一种海水环境腐蚀性现场评价装置及方法与流程

：本发明属于海水腐蚀性评价，具体涉及一种海水环境腐蚀性现场评价装置及方法，基于现场采集的海水环境因素数据，对海水环境腐蚀性进行快速定性评级。

背景技术

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背景技术：

1、海水是一种强腐蚀性介质，金属材料作为各种海工装备的主要结构材料，于海水中长时间使用时，在海水各种因素的作用下，会发生不同程度的腐蚀破坏，进而对其使用性能产生影响。因此，需要对不同种类的金属材料在自然海水中开展全浸试验，通过计算分析腐蚀速率、点蚀深度等试验结果，对其在该海域实际环境下的耐蚀性进行评价，依据评价结果为材料的选择应用等提供依据。现有技术中的海水腐蚀性评价装置众多，例如，中国专利202110741643.1公开的一种海洋腐蚀模拟与监测系统，包括模拟装置子系统、监控设备子系统、中心设备子系统、本地终端子系统和远程终端子系统，模拟装置子系统用于开展单一变量参数、生物污损、多因素耦合的海洋腐蚀规律和腐蚀机理研究，监控设备子系统和中心设备子系统进行参数控制、数据采集处理、数据共享和实时监控；通过本地终端子系统、远程终端子系统组成数据收集控制终端，通过各种数据收集传感器，对各种关键环境参数和腐蚀数据进行实时原位测量；中国专利201910422917.3公开的一种多区带集成海水环境试验装置，包括全浸区试验框架、潮差区试验框架、飞溅区试验框架和试样框架，每个区带试验框架上均装载有试样框架，其中全浸区试验框架位于装置的最下部，潮差区试验框架位于装置的中间，潮差区试验框架下端通过高度可调的连接杆固定在全浸区试验框架的上面，飞溅区试验框架通过高度可调的连接杆固定在潮差区试验框架的上面；全浸区试验框架、潮差区试验框架、飞溅区试验框架之间的距离根据试验海域的高低潮位信息，通过高度可调的连接杆进行调整。中国专利201910125201.7公开的一种模拟海洋环境腐蚀的实验装置，包括蓄水池，蓄水池面对面的两侧壁上分别设有出水口和进水口，出水口和进水口均覆盖有滤网；所述蓄水池外还设有水泵和加热水槽，所述出水口、加热水槽、水泵与所述进水口通过水管依次连接相通；所述蓄水池的侧面上还设有通氧口，通氧口通过软管连接所述蓄水池外的制氧机。中国专利201510727773.4公开的一种模拟海水潮差区腐蚀的试验装置，包括设置在试样筒支架上的扁圆柱状的试样筒，所述的试样筒在其内部设置有一环形的试样架组件，该试样架组件呈紧靠试样筒内部的筒壁设置并固定，试样筒的顶部设置有盖板；所述的试样筒在其底部的中心位置开设有通孔，将一海水潮差区腐蚀模拟装置从该通孔装入，海水潮差区腐蚀模拟装置驱动试验溶液的液面升降并冲刷试样架组件的各个试样的表面；所述的试样筒与一试验溶液输送系统管路连接，该试验溶液输送系统对试样筒输入试验溶液并保持设定的恒温。然而，由于标准自然海水环境全浸试验方法通常要求将试验材料加工成试验样品，再以年为单位设定试验周期进行样品投放回收和处理，在人力、物力、时间和成本方面有较大消耗，无法全面覆盖近海海水环境，导致在对部分海水环境腐蚀性进行现场评价时缺乏参考，影响相关工作的开展。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种海水环境腐蚀性现场评价装置及方法，基于现场海水环境因素测试数据对海水腐蚀性进行快速定性评价，为金属材料在海水环境中的应用提供评价参照。

2、为了实现上述目的，本发明涉及的海水环境腐蚀性现场评价装置的主体结构为由上盖和下盖构成的空心式结构的壳体，壳体的外部设置有显示屏和操作按钮，内部设置有电连接的充电电池和集成电路板，充电电池与外接电源连接，集成电路板与环境因素数据采集探头连接；其中，操作按钮包括数据采集按钮、分级计算按钮和结果显示按钮；充电电池通过充电口与外接电源连接，集成电路板上集成有数据传输接口、数据采集模块、数据处理模块、分级计算模块、数据输出模块和数据库，通过数据传输接口与环境因素数据采集探头连接。

3、本发明涉及的壳体采用pp塑料材质进行开模；显示屏展示设备运行状态提示信息以及计算结果；数据采集按钮、分级计算按钮和结果显示按钮通过按动分别控制数据采集、分级计算和计算结果的显示切换；集成电路板实施采集数据读取、处理、计算和结果输出操作；数据传输接口与环境因素数据采集探头和上位机通信，分别进行数据采集指令下发、采集数据传输，以及数据库的更新；数据处理模块按照预置的数据解析规则及方法先对数据采集模块采集的原始数据进行解析，再计算解析后的数据平均值并进行归一化处理，生成计算数据样本；分级计算模块集成有腐蚀因子计算功能和腐蚀性评定功能：腐蚀因子计算功能通过调用数据库中预存的对不同材料分别进行计算获取的对应计算公式，结合采集的环境因素数据样本进行海水腐蚀因子计算，作为腐蚀性评定依据；腐蚀性评定功能是根据腐蚀因子计算结果，对数据库中预存的腐蚀性分级数据进行遍历检索，获取对应的腐蚀性等级以及关联的材料腐蚀速率阈值；数据库存储有预置材料的牌号成分、对应的近海海域腐蚀等级及相应腐蚀速率阈值、腐蚀因子计算公式等，供分级计算模块读取和调用；环境因素数据采集探头集成有环境因素采集传感器，按照预设采集频率对现场海水的海水环境因素数据进行实时原位采集，采集后的数据经数据采集模块读取后传输至数据处理模块。

