CN206772789U - 一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，属于测试技术领域，用于测定材料及涂层在不同土壤环境下的腐蚀速率，其技术方案是，该试验装置构成中包括试验箱、土壤和土壤的理化特性调节***，所述土壤装在试验箱内，需要做耐腐蚀性测试的试样埋在试验箱中的土壤中，所述理化特性调节***的执行机构与试验箱连接。本实用新型的理化特性调节***可根据试验要求对选定土壤的温度、湿度、氧含量、PH值、杂散电流等能够影响管线材料和涂层腐蚀速率的因素进行闭环控制，实现管线埋地环境的精确模拟，大大提高了测试效率和测试结果的可靠性，为试样耐腐蚀性能的准确评价提供了有利条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种能够快速测定油气输送管及其涂层在不同土壤环境下腐蚀速率的试验装置，属于测试技术领域。
背景技术
随着国家输送油气管线长度的增加，埋地环境越来越复杂，迫切需要一种快速测定材料及涂层在不同土壤环境下腐蚀速率的试验装置，以确定材料的设计厚度，涂装方案，以及对各种涂层进行评价。土壤是气、液、固三相物质构成的混合体系，对埋在土壤内的各类材料的腐蚀十分复杂，而不同的土壤有着不同的物理化学特性，包括土壤的电阻率，含水量、透气性、酸碱度、有机质含量、管地电位等，这些理化因素都直接或间接影响着腐蚀速率。
目前使用的耐土壤腐蚀评价方法有以下几种：
1）综合评价法：先把土壤有关因素分项作出评价，并给出评价指数，将各指数累计起来，根据评价指数之和来评价土壤的腐蚀性，进而评价对材料的腐蚀性，其主要缺点是，评价指标为间接指标，无法直接对材料的耐腐蚀性进行评价。另外，该方法对不同土壤理化性质打分的标准过理想化，具有很大的局限性。
2）极化曲线法：极化曲线可以判断电极反应的特性及控制步骤，其主要缺点有：土壤中的电化学反应可能不止一对，有时极化曲线的Tafel区并不明显，外推法会导致较大的误差；只能对材料本身进行测量，不能测量材料在不同土壤环境下的腐蚀现象，具有局限性。
3）线性电阻技术：土壤腐蚀研究中常采用极化电阻Rp技术，其是在极化曲线自腐蚀电位附近作线性近似而得到的，其主要缺点有：进行线性近似时会带来一定的理论误差；考虑因素有限，不能模拟不同土壤条件下对材料的腐蚀，具有局限性。
综上所述，现有的耐腐蚀评价方法均存在一定的局限性，如何快速、准确地测定管线材料及涂层在不同土壤环境下的腐蚀速率，进而对材料及涂层的耐腐蚀性能做出准确评价，已成为亟待解决的难题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，以快速测定材料及涂层在不同土壤环境下的腐蚀速率。
本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：
一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，构成中包括试验箱、土壤和土壤的理化特性调节***，所述土壤装在试验箱内，需要做耐腐蚀性测试的试样埋在试验箱中的土壤中，所述理化特性调节***的执行机构与试验箱连接。
上述模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，所述理化特性调节***包括氧含量与湿度调节装置，所述氧含量与湿度调节装置包括氧含量测量探头、湿度测量探头、氧含量与湿度综合控制器、空压机、液箱、离心泵和喷头，所述氧含量测量探头和湿度测量探头均插在试验箱中的土壤中，它们的信号输出端接氧含量与湿度综合控制器的不同输入端，所述空压机的排风管与试验箱底部的镶嵌着透气砖的通孔连接，所述喷头安装在试验箱内部上方，所述离心泵的进液管接液箱，排液管接喷头，空压机和离心泵的控制端接氧含量与湿度综合控制器的不同输出端。
上述模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，所述理化特性调节***包括温度闭环控制装置，所述温度闭环控制装置包括温度闭环控制器、测温探头和电阻式加热器，所述测温探头插在土壤中，其温度信号输出端接温度闭环控制器的输入端；所述电阻式加热器安装在试验箱的侧壁上并通过电缆与温度闭环控制器的输出端连接。
