1.一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測(cè)試裝置,其特征在于該裝置包括測(cè)試單元、監(jiān)測(cè)單元、攝像觀察單元、加熱單元和進(jìn)排氣單元;
所述的測(cè)試單元由拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)(1)、試樣(2)、環(huán)境箱(3)和腐蝕液(4)構(gòu)成;所述的環(huán)境箱(3)由上端蓋(38)、環(huán)境筒(39)和下端蓋(40)構(gòu)成,呈圓柱狀密封式結(jié)構(gòu),由透明有機(jī)玻璃制成;所述的試樣(2)通過環(huán)境箱(3)的上端蓋試樣插孔(28)和下端蓋試樣插孔(35)并固定在環(huán)境箱(3)上,試樣(2)與上端蓋試樣插孔(28)之間用上盤根(24)和上盤根壓蓋(25)密封固定,試樣(2)與下端蓋試樣插孔(35)之間用下盤根(26)和下盤根壓蓋(27)密封固定,并且試樣(2)的中心與環(huán)境箱(3)的中心重合,兩端以相同長(zhǎng)度夾在拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)(1)上;
所述的監(jiān)測(cè)單元由導(dǎo)電棒(5)、涂層檢漏儀(6)、報(bào)警燈(7)、光控開關(guān)(8)、計(jì)數(shù)器(9)和計(jì)算機(jī)(10)構(gòu)成;所述的導(dǎo)電棒(5)上設(shè)有旋塞,通過導(dǎo)電棒插孔(30)插入環(huán)境箱(3)并密封固定在環(huán)境箱(3)的上端蓋(38),該導(dǎo)電棒(5)上端與涂層檢漏儀(6)的一端連接,涂層檢漏儀(6)的另一端接地,涂層檢漏儀(6)上設(shè)有報(bào)警燈(7),報(bào)警燈(7)近距離正對(duì)光控開關(guān)(8),光控開關(guān)(8)與計(jì)數(shù)器(9)的一端連接,計(jì)數(shù)器(9)的另一端接入計(jì)算機(jī)(10);所述的攝像觀察單元由微型高速攝像頭A(13)、微型高速攝像頭B(14)和計(jì)算機(jī)(10)構(gòu)成,兩者通過接線接入計(jì)算機(jī)(10);所述的微型高速攝像頭A(13)和微型高速攝像頭B(14)以不穿透的方式固定在環(huán)境箱(3)的側(cè)面上,兩攝像頭的連線經(jīng)過環(huán)境箱(3)的幾何中心;
所述的加熱單元由加熱棒(11)、控溫儀(12)和計(jì)算機(jī)(10)構(gòu)成;所述的加熱棒(11)上設(shè)有旋塞,通過加熱棒插孔(32)插入環(huán)境箱(3)底部并密封固定在環(huán)境箱(3)的上端蓋(38),該加熱棒(11)上端與控溫儀(12)的一端連接,控溫儀(12)的另一端接入計(jì)算機(jī)(10);
所述的進(jìn)排氣單元由進(jìn)氣裝置、排氣裝置構(gòu)成;所述的進(jìn)氣裝置由供氣瓶(15)、進(jìn)氣閥(16)和進(jìn)氣管(17)構(gòu)成,進(jìn)氣管(17)上設(shè)有旋塞,通過進(jìn)氣管插孔(29)插入環(huán)境箱(3)底部并密封固定在環(huán)境箱(3)的上端蓋(38),該進(jìn)氣管(17)上端與進(jìn)氣閥(16)的一端連接,進(jìn)氣閥(16)的另一端與供氣瓶(15)連接;所述的排氣裝置由排氣管(21)、排氣閥(22)和廢氣吸收池(23)構(gòu)成,排氣管(21)上設(shè)有旋塞,通過排氣管插孔(31)插入環(huán)境箱(3)上部并密封固定在環(huán)境箱(3)的上端蓋(38),該排氣管(21)上端與排氣閥(22)的一端連接,排氣閥(22)的另一端與廢氣吸收池(23)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測(cè)試裝置,其特征在于:所述的環(huán)境箱(3)內(nèi)工作壓力為0.1MPa,工作溫度范圍為0~80℃。