4、本发明涉及的海水环境腐蚀性现场评价方法的具体工艺过程如下：

5、首先，将环境因素采集探头浸没于海水中，按下数据采集按钮，环境因素数据采集探头对现场海水环境因素数据进行实时采集和监测，浸没采集时间5分钟以上；

6、然后，再次按下数据采集按钮，停止数据采集，按下分级计算按钮，数据采集模块读取环境因素采集探头测量的海水环境因素数据，并传递至数据处理模块，数据处理模块进行解析及处理，生成计算数据样本，分级计算模块接收数据处理模块生成的计算数据样本，调用数据库中预存的腐蚀因子计算公式，计算获得腐蚀因子，再通过检索数据库中预存的腐蚀性等级体系确定计算结果所处的腐蚀性等级，同时读取对应等级下的材料腐蚀速率阈值，将结果传递至数据输出模块；

7、最后，按下结果显示按钮，数据输出模块将对应不同材料的海水腐蚀性评级结果及腐蚀速率阈值展示于显示屏上，通过按动结果显示按钮对不同材料对应的计算结果进行切换展示。

8、本发明与现有技术相比，基于现场测量海水环境因素数据，能够快速计算获取海水腐蚀性评价等级，并通过海水腐蚀性等级与材料腐蚀速率阈值进行关联，在试验数据不全的情况下提供相应的环境评价及材料选择应用参考，提高评价效率；其装置结构简单，使用和携带方便，方法原理科学可靠，评价耗时短，结果准确，应用于近海海域海水腐蚀性的快速评价，弥补试验数据不足的缺陷，能够及时准确的给出相应的材料腐蚀速率等信息。

技术特征：

1.一种海水环境腐蚀性现场评价装置，主体结构为由上盖和下盖构成的空心式结构的壳体，壳体的外部设置有显示屏和操作按钮，内部设置有电连接的充电电池和集成电路板，充电电池与外接电源连接，其特征在于，集成电路板与环境因素数据采集探头连接。

2.根据权利要求1所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，操作按钮包括数据采集按钮、分级计算按钮和结果显示按钮；充电电池通过充电口与外接电源连接，集成电路板上集成有数据传输接口、数据采集模块、数据处理模块、分级计算模块、数据输出模块和数据库，通过数据传输接口与环境因素数据采集探头连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，壳体采用pp塑料材质进行开模；显示屏展示设备运行状态提示信息以及计算结果；数据采集按钮、分级计算按钮和结果显示按钮通过按动分别控制数据采集、分级计算和计算结果的显示切换；充电电池为10000mah锂电池；充电口为type-c接口。

4.根据权利要求1或2所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，集成电路板实施采集数据读取、处理、计算和结果输出操作。

5.根据权利要求1或2所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，数据传输接口采用8针子母端口及螺旋锁扣，与环境因素数据采集探头和上位机通信，分别进行数据采集指令下发、采集数据传输，以及数据库的更新。

6.根据权利要求1或2所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，数据处理模块按照预置的数据解析规则及方法先对数据采集模块采集的原始数据进行解析，再计算解析后的数据平均值并进行归一化处理，生成计算数据样本；分级计算模块集成有腐蚀因子计算功能和腐蚀性评定功能：腐蚀因子计算功能通过调用数据库中预存的对不同材料分别进行计算获取的对应计算公式，结合采集的环境因素数据样本进行海水腐蚀因子计算，作为腐蚀性评定依据；腐蚀性评定功能是根据腐蚀因子计算结果，对数据库中预存的腐蚀性分级数据进行遍历检索，获取对应的腐蚀性等级以及关联的材料腐蚀速率阈值。

7.根据权利要求1或2所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，数据库存储有预置材料的牌号成分、对应的近海海域腐蚀等级及相应腐蚀速率阈值、腐蚀因子计算公式等，供分级计算模块读取和调用。

8.根据权利要求1或2所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，环境因素数据采集探头集成有环境因素采集传感器，按照预设采集频率对现场海水的海水环境因素数据进行实时原位采集，采集后的数据经数据采集模块读取后传输至数据处理模块。

9.根据权利要求2所述的一种海水环境腐蚀性现场评价装置，其特征在于，使用时，

技术总结
本发明属于海水腐蚀性评价技术领域，具体涉及一种海水环境腐蚀性现场评价装置及方法，评价装置的主体结构为由上盖和下盖构成的空心式结构的壳体，壳体的外部设置有显示屏和操作按钮，内部设置有电连接的充电电池和集成电路板，充电电池与外接电源连接，集成电路板与环境因素数据采集探头连接，评价方法是基于现场测量海水环境因素数据，快速计算获取海水腐蚀性评价等级，通过海水腐蚀性等级与材料腐蚀速率阈值进行关联，在试验数据不全的情况下提供相应的环境评价及材料选择应用参考，提高评价效率；其装置结构简单，使用和携带方便，方法原理科学可靠，评价耗时短，结果准确，应用于近海海域海水腐蚀性的快速评价。

技术研发人员：张彭辉,赵建仓,刘少通,白雪寒,程文华,丁康康
受保护的技术使用者：洛阳船舶材料研究所（中国船舶集团有限公司第七二五研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16