上述模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，所述理化特性调节***包括交流电压控制装置，所述交流电压控制装置包括交流电电压控制器和两个电极，两个电极埋在试验箱中的土壤中并分别位于试样的两侧，每个电极通过导线与交流电电压控制器的一个输出极连接。
上述模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，所述测温探头，氧含量测量探头、湿度测量探头***土壤的深度与试样埋入深度相同。
上述模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，所述喷头设置多个，它们沿土壤的表面均匀分布。
本实用新型的理化特性调节***可根据试验要求对选定土壤的温度、湿度、氧含量、pH值、杂散电流等能够影响管线材料和涂层腐蚀速率的因素进行闭环控制，实现管线埋地环境的精确模拟，大大提高了测试效率和测试结果的可靠性，为试样耐腐蚀性能的准确评价提供了有利条件。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中标记如下：1、温度闭环控制器，2、交流电电压控制器，3、空压机，4、透气砖，5、氧含量与湿度综合控制器，6、液箱，7、离心泵，8、氧含量测量探头，9、湿度测量探头，10、测温探头，11、电极，12、电阻式加热器，13、喷头，14、试验箱，15、土壤。
具体实施方式
参看图1，本实用新型主要包括试验箱14、土壤15和理化特性调节***，其中，理化特性调节***包括由温度闭环控制器1、测温探头10和电阻式加热器12构成的温度闭环控制装置，由交流电电压控制器2和两个电极11构成的交流电压控制装置，以及由空压机3、透气砖4、氧含量与湿度综合控制器5、液箱6、离心泵7、氧含量测量探头8、湿度测量探头9和喷头13构成的氧含量与湿度调节装置。
测温探头10插在土壤中，测量土壤的温度，并通过导线将温度信号传递给温度闭环控制器1，温度闭环控制器1将温度信号与预设值相比较，并控制电阻式加热器12对土壤进行加热，实现对温度的闭环控制。
电极11埋在土壤中，通过导线与交流电电压控制器2相连，交流电电压控制器2将预设的电压输出到两个电极11上，实现对电压的控制。
氧含量测量探头8插在土壤中，通过导线将信号传递给氧含量与湿度综合控制器5，氧含量与湿度综合控制器5通过与预设值的比较，控制空压机3的运行，空压机3通过管件和透气砖4将空气输入到试验箱14内的土壤中，实现对氧含量的闭环控制。湿度测量探头9插在土壤中，测量土壤中的湿度，通过导线将信号传递给氧含量与湿度综合控制器5，氧含量与湿度综合控制器5通过与预设值的比较，控制离心泵7的运行，离心泵7将液体从液箱6中抽出，再通过喷头13喷洒到土壤上，实现对湿度的闭环控制。
液箱6里的液体可以通过添加酸、碱、盐来调节pH值及离子浓度，实现对溶液的控制。
本实用新型的工作过程如下：
首先根据实验目的选定土壤，将土壤放置在试验箱内，确定实验的pH值，将调配好的液体倒入液箱；确定实验温度，将温度设定在温度闭环控制器1内；确定实验预计的交流电电压，输入到交流电电压控制器2；确定氧含量与湿度，输入到氧含量与湿度控制器5内，整体设置完毕后，将试样放置在土壤中，测温探头10，氧含量测量探头8、湿度测量探头9***土壤的深度与试样埋入深度相同，然后进行测试。
本实用新型的实施例如下：
实施例1
选取红土土壤，放置在试验箱内，确定实验的pH值为8，使用NaOH将液体调制到拟用的碱度，将液体倒入液箱6，为加速实验反应，确定实验温度为40℃，将温度设定在温度闭环控制器1内，确定实验预计的交流电电压为150V，将数值输入到交流电电压控制器2中，确定氧含量为15%、湿度为20%RH，输入到氧含量与湿度控制器5内，整体设置完毕后，将试样放置在土壤中，测温探头10，氧含量测量探头8、湿度测量探头9***土壤的深度与试样埋入深度相同，然后进行测试。测温探头10测量土壤的温度，通过导线将信号传递给温度闭环控制器1，温度闭环控制器1将信号与预设值相比较，并控制电阻式加热器12进行加热，实现对温度的闭环控制。电极11埋在土壤中，通过导线与交流电电压控制器2相连，交流电电压控制器2将预设的电压输出到电极11上，实现对电压的控制。其中氧含量测量探头8通过导线将信号传递给氧含量与湿度综合控制器5，氧含量与湿度综合控制器5通过与预设值的比较，控制空压机3的运行，空压机3将空气通过管件与透气砖4相连将空气输入到试验箱14的土壤中，达到对氧含量的闭环控制。湿度测量探头9插在土壤中，测量土壤中的湿度，通过导线将信号传递给氧含量与湿度综合控制器5，氧含量与湿度综合控制器5通过与预设值的比较，控制离心泵7的运行，离心泵7将液体从液箱6内抽出，通过管件进入喷头13，达到对湿度的闭环控制。