3.如權(quán)利要求1所述的一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測(cè)試裝置,其特征在于:所述的試樣(2)的試驗(yàn)部分呈漏斗狀,該試樣(2)的表面全被非金屬涂層所覆蓋,涂層表面平整光滑、無缺陷、絕緣性能良好,并且在實(shí)驗(yàn)過程中試樣(2)的漏斗狀部位始終與腐蝕液(4)接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測(cè)試裝置,其特征在于:所述的上端蓋(38)設(shè)有上端蓋試樣插孔(28)、進(jìn)氣管插孔(29)、導(dǎo)電棒插孔(30)、排氣管插孔(31)、加熱棒插孔(32)、上端蓋螺栓插孔A(33)和上端蓋螺栓插孔B(34);所述的下端蓋(40)設(shè)有下端蓋試樣插孔(35)、下端蓋螺栓插孔A(36)和下端蓋螺栓插孔B(37);所述的上端蓋試樣插孔(28)和下端蓋試樣插孔(35)位于環(huán)境箱(3)的中心軸線上,進(jìn)氣管插孔(29)、導(dǎo)電棒插孔(30)、排氣管插孔(31)和加熱棒插孔(32)在上端蓋(38)呈十字形分布,且距上端蓋(38)的中心距離都相等;所述的上端蓋螺栓插孔A(33)、下端蓋螺栓插孔A(36)的連線和上端蓋螺栓插孔B(34)、下端蓋螺栓插孔B(37)的連線都與環(huán)境箱(3)的軸線平行,四個(gè)插孔分別位于上下端蓋的邊緣位置,以環(huán)境箱(3)的中軸線對(duì)稱分布。
5.如權(quán)利要求1所述的一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測(cè)試裝置,其特征在于:所述的導(dǎo)電棒(5)、加熱棒(11)、進(jìn)氣管(17)和排氣管(21)都插在環(huán)境箱(3)中,并與微型高速攝像頭A(13)和微型高速攝像頭B(14)錯(cuò)開分布,不影響兩攝像頭對(duì)試樣(2)表面形貌的記錄觀察。
6.如權(quán)利要求1所述的一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測(cè)試裝置,其特征在于:所述的供氣瓶(15)由N2氣瓶、CO2氣瓶和H2S氣瓶三者組成,三個(gè)氣瓶分別通過閥門A(18)、閥門B(19)和閥門C(20)一起接入進(jìn)氣閥(16)。
7.采用如權(quán)利要求1所述的一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測(cè)試裝置對(duì)涂層腐蝕疲勞性能進(jìn)行測(cè)試的方法,其特征在于包括以下步驟:
A、加工試樣(2)并制作涂層,將帶涂層的試樣(2)潤(rùn)濕后用涂層檢漏儀(6)進(jìn)行檢驗(yàn),確保涂層制作合格;
B、將試樣(2)固定在環(huán)境箱(3)上,試樣(2)兩端夾在拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)(1)上,通過進(jìn)氣管插孔(29)向環(huán)境箱(3)中注入溶液,然后將導(dǎo)電棒(5)、加熱棒(11)、進(jìn)氣管(17)和排氣管(21)密封固定在環(huán)境箱(3)的上面,將微型高速攝像頭A(13)和微型高速攝像頭B(14)固定在環(huán)境箱(3)的側(cè)面;
C、打開閥門A(18)、進(jìn)氣閥(16)和排氣閥(22),通入N2除氧并且檢查裝置的密封性;
D、關(guān)閉排氣閥(22)和閥門A(18),打開閥門B(19)和閥門C(20)通腐蝕性氣體2小時(shí),然后依次關(guān)閉閥門B(19)、閥門C(20)和進(jìn)氣閥(16);
E、先啟動(dòng)加熱單元將腐蝕液(4)加熱到預(yù)設(shè)溫度,然后啟動(dòng)測(cè)試單元對(duì)涂層的腐蝕疲勞性能進(jìn)行測(cè)試,啟動(dòng)監(jiān)測(cè)單元對(duì)涂層表面進(jìn)行監(jiān)測(cè),以及同時(shí)啟動(dòng)攝像觀察單元對(duì)試樣(2)涂層表面形貌進(jìn)行記錄觀察;
F、當(dāng)涂層檢漏儀(6)的報(bào)警燈(7)發(fā)出報(bào)警時(shí),光控開關(guān)(8)自動(dòng)斷開、實(shí)驗(yàn)停止,打開閥門A(18)、進(jìn)氣閥(16)和排氣閥(22)通入N2半小時(shí)進(jìn)行廢氣吸收處理,待腐蝕液(4)冷卻后取出試樣(2)對(duì)涂層進(jìn)行清洗、干燥處理;
G、采用同樣涂層的試樣(2)重復(fù)步驟A~F進(jìn)行3~5次試驗(yàn);
H、采用不同涂層的試樣(2)分別重復(fù)步驟A~G進(jìn)行試驗(yàn);
I、通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較,采用掃描電鏡對(duì)試樣(2)上各種涂層的表面形貌進(jìn)行觀察,然后對(duì)各種試樣(2)涂層的腐蝕疲勞性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選。