13，温度传感器14，温度散播装置。温度散播装置由气泡石16、软管17和气泵组成，气泡石16共计4个，位于储水箱2底部，环绕于液体加热器13四周。软管17分别与气泡石16和气泵相连，软管17装有单向阀15，以防止溶液的倒流；气泵功率可调，位于耐酸碱磁力泵4旁边，放置在焊接在框架底部的蒙皮30上。

实验箱3内部包括温湿度传感器19，远红外灯加热器20，液位控制开关21，试件架22等组件。液位控制开关21通过螺栓与焊接在箱体正面的L型角片23连接固定。远红外灯加热器20共四个，分别安装在实验箱箱盖12的四周，远红外灯加热器20具有防水防爆功能，与防水灯座相连，灯座安装在箱盖的4条加强筋24上，高温导线从加强筋内部穿过与箱外接线端子相连，加强筋与灯座周围用硅胶密封完好。试件架22材料为不锈钢，平面网格状四周折边，共两层，一边紧靠箱背面，另一边离箱正面一定距离放置在实验箱中挡块18上方。

如图7所示，图7 为本实用新型控制箱内部分布图，控制箱内部由plc控制器26，24v电源27，两个中间继电器28，带漏电保护器的空气开关29组成，且都与控制箱内部壁板通过导轨相连。

如图8所示，图8为利用本实用新型环境箱的结构及实施效果的流程示意图。开展预腐蚀对结构寿命影响时所用的加速试验环境谱，由两部分构成：（1）酸性NaCl溶液浸泡；采用5%的NaCl溶液中加入少量稀H2SO4，使PH值达到4.0～4.5，溶液温度40°C左右，以模拟盐雾和酸性气体的作用。（2）温湿环境下表面溶液的烘干过程；在40°C左右及RH=90%～95%湿度下，用远红外灯照射烘干试件，以模拟潮湿空气及凝露的作用过程。一个加速周期可由30～60分钟组成，浸泡时间约占其中1/4～1/3。

具体实施步骤：

步骤一：配置质量分数为5%和PH值为4.0～4.5的酸性NaCl溶液倒入储水箱2中，并将待测试验件放在实验箱的试件架22上；

步骤二：打开电源，在控制面板上设定储水箱2中溶液和实验箱3中的烘干温度40°C±2及湿度RH=90%～95%；

步骤三：取一个加速周期为45min，其中浸泡时间为15min，烘干时间为30min，在对应的程序中设置浸泡、烘干时间及对应的循环次数；

步骤四：启动程序，本装置工作时，首先储水箱3中液体加热器13开始给溶液加温，温度散播装置也随之打开，使溶液受热均匀。30min后，液体加热器13和温度散播装置关闭。耐酸碱电磁阀5打开，溶液从储水箱2流向实验箱3，储水箱2中溶液2min之内流尽，耐酸碱电磁阀5关闭，该过程为时间控制；

步骤五：试件在溶液中浸泡15min后耐酸碱磁力泵4打开抽水，溶液从实验箱3抽向储水箱2。当液面低于液位控制开关21时，耐酸碱磁力泵4停止抽水。延时5s，储水箱2中液体加热器13开始给溶液加温，温度散播装置随之打开，同时实验箱3中远红外灯加热灯20和加湿器7打开。试件在实验箱3内温度40ºC±2及湿度RH=90%～95%的条件下烘干。30min后，液体加热器13和温度散播装置关闭，耐酸碱电磁阀5打开。待所有循环运行完毕后，程序关闭。

步骤六：试验结束后，关闭电源，并用清水将储水箱2和实验箱3内清理干净。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。