实施例2
选取棕色土壤，放置在试验箱内，确定实验的pH值为6，使用HCl将液体调制到拟用的酸度，将液体倒入液箱6，为加速实验反应，确定实验温度为50℃，将温度设定在温度闭环控制器1内，确定实验预计的交流电电压为200V，将数值输入到交流电电压控制器2中，确定氧含量为20%、湿度为30%RH，输入到氧含量与湿度控制器5内，整体设置完毕后，将试样放置在土壤中，测温探头10，氧含量测量探头8、湿度测量探头9***土壤的深度与试样埋入深度相同，然后进行测试。测温探头10测量土壤的温度，通过导线将信号传递给温度闭环控制器1，温度闭环控制器1将信号与预设值相比较，并控制电阻式加热器12进行加热，实现对温度的闭环控制。电极11埋在土壤中，通过导线与交流电电压控制器2相连，交流电电压控制器2将预设的电压输出到电极11上，实现对电压的控制。其中氧含量测量探头8通过导线将信号传递给氧含量与湿度综合控制器5，氧含量与湿度综合控制器5通过与预设值的比较，控制空压机3的运行，空压机3将空气通过管件与透气砖4相连将空气输入到试验箱14的土壤中，达到对氧含量的闭环控制。湿度测量探头9插在土壤中，测量土壤中的湿度，通过导线将信号传递给氧含量与湿度综合控制器5，氧含量与湿度综合控制器5通过与预设值的比较，控制离心泵7的运行，离心泵7将液体从液箱6内抽出，通过管件进入喷头13，达到对湿度的闭环控制。
Claims (5)
1.一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，其特征是，构成中包括试验箱（14）、土壤（15）和土壤（15）的理化特性调节***，所述土壤（15）装在试验箱（14）内，需要做耐腐蚀性测试的试样埋在试验箱（14）中的土壤（15）中，所述理化特性调节***的执行机构与试验箱（14）连接；
所述理化特性调节***包括氧含量与湿度调节装置，所述氧含量与湿度调节装置包括氧含量测量探头（8）、湿度测量探头（9）、氧含量与湿度综合控制器（5）、空压机（3）、液箱（6）、离心泵（7）和喷头（13），所述氧含量测量探头（8）和湿度测量探头（9）均插在试验箱（14）中的土壤（15）中，它们的信号输出端接氧含量与湿度综合控制器（5）的不同输入端，所述空压机（3）的排风管与试验箱（14）底部的镶嵌着透气砖（4）的通孔连接，所述喷头（13）安装在试验箱（14）内部上方，所述离心泵（7）的进液管接液箱（6），排液管接喷头（13），空压机（3）和离心泵（7）的控制端接氧含量与湿度综合控制器（5）的不同输出端。
2.根据权利要求1所述的一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，其特征是，所述理化特性调节***包括温度闭环控制装置，所述温度闭环控制装置包括温度闭环控制器（1）、测温探头（10）和电阻式加热器（12），所述测温探头（10）插在土壤（15）中，其温度信号输出端接温度闭环控制器（1）的输入端；所述电阻式加热器（12）安装在试验箱（14）的侧壁上并通过电缆与温度闭环控制器（1）的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，其特征是，所述理化特性调节***包括交流电压控制装置，所述交流电压控制装置包括交流电电压控制器（2）和两个电极（11），两个电极（11）埋在试验箱（14）中的土壤（15）中并分别位于试样的两侧，每个电极（11）通过导线与交流电电压控制器（2）的一个输出极连接。
4.根据权利要求3所述的一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，其特征是，所述测温探头（10），氧含量测量探头（8）、湿度测量探头（9）***土壤（15）的深度与试样埋入深度相同。
5.根据权利要求4所述的一种模拟土壤腐蚀试验的室内加速试验装置，其特征是，所述喷头（13）设置多个，它们沿土壤（15）的表面均匀分布。
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