[0003] 本发明的目的在于提供材料腐蚀速率与壁面润湿特性测试系统,通过变更多种参量来研究材料的润湿性、腐蚀性及其之间的关系,如:材料与溶液间的润湿速度、初始接触角(液滴接触试件表面时接触点的切线方向与试件表面的夹角)θ及材质(如10#碳钢、20#碳钢、316L以及Incoloy 825等)、粗糙度、液体物性(粘度、密度等)、液滴尺寸等因素的影响规律。本发明也可以用于研究油膜对水润湿、腐蚀及其之间关联性的阻尼特性、前后液滴相互影响规律、材料耐蚀特性、材料处理工艺、防腐涂层效果等评价,这些研究将为工程提供重要的理论依据和实践指导。
[0004] 为了解决是上述技术问题,采用如下技术方案:
[0005] 材料腐蚀速率与壁面润湿特性测试系统,其特征在于:包括控制终端、水润湿测试仪及电化学工作站,水润湿测试仪包括分液漏斗、玻璃罩及试件支架,分液漏斗的下端穿入玻璃罩内的容腔,分液漏斗上设有电动阀门;玻璃罩内安装试件支架,试件支架上夹持有电极,电极连接电化学工作站;电动阀门与电化学工作站均连接控制终端。
[0006] 进一步,该测试系统还包括有高速摄影机,高速摄影机对准电极,高速摄影机连接控制终端。
[0007] 进一步,玻璃罩顶部设有密封盖,分液漏斗的下端贯穿密封盖。该密封盖可打开或关闭,在打开状态下方便测试人员调整试件支架与电极,提高测试精确度;在关闭状态下,密封盖具有较高的密封性,可防止实验液体的挥发。
[0008] 进一步,密封盖上连接有漏斗支架,漏斗支架支撑放置分液漏斗。漏斗支架用于放置分液漏斗,结构稳定且牢固;分液漏斗可随时拿取,方便操作。
[0009] 进一步,密封盖与玻璃罩之间放置有密封垫圈。密封垫圈填补密封盖与玻璃罩之间的缝隙,进一步提高密封盖与玻璃罩之间的密封性。
[0010] 进一步,玻璃罩内固定有支架导轨与刻度尺,刻度尺设于支架导轨旁,支架导轨与刻度尺相互配合,支架导轨连接试件支架,支架导轨连接控制终端。刻度尺直接和支架导轨通过强力胶固定在玻璃罩上,在测试之前可以根据实验要求参考刻度尺对试件支架与电极进行上下的高度调节,满足测试的硬性要求,使得测试结果更为精准,该测试系统适用于多种测试条件。
[0011] 进一步,试件支架包括旋转支撑杆、试件夹持器及导轨滑块,旋转支撑杆的一端连接导轨滑块,旋转支撑杆可相对于导轨滑块旋转,旋转支撑杆的另一端连接试件夹持器,导轨滑块连接于支架导轨上,试件夹持器夹持电极。试件夹持器易于夹持或取下电极,夹持力较大,夹持牢固。导轨滑块连接支架导轨,使得支架导轨通过试件支架带动电极上下移动,结构简单,表面摩擦力小,滑动顺畅;旋转支撑杆能够相对于导轨滑块旋转,从而调整电极角度,满足测试的角度倾斜要求,使得测试结果更为精准,该测试系统适用于多种测试条件。
[0012] 进一步,导轨滑块在连接旋转支撑杆处设有刻度盘,刻度盘周向设置。可参照刻度盘进行量化的角度调节,精确控制倾斜度。
[0013] 进一步,玻璃罩的底部设有导水槽,玻璃罩底部的一侧设有排水阀门,导水槽向排水阀门倾斜。通过导水槽可以暂时存储实验废液,实验结束后可以通过排水阀门将废液排空,对废液进行集中处理,防止其影响实验环境。
[0014] 进一步,电极包括工作电极、参比电极与对电极,电极的上层为工作电极,电极的下层为参比电极与对电极,对电极上设有绝缘体。本发明采用双层电极形式测试腐蚀速率。其中,上层为工作电极,下层为参比电极和对电极。该电极结构可以测量不同流动或润湿特征下腐蚀信号,避免工作电极上局部碰撞或紊流干扰参比电极。
[0015] 由于采用上述技术方案,具有以下有益效果:
[0016] 本发明为材料腐蚀速率与壁面润湿特性测试系统,通过变更多种参量来研究材料的润湿性、腐蚀性及其之间的关系,如:材料与溶液间的润湿速度、初始接触角(液滴接触试件表面时接触点的切线方向与试件表面的夹角)θ及材质(如10#碳钢、20#碳钢、316L以及Incoloy 825等)、粗糙度、液体物性(粘度、密度等)、液滴尺寸等因素的影响规律。本发明也可以用于研究油膜对水润湿、腐蚀及其之间关联性的阻尼特性、前后液滴相互影响规律、材料耐蚀特性、材料处理工艺、防腐涂层效果等评价,这些研究将为工程提供重要的理论依据和实践指导。其具体有益效果表现为以下几点:
[0017] 1、本发明是一种可以测量材质润湿性、腐蚀速率及其之间关联性的仪器。其中,润湿性通过高速摄像机进行拍照后计算得到接触角及其变化规律,即润湿特性,腐蚀速率通过外接电化学工作站侦测腐蚀信号。然后两者进行数据匹配得出润湿性‑腐蚀速率关联性。
[0018] 2、本发明是一种可调试壁面润湿‑腐蚀速率测试仪器,可以调节试件高度和倾斜角度模拟实际液滴与壁面碰撞时的润湿过程,调节高度从0~20cm,倾斜角度从‑90°~90°,可用于评判不同材料或涂层在实际与腐蚀性介质接触过程中的腐蚀问题。
[0019] 3、本发明采用双层电极形式测试腐蚀速率。其中,上层为工作电极,下层为参比电极和对电极。该电极结构可以测量不同流动或润湿特征下腐蚀信号,避免工作电极上局部碰撞或紊流干扰参比电极。