一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置

本发明属于金属的腐蚀与防护，具体涉及一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，用于金属在压应力条件下的原位电化学测试。

背景技术：

1、应力作为影响金属构件可靠性的主要外部因素，目前存在一些关于“力学化学”效应对合金腐蚀影响的研究。一般认为应力对合金腐蚀的影响分为两方面，一方面是外加应力的存在使合金表面的钝化膜发生破裂，钝化膜失去对基体的保护作用，从而使合金耐蚀性降低。另一方面人们认为外加应力的存在提高了金属的化学位，从而使金属本身的活性升高，更容易发生腐蚀。在弹性应力下，金属内部没有位错的运用，仅仅表现为晶内原子间距的改变。而在塑性应力下，由于金属在服役过程中不仅承受巨大的塑性压应力，还不可避免地受到环境腐蚀，因此在力学-化学的双重作用下，导致合金的整体性能表现大大减弱，并且塑性压应力腐蚀是多方作用下的一种失效情况，在现实场景中，应力腐蚀会在无任何迹象的情况下致使金属结构突然断裂，很难被监测发现，使部件在服役过程中面临巨大安全隐患，所以设计一种用于金属在压应力条件下的原位电化学测试装置，无论是对于研究结果可信度还是研究结果准确度的提升均具有重大意义。

2、关于金属在压应力条件下的电化学腐蚀机理研究，国内外也发明了一些装置，但仅可以进行应力条件下的拉伸或弯曲实验，主要是从试样的断口形貌、应力应变曲线等参数来进行研究。而针对试样在溶液及应力同时存在的实验环境内，原位的反映阴阳极电化学反应阻力的动电位极化曲线测试、腐蚀程度强弱的电偶电流测试等，以及界面特征测试，如原位的反映不同应力状态下的交流阻抗图谱测试等还鲜见相关研究装置及研究成果报道。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，可原位的研究施加压应力后金属的腐蚀热力学和动力学特性以及界面特征，具有结构简单、试验方便、数据准确的特点。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，包括防水滑动活塞、液压压力机、储水箱、测位板、可旋转数显测微尺、可旋转传感器定位板；侧壁板一与侧壁板二焊接于底座上表面，侧壁板一与侧壁板二的上部由滑杆一与滑杆二连接；液压压力机位于侧壁板一的右侧，滑杆一与滑杆二的中间；可旋转数显测微尺、测位板与滑杆二滑动连接；可旋转传感器定位板与滑杆一滑动连接，可旋转传感器定位板上设有辅助电极孔、参比电极孔、工作电极孔；储水箱位于侧壁板二的左侧；防水滑动活塞从正中央贯通储水箱右箱壁，储水箱左箱壁正中央与防水滑动活塞对应的位置设有有机玻璃加长块；实验试样位于测位板与有机玻璃加长块之间；储水箱底部设有放水阀。

3、所述的防水滑动活塞、实验试样与有机玻璃加长块同轴。

4、所述的储水箱位于底座之上，侧壁板二的左侧，液压压力机位于侧壁板一的右侧。

5、所述的储水箱、有机玻璃加长块、可旋转传感器定位板、测位板均为亚克力玻璃钢材料。

6、所述的侧壁板一、侧壁板二、底座均为铸铁材料。

7、所述的滑杆一、滑杆二均为不锈钢材料。

8、本发明的有益效果是：

9、与现有技术相比，本发明模拟了金属在被施加应力时发生腐蚀的实际情况。通过在压力机、防水滑动活塞与有机玻璃加长块同轴，将试样置于储水箱的腐蚀介质中，构成了压应力下腐蚀实验环境。利用电化学工作站，可以原位实时测量金属的腐蚀电位、电偶电流、极化曲线和交流阻抗等。通过对测量的电化学数据拟合分析，研究金属在压应力条件下腐蚀的热力学、动力学以及成膜机理，具有结构简单、试验方便、数据准确的特点。

10、本发明可以直接为压应力服役工况下金属耐蚀性的评价提供理论基础和数据支撑。因此，本发明对于延长压应力服役工况下金属的服役年限、保障构建的安全运行，以及减少金属腐蚀对环境的污染、降低维护成本具有重要作用。

技术特征：

1.一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，其特征在于，包括防水滑动活塞（1）、液压压力机（2）、储水箱（3）、测位板（4）、可旋转数显测微尺（5）、可旋转传感器定位板（15）；侧壁板一（16）与侧壁板二（17）焊接于底座（11）上表面，侧壁板一（16）与侧壁板二（17）的上部由滑杆一（7）与滑杆二（8）连接；液压压力机（2）位于侧壁板一（16）的右侧，滑杆一（7）与滑杆二（8）的中间；可旋转数显测微尺（5）、测位板（4）与滑杆二（8）滑动连接；可旋转传感器定位板（15）与滑杆一（7）滑动连接，可旋转传感器定位板（15）上设有辅助电极孔（13）、参比电极孔（12）、工作电极孔（14）；储水箱（3）位于侧壁板二（17）的左侧；防水滑动活塞（1）从正中央贯通储水箱（3）右箱壁，储水箱（3）左箱壁正中央与防水滑动活塞（1）对应的位置设有有机玻璃加长块（6）；实验试样（9）位于测位板（4）与有机玻璃加长块（6）之间；储水箱（3）底部设有放水阀（10）。

2.根据权利要求1所述的一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，其特征在于，所述的防水滑动活塞（1）、实验试样（9）与有机玻璃加长块（6）同轴。

3.根据权利要求1所述的一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，其特征在于，所述的储水箱（3）位于底座（11）之上。

4.根据权利要求1所述的一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，其特征在于，所述的储水箱（3）、有机玻璃加长块（6）、可旋转传感器定位板（15）、测位板（4）的材料均为亚克力玻璃钢。

5.根据权利要求1所述的一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，其特征在于，所述的侧壁板一（16）、侧壁板二（17）、底座（11）均为铸铁材料。

6.根据权利要求1所述的一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，其特征在于，所述的滑杆一（7）、滑杆二（8）均为不锈钢材料。

技术总结
一种施加压应力的原位电化学腐蚀试验装置，包括防水滑动活塞、底座；侧壁板一与侧壁板二焊接于底座上表面，侧壁板一与侧壁板二的上部由滑杆一与滑杆二连接；液压压力机位于侧壁板一的右侧，滑杆一与滑杆二的中间；可旋转数显测微尺与侧位板滑动于滑杆一上；可旋转传感器定位板滑动于滑杆二上，可旋转传感器定位板上开有辅助电极孔、参比电极孔、工作电极孔；储水箱位于侧壁板二的左侧；防水滑动活塞贯通储水箱右端，储水箱左端设有机玻璃加长块；试样位于测位板与有机玻璃加长块之间；储水箱连接放水阀；液压压力机推动防水滑动活塞与测位板向右侧滑动，使试样产生应变，可旋转数显测微尺测出滑动距离；具有结构简单、试验方便、数据准确的特点。

技术研发人员：王萍,刘乐乐,王少青,马群,李建平,王毅梦,李伟明,赵耀,王哲,常丽,许敏
受保护的技术使用者：西安工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15