Page 56 - 理化检验-物理分册2021年第四期

邢承亮, 等: 腐蚀疲劳试验系统的开发及应用

明且价格较低的高分子材料制造, 透明性好以便于 转橡胶塞固定端, 完成试样与腐蚀容池的连接, 在容
仔细观察整个试验过程。将腐蚀容池加工 成外径 池底部涂抹有机胶防止介质渗出。再根据实际环境

70cm , 内径 50cm , 高 65cm 的圆桶形状。容池底 介质的成分配比腐蚀介质, 将该腐蚀介质存放于介

部为固定封闭底座, 底座中心加工一个直径 20cm 质槽中。启动 p H 测试单元、 加热控制单元、 循环单

的圆孔, 此孔下端有一个高 30cm , 直径 35cm 的螺 元即完成整套腐蚀系统的有效配合。腐蚀系统如图
旋橡胶塞固定端。容池顶部为活动式上盖, 在中心 2 所示。

加工一个直径 20cm 的圆孔。在距容池 上 下 两 端

10cm 处各开一个直径 8cm 的圆孔, 下端圆孔为进
液口、 上端圆孔为出液口, 以保证容池中腐蚀介质的
有效高度。腐蚀容池及试样安装截面图如图1所示。

图 2 腐蚀系统示意图

图 1 腐蚀容池及试样安装截面图 Fi g 2 Dia g ramofcorrosions y stem

Fi g 1 Dia g ramofcorrosiontankandsam p leinstallationsection
2 试验材料与试验方法
1.2 温度控制单元
温度控制单元主要由加热循环泵、 加热腔、 控制 2.1 试验材料
仪表、 测温传感器组成。加热循环泵将腐蚀介质槽 海洋工程用 S690QL 高强钢板的服役条件非常
中的介质运输到加热腔中, 加热腔另外一端与介质 恶劣, 一直处于海水腐蚀和海浪、 海风等引起的交变
槽连通以实现介质的循环加热。将测温传感器放置 载荷的耦合作用中, 具有代表意义, 所以选该材料进
在容池中, 测试试验时腐蚀介质的实际温度, 当测温 行腐蚀疲劳性能的研究。 S690QL 高强钢板的化学
传感器反馈温度达到设定的温度时, 控制仪表发出 成分见表 1 , 力学性能见表 2 。
信号, 断开加热腔体的供电, 停止加热, 相反未达到 表 1 S690 Q L 高强钢板的化学成分( 质量分数)

设定温度时处于通电加热状态。 Tab 1 Chemicalcom p ositionsofS690 Q Lhi g hstren g th

steel p late massfraction
1.3 腐蚀介质 H 测试单元 %
p
腐蚀介质 p H 的实时状态严重影响着试样与介 C Si Mn P S Ni Cr Al Mo
质的化学反应, 所以精准地检测 p H 非常重要。将测 0.10~ ≤ 1.10~ ≤ ≤ 0.50~ ≤ 0.03~
0.34
试探头放置在腐蚀介质中, 利用化学电位差原理, 实 0.20 0.22 1.25 0.009 0.002 0.75 0.50 0.04
时显示介质的 p H , 根据试验要求完成 p H 的调整。
表 2 S690 Q L 高强钢板的力学性能
1.4 腐蚀介质循环单元 Tab 2 Mechanical p ro p ertiesofS690 Q Lhi g hstren g thsteel p late

腐蚀介质循环单元在蠕动泵的工作下将配比好
屈服强度 / 抗拉强度 / 断后伸长率 / 冲击吸收能量
的腐蚀介质通过腐蚀容池进液口输送到容池中, 当 MPa MPa % 屈强比 ( -60 ℃ )/ J

腐蚀介质液面到达出液口时会沿出液口流回到腐蚀
720 803 19.5 0.896 155
槽中完 成 循 环。 该 蠕 动 泵 具 有 调 节 流 速、 流 向 的
作用。 2.2 腐蚀疲劳试样
1.5 整套腐蚀疲劳试验系统的工作原理 根据腐蚀容池的尺寸设计了腐蚀试样, 如图 3
疲劳试验机与上述腐蚀系统共同组成腐蚀疲劳 所示。试样长夹持端与腐蚀容池的下端相连接, 夹
试验系统。将经过在疲劳试验机上进行疲劳试验后 持在疲劳试验机的下夹具上。试样表面质量严重影
的试样一端穿过橡胶塞从腐蚀容池的下端放入, 旋 响着试样循环寿命, 所以要对机加工后的试样进行
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